A. Tóm tắt lý thuyết
1. Khi nào có lực ma sát:
1.1. Lực ma sát trượt:
Lực ma sát trượt xuất hiện khi Vật này trượt lên vật kia
Ví dụ
Đẩy cái tủ trên mặt sàn nhà sỉnh ra ma sát trượt
Khi bóp phanh má phanh trượt trên vành xe sinh ra ma sát trượt
1.2. Lực ma sát lăn:
Lực ma sát lăn được sinh ra khi một vật lăn trên bề mặt vật kia.
Ví dụ: Bánh xe lăn trên mặt đường sinh ra lực ma sát lăn
Lưu ý: Cường độ lực ma sát lăn nhỏ hơn của lực ma sát trượt rất nhiều lần.
1.3. Lực ma sát nghỉ:
Lực cân bằng với lực kéo vật khi vật chưa chuyển động gọi là lực ma sát nghỉ.
Ví dụ: Ma sát giữa các bao xi măng với dây chuyền trong nhà máy sản xuất xi măng nhờ vậy mà bao xi măng có thể chuyển từ hệ thống này sang hệ thống khác.
Trong cuộc sống nhờ lực ma sát nghỉ mà người ta có thể đi lại trên đường
Lưu ý:
- Cường độ của lực ma sát nghỉ thay đổi tùy theo lực tác dụng lên vật có xu hướng làm cho vật thay đổi chuyển động.
- Lực ma sát nghỉ luôn có tác dụng giữ vật ở trạng thái cân bằng khi có lực khác tác dụng lên vật.
- Đặc trưng của lực ma sát là cản trở chuyển động
2. Lực ma sát trong đời sống và kĩ thuật:
Trong cuộc sống lực ma sát có thể có ích, có thể có hại cần làm tăng lực ma sát khi nó có lợi và giảm lực ma sát khi nó có hại
2.1. Ma sát có thể có hại
Các tác hại của lực ma sát Ma sát làm mòn giày ta đi, Ma sát làm mòn sên và líp của xe đạp …
Các biện pháp làm giảm lực ma sát: Bôi trơn bằng dầu, mỡ.
Ví dụ:
.png)
Lực ma sát trượt giữa xích xe đạp với dĩa làm mòn bánh xe. Cách khắc phục: cần phải tra dầu để tránh mòn xích
.png)
Lực ma sát trượt của trục làm mòn trục và cản trở chuyển động của bánh xe. Cách khắc phục: thay trục quay bằng ổ bi. Khi đó lực ma sát sẽ giảm đi khoảng 20, 30 lần so với lúc chưa có ổ bi
2.2. Lực ma sát có ích
.png)
Bảng trơn nhẵn quá không thể dùng phấn viết lên bảng được. Biện pháp: tăng thêm độ nhám của bảng để tăng thêm ma sát giữa bảng và phấn
.png)
Không có ma sát giữa mặt răng của ốc và vít thì con ốc xẽ quay lỏng dần khi bị dung. Nó không còn có tác dụng ép chặt các mặt cần ép. Biện pháp: Tăng độ nhám giữa đai ốc và vít
Khi đánh diêm nếu không có lực ma sát đầu que diêm sẽ trượt trên mặt sườn của que diêm, không phát ra lửa. Biện pháp: Tăng mặt nhám của đầu que.
3. Bài tập minh họa
Bài 1. Một ô tô chuyển động thẳng đều khi lực kéo của động cơ ô tô là 800N.
a) Tính độ lớn của lực ma sát tác dụng lên các bánh xe ô tô (bỏ qua lực cản của không khí)
b) Khi lực kéo của ô tô tăng lên thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu coi lực ma sát là không thay đổi.
c) Khi lực kéo của ô tô giảm đi thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu coi lực ma sát là không thay đổi ?
Hướng dẫn giải
a) Ô tô chuyển động thẳng đều khi lực kéo cân bằng với lực ma sát: \[{{F}_{ms}}={{F}_{k}}=800N\]
b) Lực kép tăng (\[{{F}_{k}}>{{F}_{ms}}\]) thì ô tô chuyển động nhanh dần
c) Lực kép giảm (\[{{F}_{k}}<{{F}_{ms}}\]) thì ô tô chuyển động chậm dần
Bài 2. Một đầu tàu khi khởi động cần một lực kéo 10000N, nhưng khi đã chuyển động thẳng đều trên đường sắt thì chỉ cần một lực 5000N
a) Tìm độ lớn của lực ma sát khi bánh xe lăn đều trên đường sắt. Biết đầu tàu có khối lượng 10 tấn. Hỏi lực ma sát này có độ lớn bằng bao nhiêu phần của trọng lượng của đầu tàu ?
b) Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng của những lực gì ? Tính độ lớn của lực làm cho đầu tàu chạy nhanh dần lên khi khởi hành.
Hướng dẫn giải
a) Khi bánh xe lăn đều trên đường sắt thì lực kéo cân bằng với lực cản khi đó \[{{F}_{k}}=5000N={{F}_{ms}}\]. So với trọng lượng đầu tàu lực ma sát bằng: \[{{F}_{ms}}=\frac{5000}{10000}.10=.005\] lần
b) \[{{F}_{k}}-{{F}_{ms}}=5000N\]
Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng của 2 lực: lực phát động và lực cản. Độ lớn của lực làm cho tàu chạy nhanh dần lên khi khởi hành:
\[{{F}_{k}}-{{F}_{ms}}=5000N\]
B. Hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo khoa
Giải bài tập 1 trang 21 SGK vật lý 8: Hãy tìm ví dụ về lực ma sát trượt trong đời sống và kĩ thuật.
Trả lời
* Lực ma sát trượt trong đời sông: Khi phanh xe đạp, lực ma sát giữa hai má phanh với vành xe là lực ma sát trượt.
* Lực ma sát trượt trong kĩ thuật: Lực ma sát giữa các chi tiết máy trượt trên nhau là lực ma sát trượt.
Giải bài tập 2 trang 21 SGK vật lý 8: Hãy tìm thêm ví dụ về lực ma sát lăn trong đời sống và kĩ thuật.
Trả lời
* Lực ma sát lăn trong đời sống: Khi lăn một thùng phuy trên mặt sàn. lực ma sát giừa vỏ thùng phuy với mặt sàn là lực ma sát lăn.
* Lực ma sát lăn trong kĩ thuật: Lực ma sát giữa các viên bi trong ổ bi với thành đờ của ổ bi là lực ma sát lăn.
Giải bài tập 3 trang 21 SGK vật lý 8: Trong các trường hợp ở hình vẽ dưới đây, trường hợp nào có lực ma sát trượt, trường hợp nào có lực ma sát lăn? Từ hai trường hợp trên em có nhận xét gì về cường độ của lực ma sát trượt và lực ma sát lăn.
Trả lời
Trường hợp a) có lực ma sát trượt, trường hợp b) có lực ma sát lăn. Dựa vào hình vẽ ta thấy cường độ lực ma sát trượt lớn hơn cường đô lưc ma sát lăn.
Giải bài tập 4 trang 22 SGK vật lý 8: Móc lực kế vào một vật nặng đặt trên mặt bàn rồi từ từ kéo lực kế theo phương nằm ngang. Đọc số chỉ của lực kế khi vật nặng còn chưa chuyển động (Hình vẽ dưới).
Tại sao trong thí nghiệm trên, mặc dù có lực kéo tác dụng lên vật nặng nhưng vật vẫn đứng yên?
Trả lời
Vật vẫn đứng yên vì giữa vật và mặt sàn xuất hiện lực cản (gọi là lực ma sát nghỉ), lực này tác dụng lên vật và cân bằng với lực kéo.
Giải bài tập 5 trang 22 SGK vật lý 8: Hãy tìm ví dụ về lực ma sát nghỉ trong đời sống và trong kĩ thuật.
Trả lời
* Lực ma sát nghỉ trong đời sống: Những chiếc xe đang đậu trong bến nhờ có lực ma sát nghỉ mà nó đứng yên.
* Lực ma sát nghỉ trong kĩ thuật: Trong sản xuất, trên các băng chuyền trong các nhà máy, các sản phẩm như xi măng, các bao đường... có thể chuyển động cùng với băng chuyền mà không bị trượt, đó là nhờ có lực ma sát nghỉ.
Giải bài tập 6 trang 22 SGK vật lý 8: Hãy nêu tác hại của lực ma sát và các biện pháp làm giảm lực ma sát trong các trường hợp vẽ ở hình dưới đây.
Hình a: Lực ma sát làm mòn đĩa, líp và xích xe đạp. Khắc phục: thường xuyên tra dầu mỡ vào xích xe đạp.
Hình b: Lực ma sát làm mòn trục xe và cản trở chuyển động quay của bánh xe. Khắc phục: dùng ổ bi ở trục quay thay cho ổ trượt.
Hình c: Lực ma sát làm cho việc đẩy hòm trượt trên sàn khó khăn. Khắc phục: dùng con lăn (chuyển từ ma sát trượt thành ma sát lăn).
Giải bài tập 7 trang 23 SGK vật lý 8: Hãy quan sát các trường hợp vẽ ở hình dưới đây và tưởng tượng xem nếu không có lực ma sát thì sẽ xảy ra hiện tượng gì? Hãy tìm cách làm tăng lực ma sát trong những trường hợp này.
Trả lời
Hình a: Nếu bảng trơn và nhẵn quá thì không thể dùng phấn viết lên bảng được. Khắc phục: tăng độ nhám của mặt bảng đến một mức độ cho phép.
Hình b:
-Khi vặn ốc, nếu không có ma sát thì khóa vặn ốc (cờ lê) và ốc sẽ trượt trên nhau và không thể mở ốc ra được. Khắc phục: làm cho kích thước của hàm cờ lê phải khít với bề rộng của ốc.
- Khi quẹt diêm, nếu không có ma sát đầu que diêm sẽ trượt trên mặt sườn của bao diêm và không tạo ra lửa. Khắc phục: làm cho độ nhám của mặt sườn bao diêm tăng lên.
Hình c: Khi phanh gấp, nếu không có ma sát thì xe không thể dừng lại được. Khắc phục: chế tạo lốp xe có độ bám cao.
Giải bài tập 8 trang 23 SGK vật lý 8: Hãy giải thích các hiện tượng sau và cho biết trong các hiện tượng này lực ma sát có ích hay có hại.
a) Khi đi trên sàn gỗ, sàn đá hoa mới lau dễ bị ngã.
b) Ô tô đi vào bùn dễ bị sa lầy.
c) Giầy đi mãi đế bị mòn.
d) Khía rãnh ở mặt lốp ô tô vận tải phải có độ sâu trên 1,6 cm.
e) Phải bôi nhựa thông vào dây cung ở cần kéo nhị.
Trả lời
a) Khi đi trên sàn gỗ, sàn đá hoa mới lau dễ bị ngã vì lực ma sát giữa sàn nhà với chân người rất nhỏ. Như vậy lực ma sát trong trường hợp này là có ích.
b) Ồ tô đi vào bùn dễ bị sa lầy vì lực ma sát tác dụng lên lốp ô tô quá nhỏ. Như vậy lực ma sát trong trường hợp này là có ích.
c) Giầy đi mãi đế bị mòn là do ma sát giữa mặt đường và đế giày. Như vậy lực ma sát trong trường hợp này là có hại.
d) Khía rãnh ở mặt lốp ô tô vận tải phải có độ sâu trên 1,6 cm nhằm mục đích tăng ma sát giữa mặt đường và lốp ô tô. Như vậy lực ma sát trong trường hợp này là có lợi (để xe chuyển động và để hãm xe lại).
e) Phải bôi nhựa thông vào dây cung ở cần kéo nhị làm tăng ma sát giữa dây cung và dây đàn nhị vậy khi kéo nhị sẽ kêu to. Như vậy lực ma sát trong trường hợp này là có lợi. Giải bài tập 9 trang 23 SGK vật lý 8: Ổ bi có tác dụng gì? Tại sao việc phát minh ra ổ bi lại có ý nghĩa quan trọng đến sự phát triển của khoa học và công nghệ?
Trả lời
Trong các chi tiết máy, 6 bi có tác dụng làm giảm ma sát giữa trục quay và ổ đỡ. Việc sử dụng ổ bi đâ thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn của các viên bi làm cho các máy móc hoạt động dễ dàng hơn, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành động lực học, cơ khí, chế tạo máy... Chính vì vậy phát minh ra ổ bi có ý nghĩa quan trọng đến sự phát triển của khoa học và công nghệ,
C. GIẢI BÀI TẬP
B1. Trường hợp nào sau đây không phải là lực ma sát?
A. Lực xuất hiện khi lốp xe trượt trên mặt đường.
B. Lực xuất hiện khi làm mòn đế giày.
C. Lực xuất hiện khi lò xo bị nén hay bị dãn.
D. Lực xuâ't hiện khi giữa dây cuaroa với bánh xe truyền chuyển động.
Trả lời Chọn câu C: Lực xuất hiện khi lò xo bị nén hay bị dân.
B2. Cách làm nào sau đây giảm được lựa ma sát?
A. Tăng độ nhám của mặt tiếp xúc.
B. Tăng lực ép lên bề mặt tiếp xúc.
C. Tăng độ nhẵn của giừa các mật tiếp xúc.
D. Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc.
Trả lời
Chọn câu C: Tăng độ nhẵn của giừa các mặt tiếp xúc.
B3. Câu nào sau đây nói đúng về lực ma sát?
A. Lực ma sát cùng hướng với chuyển động của vật.
B. Khi vật chuvển động nhanh dần lên, lực ma sát lớn hơn lực đẩy.
C. Khi vật chuyển động chậm dần, lực ma sát nhỏ hơn lực đẩy.
D. Lực ma sát cản trở chuyến động trượt của vật này trên mặt vật kia.
Trả lời
Chọn câu D: Lực ma sát cản trở chuyển động trượt của vật này trên mặt vật kia.
B4. Một đầu tàu khi khởi hành cần một lự kéo 10.000N, nhưng khi đã chuyển động thẳng đều trên đường sắt thì chỉ cần một lực kéo 5.000N.
a. Tìm độ lớn của lực ma sát khi bánh xe lăn đều trên đường sắt biết đầu tàu có khối lượng 10 tấn. Hỏi lực ma sát này có khối lượng bằng bao nhiêu phần trọng lượng của đầu tàu?
b. Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng của những lực nào? Tính độ lớn của hợp lực làm cho đầu tàu chạy nhanh dần lên khi khởi hành.
Trả lời
a. Khi bánh tàu lăn dần trên đường sắt thì lực kéo cân bằng lực cản nên lực ma sát bằng 5.000N. So với trọng lượng đầu tàu thì lực ma sát bằng: 5000/10000x10 = 0,05 (lần)
b. Đoàn tàu khi khởi hành chịu tác dụng của các lực: lực hút của Trái Đất, lực cản của không khí, lực kéo của các toa tàu. Độ lớn lực làm tàu chạy nhanh dần khi khởi hành là: Fk - Fms = 10.000 - 5.000 = 5.000N
