A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Lực ma sát trượt
+ Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật đang trượt trên một bề mặt
+ Có hướng ngược hướng của vận tốc
+ Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực, không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật
+ Ta có: Fms = μt. N, trong đó μt
là hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc và được dùng để tính lực ma sát trượt.
II. Lực ma sát lăn
+ Xuất hiện ở chỗ tiếp xúc của vật rơi với bề mặt mà vật lăn trên đó để cản trở chuyển động lăn
+ Lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt
III. Lực ma sát nghỉ
+ Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật rơi với bề mặt để giữ cho vật đứng yên trên bề mặt đó khi nó bị một lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc.
+ Có độ lớn cực đại, độ lớn cực đại lớn hơn lực ma sát trượt
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1: SGK trang 78:
Nêu những đặc điểm của lực ma sát trượt.
Hướng dẫn giải
Ma sát trượt là lực ma sát xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt một vật khác.
Độ lớn của lực ma sát trượt:
- Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật;
- Tỉ lệ với độ lớn của áp lực;
- Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
Câu 2: SGK trang 78:
Hệ số ma sát trượt là gì? Nó phụ thuộc vào những yếu tố nào? Viết công thức của lực ma sát trượt.
Hướng dẫn giải
Hệ số ma sát trượt: là hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lực ma sát và độ lớn của áp lực. Kí hiệu: μ
Biểu thức: \[{{\mu }_{t}}=\frac{{{F}_{mst}}}{N}\].
Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
Công thức của lực ma sát trượt: Fmst=μt.N.
Với N là độ lớn của áp lực của vật.
Câu 3: SGK trang 78:
Nêu những đặc điểm của lực ma sát nghỉ.
Hướng dẫn giải
Đặc điểm:
- Nếu lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc, lực ma sát nghỉ có hướng ngược với lực tác dụng.
- Lực ma sát nghỉ có độ lớn cực đại khi vật bắt đầu chuyển động.
- Giá trị lớn nhất của lực ma sát nghỉ được tính bằng công thức: Fmax = F0.μn với μn là hệ số ma sát nghỉ; F0 là lực mà vật tác dụng lên mặt phẳng.
- Khi vật trượt, lực ma sát trượt nhỏ hơn lực ma sát nghỉ cực đại.
Câu 4: SGK trang 78:
Trong các cách viết công thức của lực ma sát trượt dưới đây, cách viết nào đúng ?
A. \[\overrightarrow{{{F}_{mst}}}={{\mu }_{t}}.N\]
B. \[{{F}_{mst}}={{\mu }_{t}}.\vec{N}\]
C. \[\overrightarrow{{{F}_{mst}}}={{\mu }_{t}}.\vec{N}\]
D. \[{{F}_{mst}}={{\mu }_{t}}.N\]
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D.
Câu 5: SGK trang 78:
Quyển sách nằm yên trên mặt bàn nằm ngang có chịu lực ma sát nghỉ hay không?
Hướng dẫn giải
Quyển sách không bị chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ vì:
- Phản lực của mặt bàn cân bằng với chuyển động;
- Quyển sách không có xu hướng chuyển động.
Câu 6: SGK trang 79:
Điều gì xảy ra đối với hệ số ma sát giữa hai mặt tiếp xúc nếu lực ép hai mặt đó tăng lên?
A. Tăng lên
B. Giảm đi
C. Không thay đổi
D. Không biết được
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án C.
Giải thích: vì hệ số ma sát chỉ phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
Câu 7: SGK trang 79:
Một vận động viên môn hốc cây ( môn khúc côn cầu) dùng gậy gạt quả bóng để truyền cho nó một tốc độ đầu 10m/s. Hệ số ma sát trượt giữa quả bóng và mặt băng là 0,1. Lấy g = 9,8m/s2. Hỏi quả bóng đi được một đoạn đường bằng bao nhiêu thì dừng lại?
A. 39m
B. 45m
C. 51m
D. 57m
Hướng dẫn giải
Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
Do trọng lực của vật cân bằng với phản lực của mặt đất tác dụng vào bóng, nên lực tác dụng lên bóng chỉ còn lực ma sát. Áp dụng định luật II Newton:
F = Fms = m.a = - μ.N = μ.m.g ⇒ a = - μ.g = 0,1.9,8 = - 0,98 m/s2.
Quãng đường mà bóng đi được là: \[s=\frac{{{v}^{2}}-v_{0}^{2}}{2.a}=\frac{{{0}^{2}}-{{10}^{2}}}{2.-0,98)}=51\](m)
Câu 8: SGK trang 79:
Một tủ lạnh có trọng lượng 890 N chuyển động thẳng đều trên sàn nhà. Hệ số ma sát trượt giữa tủ lạnh và sàn nhà là 0,51. Hỏi lực đẩy tủ lạnh theo phương ngang bằng bao nhiêu? Với lực đẩy tìm được có thể làm cho tủ lạnh chuyển động từ trạng thái nghỉ được không?
Hướng dẫn giải
Các lực tác dụng vào tủ lạnh: \[\overrightarrow{{{F}_{d}}}\], \[\overrightarrow{{{F}_{ms}}}\], \[\vec{P}\], \[\vec{N}\]
Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
Áp dụng định luật II Newton cho các lực tác dụng vào tủ lạnh theo phương ngang:
\[\overrightarrow{{{F}_{d}}}+\overrightarrow{{{F}_{ms}}}=m.\vec{a}=\vec{0}\]
Chiếu lên phương chuyển động: Fđ - Fms = m.a = 0
⇒ Fđ = Fms = μ. N = μ.P = 0,51.890 = 453,9 N.
Với lực đẩy tìm được không thể làm cho tủ lạnh chuyển động từ trạng thái nghỉ được vì lực làm cho tủ lạnh chuyển động từ đứng yên lớn hơn lực giữ cho tủ lạnh chuyển động thẳng đều.