- Lực ma sát nghỉ là lực ma sát tác dụng lên mặt tiếp xúc của vật, khi vật có xu hướng chuyển động nhưng chưa chuyển động. Show - Lực ma sát trượt là lực ma sát cản trở vật trượt trên bề mặt tiếp xúc. + Độ lớn của lực ma sát phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc, nhưng không phụ thuộc vào diện tích của bề mặt tiếp xúc. + Khi tăng áp lực lên bề mặt tiếp xúc thì độ lớn của lực ma sát trượt tăng. - Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt của một vật khác. Bài toán 2: Ứng dụng để giải bài toán liên quan đến lực ma sát - Tỉ số giữa độ lớn của lực ma sát trượt \[{\overrightarrow F _{ms}}\] và áp lực \[\overrightarrow N \] gọi là hệ số ma sát trượt, kí hiệu là \[\mu \]. Hệ số \[\mu \] phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc. - Công thức tính lực ma sát trượt \[{F_{ms}} = \mu .N\]. Ví dụ 1: Điều gì xảy ra đối với hệ số ma sát giữa hai mặt tiếp xúc nếu lực pháp tuyến ép hai mặt tiếp xúc tăng lên?
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: B Hệ số ma sát trượt μ phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc, μ không phụ thuộc vào độ lớn của lực pháp tuyến N nên khi N tăng lên thì μ vẫn không đổi. Ví dụ 2: Một người kéo một vật trượt thẳng đều trên sàn nhà nằm ngang với một lực nằm ngang có độ lớn 300 N. Khi đó, độ lớn của lực ma sát trượt tác dụng lên vật sẽ
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: C Các lực tác dụng lên vật được biểu diễn như hình vẽ sau: Do vật chuyển động đều nên lực ma sát có độ lớn bằng lực kéo và bằng 300 N. Ví dụ 3: Một người đi xe đạp có khối lượng tổng cộng m = 86 kg đang chuyển động trên đường nằm ngang với vận tốc v0 = 4 m/s. Nếu người đi xe ngừng đạp và hãm phanh để giữ không cho các bánh xe quay, xe trượt đi một đoạn đường 2 m thì dừng lại. Lực ma sát là một trong những kiến thức quan trọng trong chương trình Vật lí 10. Trong bài viết hôm nay Download.vn sẽ giới thiệu đến các bạn toàn bộ kiến thức về lực ma sát để bạn đọc cùng tham khảo. Tài liệu tổng hợp toàn bộ kiến thức về lực ma sát trượt, lực ma sát nghỉ, lực ma sát lăn và một số dạng bài tập tự luận, trắc nghiệm kèm theo. Thông qua tài liệu này các bạn lớp 10 có thêm nhiều tư liệu tham khảo, trau dồi củng cố kiến thức để biết cách giải nhanh các bài tập Vật lí. Chúc các bạn học tốt. I. Lực ma sát trượt
- Lực ma sát trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật chuyển động trượt trên một bề mặt. - Lực ma sát trượt có hướng ngược hướng với vận tốc, làm cản trở chuyển động của vật. - Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực, không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật. - Biểu thức: 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.
Móc lực kế vào vật rồi kéo theo phương ngang cho vật trượt gần như thẳng đều. Khi đó, lực kế chỉ độ lớn của lực ma sát trượt tác dụng vào vật.
- 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.
- Hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực được gọi là hệ số ma sát trượt. Kí hiệu là - Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
II. Lực ma sát lăn- Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên mặt một vật khác để cản trở chuyển động lăn của vật. - Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều lần hệ số ma sát trượt. - Vai trò của lực ma sát lăn: Vì lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt nên để hạn chế tác hại của ma sát trượt, người ta tìm cách thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn nhờ các ổ bi, con lăn… Ma sát lăn giúp cho vật chuyển động dễ dàng hơn. III. Lực ma sát nghỉ
Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi một vật nằm yên trên bề mặt vật khác.
- Lực ma sát nghỉ có: + Điểm đặt lên vật (sát bề mặt tiếp xúc). + Phương song song với mặt tiếp xúc. + Chiều ngược chiều với lực (hợp lực) của ngoại lực (các ngoại lực và thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tiếp xúc) hoặc chiều chuyển động của vật. - Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì vật sẽ trượt. Như vậy: ực ma sát nghỉ cực đại xấp xỉ bằng lực ma sát trượt và có thể dùng công thức tính lực ma sát trượt để tính lực ma sát nghỉ cực đại
Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực phát động giúp các vật chuyển động. Khi bước đi, chân phía sau sẽ tác dụng vào đất một lực F. Ở chỗ đường tốt, mặt đường sẽ tác dụng lực Fmsn hướng về phía trước, giữ cho chân khỏi trượt trên mặt đất. Trường hợp thiếu ma sát nghỉ, lực từ chân người tác dụng vào đất về phía sau, mà không có lực nào giữ chân lại sẽ làm cho chân sau và cả thân người ngã nhào về sau. IV. Trắc nghiệm Lực ma sátCâu 1: Một vật trượt trên một mặt phẳng, khi tốc độ của vật tăng thì hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng
Câu 2: Lực ma sát trượt
Câu 3: Một vật có khối lượng 1500 g được đặt trên một bàn dài nằm ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 0,2. Lấy g = 10 m/s2. Tác dụng lên vật một lực có độ lớn 4,5 N theo phương song song với mặt bàn trong khoảng thời gian 2 giây rồi thôi tác dụng. Quãng đường tổng cộng mà vật đi được cho đến khi dừng lại là
Câu 4: Một người kéo một thùng hàng chuyển động, lực tác dụng vào người làm người đó chuyển động về phía trước là
Câu 5: Một toa tàu có khối lượng 80 tấn chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo nằm ngang F = 6.104 N. Lấy g = 10 m/s2. Hệ số ma sát giữa tàu và đường ray là
Câu 6: Một vật có khối lượng 5 tấn đang chuyển động trên đường nằm ngang có hệ số ma sát của xe là 0,2. Lấy g = 10 m/s2. Độ lớn của lực ma sát là
Câu 7: Một đầu máy tạo ra lực kéo để kéo một toa xe có khối lượng 5 tấn, chuyển động với gia tốc 0,3 m/s2. Biết lực kéo của động cơ song song với mặt đường và hệ số ma sát giữa tao xe và mặt đường là 0,02. Lấy g = 10 m/s2. Lực kéo của đầu máy tạo ra là
Câu 8: Khi đẩy một ván trượt bằng một lực F1 = 20 N theo phương ngang thì nó chuyển động thẳng đều. Nếu chất lên ván một hòn đá nặng 20kg thì để nó trượt đều phải tác dụng lực F2 = 60 N theo phương ngang. Tìm hệ số ma sát trượt giữa tấm ván và mặt sàn.
Câu 9: Một vật có khối lượng 100 kg đang đứng yên thì bắt đầu chuyển động nhanh dần đều, sau khi đi được 100 m, vật đạt vận tốc 36 km/h. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,05. Lấy g = 10 m/s2. Lực phát động tác dụng vào vật theo phương song song với phương chuyển động của vật có độ lớn là
Câu 10: Một ô tô có khối lượng 1,2 tấn bắt đầu khởi hành từ trạng thái đứng yên nhờ lực kéo của động cơ 600 N. .Biết hệ số ma sát của xe là 0,02. Lấy g = 10 m/s2. Biết lực kéo song song với mặt đường. Sau 10 s kể từ lúc khởi hành, tốc độ chuyển động của ô tô là
V. Bài tập tự luận Lực ma sát1/ Một xe điện đang chạy với vận tốc 36km/h thì bị hãm lại đột ngột. Bánh xe không lăn nữa mà chỉ trượt lên đường ray. Kể từ lúc hãm, xe điện còn đi được bao xa thì dừng hẳn ? Biết hệ số ma sát trượt giữa bành xe và đường ray là 0,2. Lấy g = 9,8m/s2. 2/ Cần kéo một vật trọng lượng 20N với một lực bằng bao nhiêu để vật chuyển động đều trên một mặt sàn ngang. Biết hệ số ma sát trượt của vật và sàn là 0,4. 3/ Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 15m/s thì tắt máy, hãm phanh. Tính thời gian và quãng đường ô tô đi thêm được cho đến khi dừng lại. Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,6. Lấy g = 9,8m/s2. 4/ Một ô tô khối lượng hai tấn chuyển động trên mặt đường nằm ngang có hệ số ma sát lăn 0,1. Tính lực kéo của động cơ ô tô nếu:
5/ Một xe ô tô khối lượng 1,2 tấn đang chạy với vận tốc 36km/h trên đường ngang thì hãm phanh chuyển động châm dần đều. Sau 2s xe dừng hẳn. Tìm :
Lấy g = 10m/s2 6/ Một đoàn tàu khối lượng 1000 tấn bắt đầu rời ga. Biết lực kéo của đầu máy 2.105N, hệ số ma sát lăn là 0,004. Tìm vận tốc đoàn tàu khi nó đi được 1km va thời gian để đạt được vận tốc đó. Lấy g = 10/s2. 7/ Một đoàn tàu có khối lượng 103 tấn đang chạy với vận tốc 36km/h thì bắt đầu tăng tốc. Sau khi đi được 300m, vận tốc của nó lên tới 54km/h. Biết lực kéo cảu đầu tầu trong cả giai đoạn tăng tốc là 25.104N. Tìm lực cản chuyển động cảu đoàn tàu. 8/ Một chiếc ô tô có khối lượng 5 tấn đang chạy thì bị hãm phanh chuyển động thẳng chậm dần đều. Sau 2,5s thì dừng lại và đã đi được 12m kể từ lúc vừa hãm phanh.
9/ Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 5m, nghiêng góc 300 so với phương ngang. Coi ma sát trên mặt nghiêng là không đáng kể. Đến chân mặt phẳng nghiêng, vật sẽ tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng ngang trong thời gian là bao nhiêu ? Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là k = 0,2. Lấy g = 10m/s2. 10/ xe đang chuyển động với vận tốc 25m/s thì bắt đầu trượt lên dốc dài 50m, cao 14m. hệ số ma sát giữa xe và mặt dốc là 0,25.
11/ một vật có khối lượng m = 1kg trượt trên mặt phẳng nghiêng một góc = 450 so với mặt phẳng nằm ngang. 12/ tại một điểm a trên mặt phẳng nghiêng một góc 300 so với phương ngang, người ta truyền cho một vật vận tốc 6m/s để vật đi lên trên mặt phẳng nghiêng theo một đường dốc chính. bỏ qua ma sát. lấy g = 10 m/s2. |