Hãy giải thích tại sao khi một vật đặt trên mặt phẳng nghiêng mà không bị trượt xuống
|
Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn
Câu hỏi tr 72
Phương pháp giải: Lực ma sát nghỉ là lực ma sát tác dụng lên mặt tiếp xúc của vật, ngăn không cho vật chuyển động trên một bề mặt, khi vật chịu tác dụng của lực song song với bề mặt. Khi lực tác dụng có độ lớn đạt tới một giá trị nhất định thì vật bắt đầu chuyển động. Lời giải chi tiết: + Từ khái niệm lực ma sát nghỉ, ta thấy rằng lực ma sát nghỉ luôn xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc giữa hai vật, lực ma sát nghỉ giữ cho các điểm tiếp xúc của vật không trượt trên bề mặt => A, B đúng + Một vật đứng yên trên mặt phẳng ngang ngoài lực ma sát nghỉ ra thì vật đó còn có hợp lực bằng 0 => D đúng Chọn C
Phương pháp giải: Lực ma sát nghỉ là lực ma sát tác dụng lên mặt tiếp xúc của vật, ngăn không cho vật chuyển động trên một bề mặt, khi vật chịu tác dụng của lực song song với bề mặt. Khi lực tác dụng có độ lớn đạt tới một giá trị nhất định thì vật bắt đầu chuyển động. Lời giải chi tiết: a) Khi xoa hai bàn tay vào nhau, hai bàn tay đã tiếp xúc với nhau nên xuất hiện lực ma sát nghỉ b) Đặt vali lên mặt băng chuyền đang chuyển động ở sân bay, vali nằm yên trên mặt băng chuyền do có sự xuất hiện của lực ma sát nghỉ.
Câu hỏi tr 73 1. Hoạt động
 Phương pháp giải: Vận dụng lí thuyết về lực ma sát nghỉ Lời giải chi tiết: - Lúc đầu ta đẩy vật bằng một lực nhỏ, vật không chuyển động. Lực ma sát nghỉ đã ngăn cản không cho vật chuyển động. - Tăng lực đẩy đến khi lớn hơn một giá trị F0 nào đó thì vật bắt đầu trượt. Điều đó chứng tỏ lực F0 lớn hơn lực ma sát nghỉ. - Khi vật đã trượt, ta chỉ cần đẩy vật bằng một lực nhỏ hơn giá trị F0 vẫn duy trì được chuyển động trượt của vật. Điều này chứng tỏ lực ma sát trượt rất nhỏ, không thể cản trở chuyển động của vật. 2. Hoạt động Thí nghiệm 1: Kiểm chứng 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 tiếp xúc. Chuẩn bị: Lực kế (có GHĐ 1,0 N, ĐCNN 0,01 N), khối gỗ hình hộp chữ nhật, các bề mặt: gỗ, giấy. Tiến hành: 1. Đặt mặt có diện tích lớn của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc. - Gắn lực kế vào giá thí nghiệm để cố định lực kế theo phương nằm ngang. - Móc khối gỗ vào lực kế, lần lượt kéo các mặt tiếp xúc (mặt gỗ, mặt tờ giấy ) theo phương nằm ngang để chúng trượt đều dưới khối gỗ (Hình 18.4). - Ghi số chỉ của lực kế vào Bảng 18.1. Lấy giá trị trung bình của các số chỉ lực kế làm độ lớn của lực ma sát trượt. 2. Đặt mặt có diện tích nhỏ của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc và lặp lại thí nghiệm như trên Đặt mặt có diện tích nhỏ của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc và lặp lại thí nghiệm như trên
Thí nghiệm 2: Mối liên hệ giữa độ lớn lực ma sát trượt với độ lớn của áp lực lên bề mặt tiếp xúc. Chuẩn bị: Lực kế (có GHĐ 1,0 N, ĐCNN 0,01 N), ba khối gỗ hình hộp chữ nhật giống nhau, mặt tiếp xúc: gỗ. Tiến hành: - Đo trọng lượng của khối gỗ bằng lực kế. Ghi vào bảng 18.2 (Áp lực của khối gỗ lên mặt tiếp xúc nằm ngang có độ lớn bằng trọng lượng của khối gỗ). - Gắn lực kế vào giá thí nghiệm để cố định lực kế theo phương nằm ngang. - Móc khối gỗ vào lực kế, kéo mặt tiếp xúc (mặt gỗ) theo phương nằm ngang để nó trượt đều dưới khối gỗ. Ghi lại số chỉ của lực kế trong 3 lần thí nghiệm vào Bảng 18.2. Lấy giá trị trung bình các kết quả đo. - Lần lượt đặt thêm 1, 2 khối gỗ đầu tiên và lặp lại bước 3.
Phương pháp giải: Làm thí nghiệm Lời giải chi tiết: Thí nghiệm 1: a) Các lực tác dụng lên khối gỗ khi mặt tiếp xúc bên dưới kéo trượt đều là: trọng lực P, phản lực N, lực ma sát trượt Fmst Theo định luật 2 Newton, ta có: Chọn chiều dương là chiều kéo của vật Chiếu lên chiều dương, ta có: => Số chỉ của lực kế bằng độ lớn của lực ma sát trượt b) Thứ tự tăng dần lực ma sát trên mỗi bề mặt: mặt giấy -> mặt gỗ c) Khi thay đổi diện tích tiếp xúc, vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc thì độ lớn của lực ma sát trượt sẽ thay đổi Thí nghiệm 2: a) Khi tăng áp lực lên bề mặt tiếp xúc thì độ lớn của lực ma sát trượt sẽ giảm đi b) Học sinh thực hiện thí nghiệm, lấy kết quả đo và tự vẽ đồ thị c) Đặc điểm của lực ma sát trượt: + Điểm đặt: lên sát bề mặt tiếp xúc + Phương: song song với bề mặt tiếp xúc + Chiều: ngược chiều với chiều chuyển động tương đối so với bề mặt tiếp xúc.
Câu hỏi tr 76 1. Câu hỏi
Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức thực tiễn Lời giải chi tiết: a) Vai trò của lực ma sát trong trường hợp người di chuyển trên đường: nhờ có lực ma sát mà người có thể đứng vững và di chuyển với tốc độ điều khiển được, dẫn đến không bị ngã b) Vai trò của lực ma sát: tăng lực ma sát ở bàn tay và dụng cụ để vận động viên cầm dụng cụ khó bị rơi ra khỏi tay. 2. Hoạt động
Phương pháp giải: Học sinh thảo luận Lời giải chi tiết: - Trong thực tế, có một số trường hợp lực ma sát có tác dụng cản trở chuyển động, nhưng cũng có trường hợp lực ma sát thúc đẩy chuyển động + Cản trở chuyển động: đi xe trên đường, đẩy hàng,... + Thúc đẩy chuyển động: Mặt lốp xe trượt trên mặt đường Ma sát sinh ra khi quả bóng lăn trên sân - Vai trò của ma sát trong lĩnh vực thể thao + Lực ma sát giúp các vận động viên giữ được dụng cụ trên tay + Lực ma sát giúp cầu thủ điều khiển được trái bóng...
Phương pháp giải: Học sinh thảo luận Lời giải chi tiết: Một số cách làm giảm ma sát trong kĩ thuật và trong đời sống: + Bôi trơn vào xích xe để làm giảm ma sát, cho xe đi lại dễ dàng + Đổ nước ra sàn nhà để làm giảm lực ma sát, di chuyển đồ vật dễ dàng hơn... Click để về mục lục
Câu 1. Có những loại lực ma sát nào? Khi nào xuất hiện? Câu 2. Lực ma sát trượt, xuất hiện khi nào, có độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào, được xác định bằng công thức nào? Ma sát có lợi hay có hại, cho ví dụ? Câu 3. Vai trò của ma sát nghỉ? 13.1. Câu nào đúng? Một vật lúc đầu nằm trên một mặt phẳng nhám nằm ngang. Sau khi được truyền một vận tốc đầu, vật chuyển động chậm dần vì có A. lực ma sát. C. lực tác dụng ban đầu. B. phản lực. D. quán tính. 13.2. Một vận động viên môn hóc cây (môn khúc côn cầu) dùng gậy gạt quả bóng để truyền cho nó một vận tốc đầu 10 m/s. Hệ số ma sát trượt giữa bóng và mặt băng là 0,10. Hỏi quả bóng đi được một đoạn đường bao nhiêu thì dừng lại? Lấy g = 9,8 m/s2. A. 39 m. C. 51 m. B. 45 m. D. 57 m. 13.3. Điều gì xảy ra đối với hệ số ma sát giữa hai mặt tiếp xúc nếu lực ép hai mặt tiếp xúc tăng lên? A. Tăng lên. C. Không thay đổi. B. Giảm đi. D. Không biết được. 13.4. Người ta đẩy một chiếc hộp để truyền cho nó một vận tốc đầu v0 = 3,5 m/s. Sau khi đẩy, hộp chuyển động trượt trên sàn nhà. Hệ số ma sát trượt giữa hộp và sàn nhà là 0,30. Hỏi hộp đi được một đoạn đường bằng bao nhiêu? Lấy g = 9,8 m/s2. 13.5. a) Vì sao đế dép, lốp ô tô, lốp xe đạp phải khía ở mặt cao su? b) Vì sao quần áo đã là lại lâu bẩn hơn không là? c) Vì sao cán cuốc khô khó cầm hơn cán cuốc ẩm ướt? 13.6. Đặt một vật lên mặt bàn nằm ngang rồi tác dụng vào vật một lực theo phương ngang, ta thấy vật không chuyển động. Hãy giải thích tại sao. 13.7. Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2. 13.8. Một ô tô có khối lượng 800 kg có thể đạt được tốc độ 20 m/s trong 36s vào lúc khởi hành. a) Lực cần thiết để gây ra gia tốc cho xe là lực nào và có độ lớn bằng bao nhiêu? b) Tính tỉ số giữa độ lớn của lực tăng tốc và trọng lượng của xe. Ma sát có ích hay có hại Ma sát trượt Xét trường hợp một trục máy đang quay trong một ổ đỡ trục trượt. Ma sát sinh ra ở ổ trục là ma sát trượt. Muốn duy trì chuyển động quay đó thì ma sát trượt là có hại, phải làm giảm nó bằng cách bôi trơn. Ta xét một trường hợp khác, xe đạp đang chạy mà muốn dừng lại, ta phải bóp phanh. Lực ma sát trượt xuất hiện ở chỗ bánh xe tiếp xúc với mặt đường đã hãm chuyển động của xe. Ở đây ma sát trượt là có ích. Ma sát trượt lại có ích trong các máy mài, trong gia công làm bóng, nhẵn các bề mặt kim loại... Ma sát lăn Ma sát lăn nói chung là có hại và phải tìm cách giảm tới mức tối đa, chẳng hạn như phải cải tiến, thay ổ đỡ trục trượt bằng ổ đõ trục có bi.
Ma sát nghỉ Không có ma sát nghỉ thì ta không thể cầm được đồ vật bằng tay. Nhờ có ma sát nghỉ mà dây cuaroa truyền được chuyển động làm quay được các bánh xe trong máy móc. Cũng nhờ nó mà người ta chuyển được các vật từ nơi này đến nơi khác bằng băng truyền. Có điều tra ta không ngờ tới là trong nhiều trường hợp lực ma sát nghỉ lại đóng vai trò lực phát động làm cho các vật chuyển động. Nếu như không có ma sát?
Nhờ có ma sát mà ta có thể ngồi, đi lại và làm việc được dễ dàng; nhờ nó mà sách vở bút mực nằm yên trên mặt bàn, mà cái bàn không bị trượt trên sàn nhà, mặc dù người ta không đặt nó vào sát tường, và quản bút không tuột ra khỏi các ngón tay... Ma sát là một hiện tượng phổ biến đến nỗi chúng ta ít khi để ý tới tác dụng hữu ích của nó, mà thường cho nó là một hiện tượng tự nhiên phải thế. Nhờ ma sát mà các vật thêm vững vàng. Người thợ mộc ghép sàn nhà cho phẳng để khi người ta đặt bàn ghế ở đâu là chúng đứng yên ở đấy. Cốc, đĩa, thìa đặt trên bàn ăn đều được nằm yên mà ta không cần phải quan tâm đặc biệt đến chúng, nếu như không gặp trường hợp có sự chòng chành bất thường như trên tàu thuỷ. Thử tưởng tượng rằng có thể trừ bỏ được ma sát hoàn toàn thì sẽ không có một vật thể nào, dù là to như một tảng đá hay nhỏ như một hạt cát có thể tựa vững lên nhau được. Tất cả sẽ bị trượt đi và lăn mãi cho đến khi chúng đạt tới một vị trí thật thăng bằng đối với nhau mới thôi. Nếu như không có ma sát thì trái đất của chúng ta sẽ thành một quả cầu nhẵn nhụi giống như một quả cầu bằng nước. Có thể nói thêm rằng nếu không có ma sát thì các đinh ốc sẽ rơi tuột ra khỏi tường, chẳng đồ vật nào giữ chặt được ở trong tay, chẳng cơn lốc nào dứt nổi, chẳng âm thanh nào tắt mà sẽ vang mãi thành một tiếng vọng bất tận, vì đã phản xạ không chút yếu đi vào các bức tường. Mỗi lần đi trên băng, ta lại có một bài học cụ thể để củng cố lòng tin của mình vào tầm quan trọng đặc biệt của ma sát. Đi trên đường phố có băng phủ hay trên đường đất thịt sau khi trời mưa, ta cảm thấy mình thật bất lực và lúc nào cũng như muốn ngã... Tuy nhiên, trong kỹ thuật người ta có thể lợi dụng sự ma sát rất bé để phục vụ những việc có ích. Chẳng hạn những chiếc xe trượt trên mặt băng, hay những con đường băng dùng để vận chuyển gỗ từ chỗ khai thác đến chỗ đặt đường sắt, hoặc đến những bến sông để thả bè. Trên những đường “ray” băng trơn nhẵn, hai con ngựa đã kéo nổi 70 tấn gỗ. (Theo Vật lý vui) MA SÁT CỦA LỐP XE HƠI
Các lốp xe ảnh hưởng đến sự an toàn của bạn đến mức nào khi bạn lái xe trên xa lộ? Yếu tố nào ngăn cho xe khỏi bị trượt và cho phép bạn kiểm soát xe khi bạn cua xe hay dừng lại? Ma sát làm được gì ở đây? Bề mặt lốp xe đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo ma sát hay chống trượt. Trong điều kiện khô ráo, một lốp xe nhẵn sẽ tạo lực đẩy lớn hơn bởi vì diện tích tiếp xúc lớn hơn sẽ làm tăng lực ma sát. Vì vậy, lốp xe dùng cho xe đua trên các đường đua có bề mặt nhẵn không có khía.
Rủi thay, một lốp xe nhẵn tạo ra rất ít ma sát khi đường ướt bởi vì sự ma sát bị giảm đáng kể do có lớp nước rất mỏng bôi trơn giữa mặt đường và lốp xe. Lốp xe có bề mặt nhiều khía sẽ tạo nên các rãnh cho nước bị ép thoát ra được và cho phép lốp xe tiếp xúc trực tiếp với mặt đường. Một lốp xe có khía có hệ số ma sát khô và ướt là khoảng 0,7 và 0,4. Giá trị này nằm giữa khoảng giá trị rất lớn khi khô (0,9) và rất nhỏ khi ướt (0,1) đối với lốp xe nhẵn. Lý thuyết ma sát cổ điển cần được sửa đổi cho lốp xe bởi vì cấu trúc mềm dẻo của chúng và độ dãn của cao su. Thay vì chỉ phụ thuộc hệ số ma sát giữa bề mặt đường và lốp xe (hệ số này quyết định bởi bản chất của mặt đường và cao su của lốp xe). Khả năng dừng tối đa cũng còn phụ thuôc vào độ bền của lốp xe với lực xé rách khi xe thắng gấp. Khi xe thắng gấp trên đường khô, lực ma sát tạo ra có thể lớn hơn sức bền của bề mặt lốp xe. Kết quả là thay vì chỉ bị trượt trên đường, cao su có thể bị xé rách. Rõ ràng độ bền chống lại xé rách sẽ phụ thuộc vào lớp bố cũng như hình dạng các khía. Trọng lượng của xe được phân bố không đều trên diện tích tiếp xúc với mặt đường, tạo các vùng áp suất cao thấp khác nhau (giống như khi bạn đi bộ bằng dép mỏng trên sỏi). Độ bền chống xé rách sẽ lớn hơn ở vùng có áp suất cao hơn. Hơn nữa, kích thước của diện tích tiếp xúc là rất quan trọng bởi vì lực đẩy là động hơn là tĩnh tức là nó thay đổi khi bánh xe lăn. Diện tích tiếp xúc càng lớn, lực đẩy càng lớn. Do đó, với cùng tải và trên cùng bề mặt khô, lốp xe rộng hơn sẽ có lực đẩy tốt hơn, làm xe có khả năng dừng tốt hơn. Khi bạn đi mua lốp xe, hãy suy nghĩ về điều kiện thời tiết và chất lượng mặt đường, cũng như vận tốc bạn lái xe. Nếu bạn lái xe trên đường tốt, bạn chỉ cần lốp xe có khía vừa phải. Nếu bạn lái xe trên đường bùn hay tuyết, bạn cần lốp xe thiết kế cho các điều kiện này. Xe đua chạy trên đường siêu tốc được trang bị lốp rộng, nhẵn gọi là “lốp tăng tốc”. Lốp xe đua trên đường khô có bề mặt tiếp xúc nhẵn. Lốp có khía được dùng phổ biến để tạo rãnh cho nước thoát ra khi chạy trên đường ướt. Bởi vì nếu không có khía, lốp xe đua không thể chạy trên đường ướt. (Nguồn: Vật Lí và Thế giới quanh ta) CƯA KHÔNG RĂNG!?
|
