MỤC TIÊU
- Nêu được khái niệm về lực ma sát, lực ma sát trượt, lực ma sát nghỉ.
- Sử dụng tranh, ảnh (hình vẽ, học liệu điện tử) để nêu được nguyên nhân xuất hiện lực ma sát giữa các vật.
- Nêu được tác dụng cản trở và tác dụng thúc đẩy chuyển động của lực ma sát.
- Lấy được ví dụ về một số ảnh hưởng của lực ma sát trong an toàn giao thông đường bộ.
- Thực hiện được thí nghiệm chứng tỏ vật chịu tác dụng của lực cản khi chuyển động trong nước (hoặc không khí).
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Để di chuyển tủ gỗ trên sàn, bạn A đã đẩy tủ gỗ về phía trước. Tuy nhiên, việc đẩy tủ chuyển động như thế rất khó. Tại sao lại như vậy?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
1. KHÁI NIỆM LỰC MA SÁT
Tìm hiểu khái niệm lực ma sát
Khi ta đẩy tủ gỗ chuyển động trên mặt sàn, tay ta tác dụng vào tủ gỗ một lực đẩy và mặt sàn tác dụng lên bề mặt tủ gỗ tiếp xúc với sàn một lực làm cản trở chuyển động của tủ. Người ta gọi lực cản này là lực ma sát.
Khi kéo khối gỗ trượt đều trong hai trường hợp như hình 40.1 và 40.2 ta có kết quả như sau:
Ta thấy, độ lớn của lực ma sát phụ thuộc vào tính chất của bề mặt tiếp xúc giữa các vật. Mặt tiếp xúc càng gồ ghề thì lực ma sát càng lớn.
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Lực cản trở khi tủ gỗ chuyển động trên mặt sàn là lực tiếp xúc hay lực không tiếp xúc?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Khi đẩy tủ gỗ chuyển động trên sàn, lực cản trở chuyển động của tủ gỗ là lực tiếp xúc.
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Khi kéo khối gỗ trượt đều trong hai trường hợp hình 40.1 và 40.2, tại sao giá trị đo được của lực kế lại khác nhau?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Ta thấy, lực cản trở chuyển động của khối gỗ xuất hiện ở mặt tiếp xúc giữa khối gỗ và mặt bàn. Mà tính chất của bề mặt tiếp xúc trong hai trường hợp là khác nhau, ở hình 40.1, mặt tiếp xúc của bàn là gồ ghề; ở hình 40.2, mặt bàn là nhẵn nên lực cản trở chuyển động của khối gỗ là khác nhau.
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Dựa vào kết quả thí nghiệm và hình 40.1, 40.2, em hãy giải thích về nguyên nhân xuất hiện của lực ma sát.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Nguyên nhân xuất hiện lực ma sát là do sự tưong tác giữa bề mặt của hai vật.
📝 Củng cố
Lấy ví dụ về lực ma sát trong cuộc sống quanh ta.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Khi đi dép trên mặt sàn, mặt đường thì có lực ma sát giữa đế dép với mặt sàn.
- Ma sát giữa trục quạt bàn với ổ trục là lực ma sát trượt.
✍️ Ghi nhớ
• Lực ma sát là lực tiếp xúc xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc giữa hai vật.
• Sự tương tác giữa bề mặt của hai vật tạo ra lực ma sát giữa chúng.
2. LỰC MA SÁT TRƯỢT
Tìm hiểu về lực ma sát trượt
🔬 Thí nghiệm 1: Tìm hiểu lực ma sát trượt
❖ Dụng cụ: 1 khối gỗ hình hộp; mặt bàn nằm ngang.
❖ Tiến hành thí nghiệm:
- Đặt khối gỗ hình hộp trên mặt bàn nằm ngang;
- Dùng tay đẩy mạnh vào khối gỗ, sau đó rời tay khỏi khối gỗ.
➲ Lực ma sát xuất hiện ở mặt tiếp xúc giữa khối gỗ và mặt bàn trong trường hợp này được gọi là lực ma sát trượt.
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Sau khi rời tay khỏi khối gỗ (hình 40.3), khối gỗ chuyển động như thế nào? Tại sao?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Sau khi rời tay, khối gỗ tiếp tục chuyển động trên mặt bàn rồi dừng lại. Do có lực cản của mặt bàn tác dụng lên khối gỗ (lực này chính là lực ma sát).
📝 Củng cố
Lấy một ví dụ về lực ma sát trượt trong đời sống.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Khi phanh xe đạp, lực ma sát giữa hai má phanh với vành xe là lực ma sát trượt.
✍️ Ghi nhớ
Lực ma sát trượt xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt của vật khác.
3. LỰC MA SÁT NGHỈ
Tìm hiểu về lực ma sát nghỉ
🔬 Thí nghiệm 2: Tìm hiểu lực ma sát nghỉ
❖ Dụng cụ:
- 1 khối gỗ hình hộp;
- 1 lực kế lò xo GHĐ 5 N;
- Mặt phẳng nhẵn nằm ngang.
❖ Tiến hành thí nghiệm:
- Đặt khối gỗ trên mặt phẳng nằm ngang;
- Móc lực kế vào khối gỗ (hình 40.4a);
- Kéo từ từ lực kế theo phương nằm ngang sao cho trên lực kế đã chỉ một lực nhưng khối gỗ vẫn nằm yên (hình 40.4b).
➲ Quan sát và đọc số chỉ của lực kế khi khối gỗ chưa chuyển động.
Khi ta kéo lực kế với một lực nhỏ thì khối gỗ chưa chuyển động. Mặt phẳng ngang đã tác dụng vào khối gỗ một lực ma sát nghỉ giữ cho nó đứng yên.
👨👩👧👦 Thảo luận
5. Trong thí nghiệm 2, vì sao khi kéo khối gỗ bằng một lực mà nó vẫn nằm yên trên mặt bàn?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Vì mặt bàn tạo ra một lực cản giữ cho khúc gỗ nằm yên trên bàn.
📝 Củng cố
Lấy một ví dụ về ma sát nghỉ trong đời sống.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Ma sát nghỉ giúp con người có thể đi lại được mà không bị trượt ngã.
- Ma sát nghỉ giúp mọi vật có thể đứng yên khi có một lực nhỏ tác động.
✍️ Ghi nhớ
Lực ma sát nghỉ xuất hiện ngăn cản sự chuyển động của một vật khi nó tiếp xúc với bề mặt của một vật khác và có xu hướng chuyển động trên đó.
4. TÁC DỤNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC MA SÁT
4.1. Tìm hiểu tác dụng cản trở và thúc đẩy chuyển động của lực ma sát
- Lực ma sát nghỉ do mặt đất tác dụng lên bàn chân (hình 40.5) giúp cho người có thể tiến về phía trước. Lực ma sát nghỉ lúc này có tác dụng thúc đẩy chuyển động của người đó.
- Lực ma sát trượt xuất hiện khi má phanh ép sát và trượt trên vành bánh xe đạp (hình 40.6) có tác dụng làm xe chuyển động chậm dần và dừng lại. Lực ma sát trong trường hợp này có tác dụng cản trở chuyển động của vật.
👨👩👧👦 Thảo luận
6. Lực ma sát có tác dụng như thế nào khi vật chuyển động?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Lực ma sát có thể cản trở hoặc thúc đẩy chuyển động của vật.
👨👩👧👦 Thảo luận
7. Khi đi bộ trên mặt đường trơn, điều gì sẽ xảy ra?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Khi người đi bộ, bàn chân tác dụng lên mặt đất một lực hướng về phía sau, mặt đất tác dụng lên bàn chân một lực hướng về phía trước giúp cho người có thể chuyển động về phía trước. Nếu mặt đường trơn, lực ma sát nhỏ làm người có thể trượt ngã.
👨👩👧👦 Thảo luận
8. Khi người lái xe bóp phanh, điều gì xảy ra nếu má phanh bị mòn?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Mục đích của việc bóp phanh là tăng ma sát giữa má phanh và vành xe làm cho xe chuyển động chậm dần. Do vậy nếu má phanh bị mòn thì lực ma sát này giảm làm cho xe dừng lại không kịp thời dẫn đến mất an toàn.
📝 Củng cố
Lấy ví dụ về tác dụng cản trở và thúc đẩy chuyển động của lực ma sát.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Tác dụng cản trở chuyển động: Lực ma sát trượt của trục bánh xe làm mòn trục và cản trở chuyển động quay của bánh xe.
- Tác dụng thúc đẩy chuyển động: Khi ta đi bộ trên đường, lực ma sát nghỉ giữa chân với mặt đường giúp ta tiến về phía trước.
4.2. Tìm hiểu ảnh hưởng của lực ma sát trong an toàn giao thông đường bộ
- Rãnh, gai trên vỏ lốp xe giúp tăng ma sát giữa bánh xe và mặt đường để xe dễ dàng chuyển động về phía trước. Bên cạnh đó, rãnh và gai lốp xe cũng giúp cho bánh xe chống lại hiện tượng trượt khi di chuyển trên bề mặt ướt, trơn trượt.
- Để giữ an toàn khi tham gia giao thông, chúng ta cần tăng ma sát giữa lốp xe và mặt đường bằng cách thay lốp xe theo định kì, tránh sử dụng những lốp đã mòn quá mức quy định hoặc khi đi trên những đoạn đường trơn cần giảm tốc độ.
📖 Mở rộng
Ma sát có ý nghĩa quan trọng trong thực tế. Nó có thể có hại cũng có thể có lợi, vì vậy ta cần biết cách làm giảm ma sát cũng như tăng cường ma sát. Để giảm ma sát người ta dùng dầu mỡ bôi trơn các ổ trục, ổ bi lăn.
👨👩👧👦 Thảo luận
9. Tại sao sau một thời gian sử dụng dép, lốp xe thì chúng đều bị mòn đi?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Do ma sát giữa mặt đường với dép, lốp xe làm chúng bị mòn dần.
👨👩👧👦 Thảo luận
10. Hãy nêu hai ví dụ về ảnh hưởng có lợi và có hại của ma sát trong giao thông.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Hai ví dụ về ma sát có lợi:
+ Nhờ lực ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường mà xe mới chuyển động tiến về phía trước được.
+ Nhờ lực ma sát giữa má phanh và vành bánh xe, giữa bánh xe và mặt đường mà xe có thể dừng lại được.
- Hai ví dụ về ma sát có hại:
+ Lực ma sát trượt cản trở chuyển động của thùng khi ta muốn đẩy thùng.
+ Lực ma sát trượt giữa đĩa và xích xe làm mòn đĩa xe và xích.
✍️ Ghi nhớ
Lực ma sát có thể thúc đẩy hoặc cản trở chuyển động của các vật và có vai trò quan trọng trong an toàn giao thông đường bộ.
5. LỰC CẢN CỦA KHÔNG KHÍ
5.1. Tìm hiểu về lực cản của không khí
Ngoài các lực ma sát trượt, ma sát nghỉ, trong cuộc sống ta còn thường gặp lực cản giữa vật chuyển động với môi trường khí hoặc lỏng ở xung quanh.
👨👩👧👦 Thảo luận
11. Quan sát hình 40.9 và cho biết vì sao các vận động viên đua xe thường cúi khom thân người gần như song song với mặt đường?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Các vận động viên đua xe thường cúi khom thân người gần như song song với mặt đường để giảm lực cản của không khí.
5.2. Thực hiện thí nghiệm
🔬 Thí nghiệm 3: Tìm hiểu lực cản của không khí
❖ Dụng cụ: Hai tờ giấy giống nhau.
❖ Tiến hành thí nghiệm:
- Vo tròn 1 tờ giấy; 1 tờ giấy giữ nguyên.
- Thả hai tờ giấy từ cùng một độ cao.
- Quan sát sự rơi của hai tờ giấy.
👨👩👧👦 Thảo luận
12. Thực hiện thí nghiệm 3 và cho biết tờ giấy nào rơi chạm đất trước? Tại sao?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Tờ giấy vo tròn roi chạm đất trước vì lực cản không khí nhỏ.
♻️ Vận dụng
Tại sao mặt lốp xe không làm nhẵn? Tại sao mặt dưới của đế giày lại gồ ghề?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Mặt lốp xe không làm nhẵn mà thường được khía thành các rãnh để tăng lực ma sát, đảm bảo an toàn cho xe.
- Mặt dưới của đế giày gồ ghề để tăng ma sát, giúp ta không bị trượt khi chuyển động.
♻️ Vận dụng
Tại sao cần quy định người lái xe cơ giới (ô tô, xe máy, ...) phải kiểm tra lốp xe thường xuyên và thay lốp khi đã mòn?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Khi lốp mòn ma sát giữa bánh xe và mặt đường sẽ giảm làm xe dễ bị trượt khi chuyển động, do đó để đảm bảo an toàn khi xe chuyển động, người lái xe cần phải kiểm tra lốp xe thường xuyên và thay lốp khi bị mòn.
✍️ Ghi nhớ
Khi vật chuyển động trong không khí sẽ có lực cản của không khí tác dụng lên vật.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Lực xuất hiện trong trường hợp nào sau đây không phải là lực ma sát?
A. Lực xuất hiện khi bánh xe trượt trên mặt đường.
B. Lực xuất hiện giữa má phanh và vành xe khi phanh xe.
C. Lực của dây cung tác dụng lên mũi tên khi bắn.
D. Lực xuất hiện khi các chi tiết máy cọ xát với nhau.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Đáp án C.
✍️ Bài tập
2. Trường hợp nào sau đây xuất hiện lực ma sát trượt.
A. Một vật nằm yên trên mặt phẳng nghiêng.
B. Khi viết phấn trên bảng.
C. Quyển sách nằm yên trên mặt bàn nằm ngang.
D. Trục ổ bi ở quạt trần đang quay.
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Đáp án B.
✍️ Bài tập
3. Tại sao mặt lốp ô tô vận tải phải có khía sâu hơn mặt lốp xe đạp?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
Mặt lốp ô tô vận tải phải có khía sâu hơn mặt lốp xe đạp vì làm như vậy để tăng ma sát giữa lốp xe với mặt đường để hạn chế xảy ra tai nạn. Khi ô tô chạy trên đường, ma sát sẽ xuất hiện giúp cho lốp xe bám vào mặt đường để xe di chuyển dễ dàng hơn.
✍️ Bài tập
4. Quan sát các đồ vật trong nhà và trả lời các câu hỏi sau:
– Tại sao cán dao, cán chổi không để nhẵn bóng?
– Tại sao người ta thường tra dầu mỡ vào các ổ trục xe đạp, ổ khoá và thay dầu xe máy định kì?
🌟 Lời giải chi tiết 🌟
- Cán dao, cán chổi trơn trượt thì khi chúng ta cầm sẽ dễ bị tai nạn nên cán dao, cán chổi không làm nhẵn bóng để tăng lực ma sát.
- Tra dầu mỡ vào các ổ trục xe sẽ làm giảm lực ma sát giúp xe dễ chạy hơn.
