Bài tập file word Vật lí 10 kết nối Bài 18: Lực ma sát

BÀI 18: LỰC MA SÁT

1. NHẬN BIẾT

Câu 1: Cần kéo một vật trọng lượng 20 N 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.

Trả lời:

Để vật chuyển động đều thì F = Fms = μN = μP = 0,4.20 = 8 N

Câu 2: Một ôtô khối lượng 1 tấn đang chuyển động với vận tốc không đổi trên mặt đường nằm ngang. Lực phát động là 2000 N. Lực ma sát của xe với mặt đường bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Một ôtô đang chuyển động với vận tốc không đổi => F = Fms = 2000N

Câu 3: Lực ma sát trượt phụ thuộc vào điều gì?

Trả lời:

Lực ma sát trượt phụ thuộc vào tính chất của các mặt tiếp xúc

Câu 4: Viết công thức của lực ma sát trượt?

Trả lời:

Fmst = μt N

Câu 5: Định luật nào của Newton mô tả lực ma sát?

Trả lời:

Định luật thứ nhất của Newton.

Câu 6: Lực ma sát luôn tác động ở hướng nào?

Trả lời:

Lực ma sát luôn tác động ngược chiều với hướng chuyển động.

2. THÔNG HIỂU

Câu 7: Một chiếc tủ có trọng lượng 1000 N đặt trên sàn nhà nằm ngang. Hệ số ma sát nghỉ giữa tủ và sàn là 0,6 N. Hệ số ma sát trượt là 0,50. Người ta muốn dịch chuyển tủ nên đã tác dụng vào tủ lực theo phương nằm ngang có độ lớn bao nhiêu?

Trả lời:

Muốn vật dịch chuyển theo phương nằm ngang thì ta cần tác dụng một lực có độ lớn lớn hơn độ lớn của lực ma sát nghỉ:

F > Fmsn = μmsn.P = 0,6.1000 = 600 N

Câu 8: Ô tô chuyển động thẳng đều mặc dù có lực kéo vì?

Trả lời:

Các lực tác dụng vào ôtô cân bằng nhau

Câu 9: Một tủ lạnh có khối lượng 90kg trượt thẳng đều trên sàn nhà. Hệ số ma sát trượt giữa tủ lạnh và sàn nhà là 0,50. Hỏi lực đẩy tủ lạnh theo phương ngang bằng bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2

Trả lời:

Fmst = μt mg = 0,5.90.10 = 450 N

Câu 10: Một vật trượt có ma sát trên một mặt tiếp xúc nằm ngang. Nếu diện tích tiếp xúc của vật đó giảm 3 lần thì độ lớn lực ma sát trượt giữa vật và mặt tiếp xúc sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

Độ lớn của lực ma sát không phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc => không thay đổi

Câu 11: Giải thích sự khác biệt giữa ma sát tĩnh và ma sát động.

Trả lời:

Ma sát tĩnh xảy ra khi vật không chuyển động, trong khi ma sát động xảy ra khi vật đang chuyển động.

Câu 12: Tại sao các bề mặt nhẵn mịn tạo ra ít ma sát hơn so với các bề mặt gồ ghề?

Trả lời:

Các bề mặt nhẵn mịn giảm ma sát bởi ít khả năng tạo ra sự chấn động và va chạm giữa các phân tử.

3. VẬN DỤNG

Câu 13: Một ôtô m = 1,5 tấn chuyển động trên đường nằm ngang chịu tác dụng của lực phát động 3300 N. Cho xe chuyển động với vận tốc đầu 10 m/s. Sau khi đi 75 m đạt vận tốc 72 km/h. Lực ma sát giữa xe và mặt đường có độ lớn là:

Trả lời:

Ta có: v2 – v02 = 2as

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật:

⇒ -Fms + F = ma

⇒ Fms = 3300 - 1,5.103.2 = 300 N

Câu 14: Một vật khối lượng 12 kg chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang với lực kéo 30 N. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là:

Trả lời:

Vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang ⇒ Fms = F

⇒ μmg = F

⇒ μ.12.10 = 30

⇒ μ = 0,25

Câu 15: Một người đẩy một vật trượt thẳng đều trên sàn nhà nằm ngang với một lực nằm ngang có độ lớn 300N. Khi đó, độ lớn của lực ma sát trượt tác dụng lên vật sẽ:

Trả lời:

Bằng 300 N

Câu 16: Một người đẩy một vật trượt thẳng nhanh dần đều trên sàn nhà nằm ngang với một lực nằm ngang có độ lớn 400 N. Khi đó, độ lớn lực ma sát trượt tác dụng lên vật sẽ:

Trả lời:

Vật chuyển động thẳng nhanh dần đều ⇒ a > 0

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật, ta có:

- Fms + F = ma

⇒ Fms = F – ma

⇒ Fms < F = 400 N

4. VẬN DỤNG CAO

Bài 17: Một vật khối lượng m = 1 kg được kéo chuyển động trượt theo phương nằm ngang bởi lực [if gte msEquation 12]>F hợp với phương ngang một góc 30°. Độ lớn F = 2 N. Sau khi bắt đầu chuyển động được 2s, vật đi được quãng đường 1,66 m. Cho g = 10 m/s2. Tính hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn

Trả lời:

Chọn chiều dương như hình vẽ, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động

Áp dụng định luật II Newton:

[if gte msEquation 12]>Fms+ P+ N+ F1+ F2=ma

Chiếu phương trình lên chiều dương phương ngang, ta có:

- Fms + F2 = ma (1)

Chiếu phương trình lên chiều dương phương thẳng đứng, ta có:

N + F1 = P

⇒ N = mg – F.sin30°

⇒ phương trình (1) trở thành: - μ( mg - F.sin30° ) + F.cos30° = ma (2)

Lại có:

Thay vào phương trình (2):

- μ(1.10 - 2.sin30°) + 2.cos30° = 1.0,83

⇒ μ = 0,1

Bài 18: Một toa tàu có khối lượng m = 80 tấn chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo F = 6.104 N. Xác định lực ma sát và hệ số ma sát giữa toa tàu với mặt đường

Trả lời:

Tàu chuyển động thẳng đều ⇒ [if gte msEquation 12]>Fmsf

⇒ Fms = 6.104 N = μmg

Bài 19: Một đầu máy tạo ra một lực kéo để kéo một toa xe có khối lượng m = 3 tấn chuyển động với gia tốc a = 0,2 m/s2. Biết hệ số ma sát giữa toa xe với mặt đường là k = 0,02. Hãy xác định lực kéo của đầu máy. Cho g = 9,8 m/s2

Trả lời:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của toa xe

Áp dụng định luật II Newton:

[if gte msEquation 12]>Fms+ P+ N+ F=ma

Chiếu phường trình trên lên chiều dương ta có:

F – Fms = ma

⇒ F = ma + kmg = 3.103.(0,2 + 0,02.9,8) = 117,6 N

Bài 20: Một xe lăn khi đẩy bằng lực F = 20 N nằm ngang thì xe chuyển động thẳng đều. Khi chất lên xe thêm một kiện hàng khối lượng 20 kg nữa thì phải tác dụng lực F' = 60N nằm ngang xe mới chuyển động thẳng đều. Tìm hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường. Cho g = 10 m/s2

Trả lời:

Xe chuyển động thẳng đều:

⇒ Fms = F

+ Khi chưa chất hàng lên:

μmg = F (1)

+ Khi chất thêm hàng:

μ(m+20)g = F'

⇒ 60m = 20m + 400

⇒ m = 10 kg

Thay vào (1) ⇒ μ.10.10 = 20 ⇒ μ = 0,2