CHỦ ĐỀ 9 - LỰC

BÀI 28 - LỰC MA SÁT

1. NHẬN BIẾT (6 câu)

Câu 1: Khi nào xuất hiện lực ma sát và lực ma sát có tác dụng gì?

Trả lời:

• Khi đẩy hoặc kéo vật này chuyển động trên bề mặt của vật kia, giữa hai vật xuất hiện lực ma sát chống lại sự chuyển động đó. Trong những trường hợp như thế, lực ma sát cản trở chuyển động.
• Trong một số trường hợp khác, lực ma sát lại có thể giúp thúc đẩy chuyển động.

Câu 2: Lực ma sát trượt là gì?

Trả lời:

Một người đi xe đạp, muốn đi chậm lại, người đó bóp nhẹ phanh. Lục xuất hiện do má phanh ép sát vành xe cản trở chuyển động của bánh xe được gọi là lực ma sát trượt.

Câu 3: Khi nào xuất hiện lực ma sát nghỉ?

Trả lời:

• Móc lực kế vào khối gỗ đặt trên mặt bàn rồi kéo từ từ lực kế theo phương ngang.
• Khi lực kéo còn nhỏ, khối gỗ chưa chuyển động, lực ma sát giữa khối gỗ và mặt bàn được gọi là lực ma sát nghỉ.
• Khi lục kéo tăng lên, độ lớn của lực ma sát nghỉ cũng tăng. Đến khi lực kéo vượt quá một giới hạn xác định của lực ma sát nghỉ thì khối gỗ bắt đầu trượt.

Câu 4: Lực ma sát và bề mặt tiếp xúc có mối quan hệ như thế nào?

Trả lời:

• Bề mặt một tấm kim loại rất nhẵn khi nhìn bằng mắt thường nhưng qua kính hiển vi có thể thấy gồ ghề với các chỗ lồi lõm rất nhỏ đan xen nhau.
• Khi hai bề mặt như vậy áp sát vào nhau, các chỗ lồi lõm này tác dụng lực lên nhau, gây ra lực ma sát giữa hai bề mặt. Nói cách khác, tương tác giữa hai bề mặt tiếp xúc tạo nên ma sát giữa chúng.

Câu 5: Ma sát và chuyển động có mối quan hệ như thế nào?

Trả lời:

• Trong cuộc sống, ma sát có thể cản trở và cũng có thể giúp thúc đẩy chuyển động.
• Tuỳ theo từng trường hợp, người ta dùng các cách khác nhau để tăng, giảm ma sát cho phù hợp.

Câu 6: Lực cản của nước là gì?

Trả lời:

Khi các vật chuyển động trong nước, lực ma sát xuất hiện và cản trở chuyển động. Lực đó được gọi là lực cản của nước.

2. THÔNG HIỂU (4 câu)

Câu 1: Ma sát cản trở chuyển động như thế nào? Người ta thường làm gì để giảm ma sát?

Trả lời:

• Giữa các bộ phận bằng kim loại chuyển động trong động cơ có lực ma sát rất lớn cản trở chuyển động. Dầu, mỡ được cho vào giữa các bộ phận này để làm giảm ma sát, giúp động cơ hoạt động tốt hơn và làm giảm hao mòn bề mặt các bộ phận.
• Để làm giảm ma sát, người ta còn dùng nhiều cách khác nhau, ví dụ có thể dùng vòng bi để thay chuyển động trượt bằng chuyển động lăn,...

Câu 2: Ma sát giúp thúc đẩy chuyển động như thế nào? Lấy ví dụ.

Trả lời:

• Trong nhiều trường hợp, ma sát giúp thúc đẩy chuyển động. Khi đó, ma sát lại có lợi. Thậm chí, nếu không có ma sát, con người không thể đi bộ; ô tô, xe máy không thể chuyển động trên đường.
• Ví dụ: Khi bước về phía trước một bước, người đi bộ nhấc một bàn chân lên khỏi mặt đất, trong khi bàn chân kia đẩy vào mặt đất, về phía sau. Khi đó, giữa mặt đất và bàn chân xuất hiện lực ma sát giúp bàn chân không bị trượt về phía sau, nhờ đó mà người dịch chuyển về phía trước. Đó là cách ma sát giúp chúng ta đi bộ hằng ngày. Cũng nhờ có ma sát mà khi chuyển động, bánh xe của ô tô, xe máy không bị trượt trên mặt đường.

Câu 3: Ma sát có vai trò như thế nào trong an toàn giao thông?

Trả lời:

• Lực ma sát có vai trò quan trọng trong giao thông. Lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường giữ cho bánh xe lăn trên đường không bị trượt. Để dừng một chiếc xe đang chuyển động, người lái xe cần phanh, khi đó lực ma sát ở phanh và lốp xe giúp xe chuyển động chậm lại và có thể dừng hẳn. Lực ma sát càng lớn thì quãng đường kể từ khi xe bắt đầu phanh đến khi dùng lại càng ngắn. Điều này có thể giúp tránh được các va chạm gây nguy hiểm cho người và xe.
• Khi xe dừng đỗ trên dốc, lực ma sát góp phần giữ cho xe không bị trượt dốc.

Câu 4: Lấy ví dụ về trường hợp vừa xuất hiện ma sát nghỉ, vừa xuất hiện ma sát trượt.

Trả lời:

Lực ma sát xuất hiện giữa thùng hàng và mặt đất khi một người ra sức đẩy nhưng thùng hàng vẫn đứng yên là lực ma sát nghỉ. Lực ma sát xuất hiện giữa thùng hàng và mặt đất khi có thêm một người nữa cùng đẩy và thùng hàng di chuyển là lực ma sát trượt.

3. VẬN DỤNG (3 câu)

Câu 1: Móc lực kế vào khối gỗ đặt trên mặt bàn rồi kéo từ từ lực kế theo phương ngang. Khi lực kéo còn nhỏ, khối gỗ chưa chuyển động. Khi lực kéo tăng lên sẽ kéo khối gỗ bắt đầu trượt. Em hãy cho biết thời điểm nào xuất hiện lực ma sát nghỉ, thời điểm nào xuất hiện ma sát trượt?

Trả lời:

• Khi lực kéo còn nhỏ, khối gỗ chưa chuyển động, lực ma sát giữa khối gỗ và mặt bàn được gọi là lực ma sát nghỉ.
• Khi lục kéo tăng lên kéo khối gỗ bắt đầu trượt thì lực ma sát giữa nó và mặt bàn là lực ma sát trượt.

Câu 2: Khi vật chuyển động trong không khí phải chịu lực cản như thế nào? Người ta đã làm gì để hạn chế lực cản lên ô tô khi ô tô chuyển động?

Trả lời:

• Khi một vật chuyển động trong không khí, nó sẽ đẩy không khí và không khí tác dụng lực cản vào nó. Lực cản của không khí mạnh hay yếu phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của vật.
• Khi ô tô chuyển động, lực cản gây nhiều tác hại, đặc biệt là làm tốn nhiên liệu, gây hại môi trường. Để khắc phục, người ta chế tạo thân xe ô tô có hình dạng sao cho giảm được nhiều nhất lực cản tác dụng lên nó.

Câu 3: Em hãy lấy ví dụ về trường hợp ma sát có lợi và gây hại.

Trả lời:

• Có lợi: Phấn viết lên bảng dễ dàng, khi đang lái xe muốn dừng lại thì người lái đạp phanh.
• Gây hại: Xích xe bị mòn sau một thời gian sử dụng.

4. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Lực ma sát được ứng dụng như thế nào?

Trả lời:

Lực ma sát luôn xuất hiện trong tự nhiên, diễn ra xung quanh con người nhưng có lẽ chúng ta không hề để ý tới. Ứng dụng của lực ma sát rất rộng, phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Lực ma sát giúp cho các phương tiện đang di chuyển không bị trượt bánh tại những khúc cua hoặc các đoạn đường trơn.
• Lực ma sát có tác dụng giữ các vật thể và con người đứng yên trong không gian, trên mặt đất.
• Lực ma sát giúp chúng ta dễ dàng cầm nắm một vật trên tay. Việc đinh được giữ trên tường cũng là nhờ có lực ma sát...
• Lực ma sát có khả năng sinh ra nhiệt năng, do đó, nó được ứng dụng nhằm mục đích đánh lửa hay dùng trong đá lửa. Ngoài ra, theo một số giả thuyết thì trong thời tiền sử, nó còn được dùng để làm công cụ tạo ra lửa.
• Lực ma sát còn được xem là lực phát động giúp cho các vật chuyển động. Ví dụ: khi ô tô đang chuyển từ trạng thái đứng yên sang di chuyển, lực đẩy do động cơ sinh ra sẽ làm chuyển động các tuabin rồi truyền một lực tới các bánh xe.
• Lực ma sát được ứng dụng trong việc phanh xe, hãm tốc độ của các phương tiện giao thông di chuyển trên Trái Đất.
• Lực ma sát còn được sử dụng để làm thay đổi hình dạng của các bề mặt trong một số lĩnh vực như sơn mài, đánh bóng, mài gương,...

Câu 2: Ma sát gây ra những bất lợi gì và làm thế nào để giảm lực ma sát?

Trả lời:

• Đôi khi ma sát cũng mang lại một số bất lợi trong thực tế:
• Ngăn cản các chuyển động làm thất thoát năng lượng.
• Mài mòn hệ thống cơ học khiến nó bị biến dạng vượt ngưỡng cho phép của thiết kế.
• Lực ma sát sinh ra nhiệt năng làm biến chất hoặc nóng chảy vật liệu.
• Trong các trường hợp như vậy, có thể áp dụng các phương pháp làm giảm ma sát liệt kê dưới đây
• Chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn, giúp giảm ma sát đáng kể trong các hệ thống cơ học.
• Giảm ma sát tĩnh, lấy ví dụ đơn giản đối với các đoàn tàu hỏa trước đây, khi khởi động, đầu tàu được đẩy giật lùi, tạo khe hở giữa các toa tàu, trước khi tiến. Động tác này giúp đầu tàu kéo từng toa tàu một, chỉ phải chống lại lực ma sát tĩnh của mỗi toa một lúc.
• Thay đổi bề mặt, việc sử dụng các chất bôi trơn, như dầu mỡ hay bột than chì, giữa các bề mặt rắn có tác dụng giảm hệ số ma sát.