Bài 19: LỰC MA SÁT
I. MỤC TIÊU
- Hiểu được đặc điểm của lực ma sát nghỉ và ma sát trượt.
- Biết vận dụng kiến thức để giải các hiện tượng thực tế có liên quan tới ma
sát và giải bài tập.
II. CHUẨN BỊ
- Lực kế ; tấm ván ; Khúc gỗ.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1) Kiểm tra bài cũ :
Câu 1 : Thế nào là lực đàn hồi ?
Câu 2 : Nêu các đặc điểm của lực đàn hồi ?
Câu 3 : Nêu các đặc điểm của lực căng dây ?
2) Giới thiệu bài mới :
Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học
sinh
I. LỰC MA SÁT NGHỈ
1) Điều kiện xuất hiện
GV tiến hành thí nghiệm 1 theo mô hình nh
ư
hình vẽ sau, qua mô hình trên các em th
ấy
khúc g
ổ vẫn chịu tác dụng của lực kéo do
trọng lượng củaquả cân m , nhưng khúc g
ỗ
vẫn đứng yên
GV : Một em HS có thể nhắc lại định lu
ật I
Newton
HS : “ Định luật I Newton”
GV : Khúc gỗ chịu lực tác dụng, nhưng v
ẫn
đứng yên, như v
ậy có đúng định luật I Newton
không ?
HS : Theo đ
ịnh luật I Newton , nếu khúc gổ
chịu một lực tác dụng nhưng vẫn đứng y
ên thì
chắc chắn phải có một lực nào đó tác dụng l
ên
miếng gổ cân bằng với lực kéo.
GV : Thế vật nào đã tác dụng lên khúc g
ổ một
lực đó ?
HS : Chính mặt bàn đã tác dụng lên khúc gổ.
I. LỰC MA SÁT NGHỈ :
1) Điều kiện xuất hiện :
Lực ma sát nghỉ xuất hiện
khi có ngoại lực tác dụng
nhưng chưa đủ mạnh để
làm vật dịch chuyển.
GV : Đúng rồi ! Khi ta tác dụng lên khúc g
ổ
một lực kéo làm khúc gổ có xu hư
ớng chuyển
động, nhưng khúc gổ vẫn đứng yên , bởi v
ì
mặt bàn tác dụng lên khúc g
ổ một lực cân
bằng với lực kéo nhằm làm cản trở xu hư
ớntg
chuyển động của khúc gổ nên khúc g
ổ vẫn
đứng yên , lực ấy gọi là lực ma sát nghỉ
Lực ma sát nghỉ
2) Phương và chiều
GV : Khúc gổ chịu hai lực kéo và L
ực ma sát
nghỉ, nhưng khúc gổ vẫn đứng yên . V
ậy lực
kéo và lực ma sát nghỉ tác dụng lên khúc g
ổ
như thế nào ?
HS : Lực kéo và lực ma sát nghỉ tác dụng l
ên
khúc gổ cân bằng nhau.
GV : V
ậy lực ma sát nghỉ luôn luôn cân bằng
với ngọai lực đặt vào vật, hư
ớng song song
v
ới mặt tiếp xúc . Vậy các em cho biết
phương và chiều của lực ma sát nghĩ ?
HS : Lực ma sát nghỉ tác dụng lên một vật có
phương n
ằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa
hai vật và có chiều ngược chiều với th
ành
2) Phương và chiều
L
ực ma sát nghỉ tác dụng
lên một vật có phương n
ằm
trong m
ặt phẳng tiếp xúc
giữa hai vật và có chi
ều
ngược chiều với thành ph
ần
ngo
ại lực song song với mặt
tiếp xúc.
phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc
3) Độ lớn
GV treo thêm một quả cân lên, nhưng v
ật vẫn
đứng yên .
GV : Nếu ta tăng lực kéo lên thì lực ma sát
nghĩ như thế nào ?
HS : Vì đ
ộ lớn lực ma sát nghỉ bằng lực kéo
nên lực ma sát nghỉ tăng lên
GV tiến hành treo thêm một quả cầu nữ
a,
m
ột quả cầu nữa cho đến khi khúc gổ bắt đầu
chuyển động.
GV : Khi khúc g
ổ bắt đầu chuyển động, lúc
này lực ma sát nghỉ còn nữa không các em ?
HS : Lực ma sát nghỉ biến thành lực ma sát
trượt .
GV : Lực ma sát nghỉ còn tăng nữa không các
em ?
HS : Lực ma sát nghỉ không tăng nữa.
GV : Vậy lực ma sát nghỉ cực đại đư
ợc tính
3) Độ lớn :
Độ lớn của Fmsn thay đổi
theo ngoại lực và có một giá
trị cực đại
FM
=
n
.N
II. LỰC MA SÁT
bởi công thứ như sau :
Fmsnmax = .N
II. LỰC MA SÁT TRƯỢT
1) Điều kiện xuất hiện :
GV tiến hành thí nghiệm : Dùng tay đ
ẩy một
khúc gỗ cho nó trượt trên mặt bàn , khúc g
ỗ
trượt m
ột đoạn rồi dừng lại . Các em có nhận
xét gì tính chất chuyển động của khúc gỗ ?
HS : Khúc g
ỗ chuyển động chậm dần đều rồi
dừng lại !
GV : Khúc gỗ chuyển động chậm dần nghĩa l
à
khúc gỗ thu gia tốc, khi đó đại lượng n
ào
truyền gia tốc cho khúc gổ ?
HS : Lực đã truyền gia tốc cho vật
GV : Khi khúc gổ đang trư
ợt , tay ta không
còn chạm vào khúc gổ, vậy vật gì đã tác d
ụng
lực lên khúc gổ làm cho nó dừng lại ?
HS : Mặt bàn tác dụng lực lên khúc gổ.
GV : Đúng rồi ! Khúc gổ đang trượt trên m
ặt
bàn , thì xuất hiện một lực làm c
ản trở chuyển
TRƯỢT
1) Điều kiện xuất hiện :
Lực ma sát trượt xuất hiện
khi có hai vật tiếp xúc nhau
trượt trên bề mặt của nhau.
động trượt của khúc gổ , lực ấy gọi là l
ực ma
sát trượt ! Lực ma sát trượt
GV : Để đo lực ma sát trượt, người ta d
ùng
l
ực kế kéo vật sao cho nó chuyển động thẳng
đều, khi đó số chỉ trên lực kế bằng lực ma sát
trượt .
( GV tiến hành đo lực ma sát trượt bằng lực
kế )
2) Phương và chiều
GV : Qua thí nghiệm trên, các em cho bi
ết lực
ma sát trượt luôn xuất hiện ở đầu ?
HS : Lực ma sát trư
ợt luôn luôn xuất hiện ở
mặt tiếp xúc.
GV : Thế lực ma sát trượt có hướng như th
ế
nào ?
HS : Lực ma sát trượt luôn ngược với hư
ớng
chuyển động của vật .
GV tiến hành thí nghiệm dùng l
ực kế kéo một
vật để đo lực ma sát trượt như hình vẽ bên :
GV : Qua thí nghiệm mà các em vừa quan sát,
hãy cho biết lực ma sát trượt có phụ thuộc v
ào
2) Phương và chiều
Lực ma sát trược tác dụng
lên một vật luôn cùng
phương và ngược chiều với
vận tốc tương đối của vật
ấy.
3) Độ lớn :
diện tích tiếp xúc giữa hai vật hay không ?
HS : Lực ma sát trượt không phụ thuộc v
ào
diện tích tiếp xúc giữa hai vật.
GV tiến hành thí nghiệm dùng l
ực kế kéo một
vật để đo lực ma sát trượt như hình vẽ bên :
3) Độ lớn
GV : Qua thí nghiệm mà các em vừa quan sát,
hãy cho biết lực ma sát trượt có phụ thuộc v
ào
áp lực tác dụng lên b
ề mặt tiếp xúc hay không
?
HS : Lực ma sát trượt có phụ thuộc vào áp l
ực
tác dụng lên bề mặt tiếp xúc.
GV : Và khi đó người ta chứng minh được :
Fmst = .N
N : Áp lực vật tác dụng lên di
ện tích mặt
tiếp xúc hay phản lực của mặt sàn lên vật (N)
: Hệ số ma sát trượt
III. LỰC MA SÁT LĂN
Để vào n
ội dung lực ma sát lăn, GV lấy một
Độ lớn của Fmst tỉ lệ với
áp lực N tác dụng lên mặt
tiếp xúc
Fmst
=
t
.N
III. LỰC MA SÁT LĂN
- Lực ma sát lăn xuất hiện
khi một vật lăn trên một vật
khác.
- Lực ma sát lăn tỉ lệ với áp
quả cầu lăn nhẹ trên mặt bàn, qu
ả cầu lăn
một đoạn rồi dừng lại .
GV : Các em nhận xét gì về tính ch
ất chuyển
động của quả cầu ?
HS : Qu
ả cầu chuyển động chậm dần rồi dừng
lại .
GV : Quả cầu chuyển động đều nghĩa là qu
ả
cầu thu gia tốc, đại lượng nào truy
ền gia tốc
cho vật ?
HS : Lực truyền gia tốc cho vật.
GV : Khi quả cầu đang lăn , tay ta không
còn
chạm vào quả cầu nữa, vậy vật gì đã tác d
ụng
lên quả cầu ?
HS : Mặt bàn tác dụng lên quả cầu !
GV : Đúng rồi ! Khi quả cầu đang lăn trên m
ặt
bàn thì xuất hiện một lực làm c
ản trở chuyển
động lăn của quả cầu, lực đó gọi là lực ma sát
lăn Điều kiện xuất hiện lực ma sát lăn.
b) Đặc điểm :
GV : T
ừ khái niệm lực , các em cho biết chiều
lực N tác dụng lên mặt btiếp
xúc nhưng hệ số ma sát lăn
nhỏ hơn hệ số ma sát trượt
hàng chục lần.
IV VAI TRÒ CỦA MA
SÁT TRONG ĐỜI SỐNG
Học sinh xem SGK
trang 78 – 79
của lực ?
HS : Chiều của lực luôn luôn cùng chi
ều với
gia tốc
GV : Khi vật chuyển động chậm dần đều th
ì
gia tốc có chiều ngư
ợc với chiều chuyển động
của vật nên nên lực ngư
ợc lại với chiều
chuyển động của vật.
GV : Từ hình v
ẽ các em cho biết điểm đặt của
của lực ?
HS : L
ực có điểm đặt ở chổ tiếp xúc giữa vật
lăn trên vật khác.
Giả sử ta có hai vật đang chuyển động nh
ư
hình vẽ sau :
GV : Khi ta tác dụng làm các v
ật chuyển động
, vật nào chuyển động được một đoạn đư
ờng
dài hơn ?
HS : Quả cầu sẽ chuyển động xa hơn !
GV : Loại lực ma sát tác dụng lên vật I v
à II
có như nhau không ?
HS : Lực ma sát tác dụng lên vật I là l
ực ma
sát trượt, còn lực ma sát tác dụng lên vật II l
à
lực ma sát lăn.
GV : Lực ma sát nào lớn hơn ?
HS : Lực ma sát trượt lớn hơn.
GV : Như các em đã biết fmst = . N, l
ực ma
sát lăn cũng vậy, fmsl = .N , l
ực ma sát lăn
cũng tỉ lệ với N. Vì cả hai vật có khối lư
ợng
như nhau , nên áp lực hai vật trên tác dụng l
ên
mặt sàn như nhau . Vậy lực ma sát trư
ợt lớn
hơn là do hệ số lực ma sát trượt lớn hơn hệ số
lực ma sát lăn nhiều lần !
IV VAI TRÒ CỦA MA SÁT TRONG ĐỜI
SỐNG
a) Ma sát trượt :
Lợi : VD: Máy m
ày, gia công làm bóng,
nhẳn bề mặt kim lọai, làm vật dừng lại …
Hại : Ổ trục quay máy móc lâu ngày bị b
àu
mòn, muốn làm giảm sự bàu mòn ngư
ợi ta lắp
bạc đạn.
b) Ma sát lăn
Lợi : Lăn một vật dễ dàng hơn khi ta đ
ẩy
một vật, bánh xe chuyển động được …
Hại : Làm bàu mòn các vật trong q
uá trình
chuyển động lăn.
Ma sát nghỉ :
Lợi : Cố định tất cả các vật trên m
ặt đất ;
giúp mọi người cầm nắm đư
ợc các vật ; Giúp
con người đi lại trên mặt đất.
3) Cũng cố
1/Lực ma sát nghỉ xuất hiện trong điều kiện nào và có những đặc điểm gì
? Viết công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại ?
2/ Lực ma sát trược xuất hiện trong điều kiện nào và có những đặc điểm
gì ? Viết công thức tính lực ma sát trượt ?
4) Dặn dò
- Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
- Làm các bài tập 1, 2, 3.