Bài 6: Lực ma sát (Vật lý 8 học kỳ I)

Trong bài viết này, HOCMAI muốn gửi tới các em học sinh bài Bài 6: Lực ma sát nằm trong chương trình Vật lý 8. Kiến thức của bài 6 rất hữu dụng và thực tế. Lực ma sát là một hiện tượng tự nhiên và đã được các nhà vật lý học phân tích, nghiên cứu và đúc rút. Các em học sinh tham khảo nhé!

Bài viết tham khảo thêm:

• Bài 3: Chuyển động đều – Chuyển động không đều
• Bài 4: Biểu diễn lực
• Bài 5: Sự cân bằng lực – Quán tính

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT BÀI 6: LỰC MA SÁT (VẬT LÝ 8 – HỌC KỲ 1)

I – SỰ XUẤT HIỆN LỰC MA SÁT

1. Lực ma sát trượt là gì?

Lực ma sát trượt được sinh ra khi một vật trượt ở trên bề mặt của một vật khác.

Ví dụ: Lực ma sát trượt sẽ xuất hiện khi ta hãm chuyển động của người đang trượt ván hoặc mài nhẵn bóng các mặt của kim loại.

2. Lực ma sát lăn là gì?

Lực ma sát lăn sẽ sinh ra khi có một vật lăn trên bề mặt của một vật khác.

Ví dụ: Xe ôtô đang chạy thì đột ngột tắt máy, hay cánh quạt trần đang quay thì đột ngột mất điện… những chuyển động trên sẽ chậm dần rồi dừng lại bởi do lực ma sát lăn đã xuất hiện.

Chú ý: Cường độ của lực ma sát lăn nhỏ hơn cường độ của lực ma sát trượt rất nhiều lần.

3. Lực ma sát nghỉ là gì?

Lực ma sát nghỉ giữ cho một vật không bị trượt trong trường hợp vật đó bị tác dụng của một lực khác.

Ví dụ: Người và một số động vật có thể cầm nắm được những vật nặng hoặc có thể đi lại được là nhờ có sự tồn tại của lực ma sát nghỉ.

Đặc điểm:

– Cường độ của lực ma sát nghỉ sẽ thay đổi tùy theo lực ma sát tác dụng lên vật và có xu hướng làm chuyển động của vật thay đổi.

– Lực ma sát nghỉ luôn có tác dụng giữ vật ở trạng thái cân bằng khi có lực khác tác dụng lên vật.

Chú ý:

– Nếu vật đang đứng yên mà chịu tác dụng của những lực cân bằng thì không xuất hiện lực ma sát nghỉ.

– Nếu vật đang đứng yên mà chịu tác dụng của những lực không cân bằng thì xuất hiện lực ma sát nghỉ.

4. Cách đo lực ma sát

Người ta sử dụng lực kế để đo được lực ma sát.

II – LỰC MA SÁT TRONG KỸ THUẬT VÀ ĐỜI SỐNG

1. Lực ma sát có thể có hại

Những cách để giảm ma sát:

+ Tăng độ nhẵn của mặt phẳng tiếp xúc.

+ Bôi trơn dầu mỡ.

+ Thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn (sử dụng những ổ bi)

2. Lực ma sát có thể có lợi

Những cách để tăng ma sát như: tăng độ nhám của mặt tiếp xúc ( rải cát trên đường trơn; cắt nhiều khía ở vỏ xe, đế giày) hoặc tăng áp lực.

B. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 8 | BÀI 6: LỰC MA SÁT

Bài C1 (Trang 21 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Hãy nêu ví dụ về lực ma sát trượt có trong kỹ thuật và đời sống.

Lời giải chi tiết

– Trong đời sống:

+ Khi phanh xe, bánh xe dừng quay. Mặt lốp trượt ở trên đường xuất hiện thêm ma sát trượt làm cho xe nhanh chóng dừng lại.

+ Ma sát giữa ổ trục với trục quạt bàn.

+ Ma sát giữa dây đàn của đàn violon, đàn nhị… với dây cung ở cần kéo.

– Trong kỹ thuật: Lực ma sát giữa những chi tiết máy trượt trên nhau là kiểu lực ma sát trượt.

Bài C2 (Trang 21 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Hãy tìm thêm ví dụ minh họa lực ma sát lăn trong kỹ thuật và đời sống.

Lời giải chi tiết

– Trong kỹ thuật: Ma sát đã sinh ra ở ổ trục với những viên bi đệm giữa trục quay.

– Trong đời sống:

+ Khi dịch chuyển một vật nặng có thể đặt vật đó lên trên kệ có con lăn ở dưới để đẩy vật đó nhẹ nhàng hơn. Ma sát giữa mặt trượt và con lăn là ma sát lăn.

+ Khi lăn trên mặt sàn một thùng phi xanh, lực ma sát giữa mặt sàn với vỏ thùng phi là lực ma sát lăn.

Bài C3 (Trang 21 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Trong hai trường hợp được vẽ ở hình 6.1, trường hợp nào có lực ma sát lăn, trường hợp nào có lực ma sát trượt?

Từ hai trường hợp này, em có nhận định gì về cường độ của lực ma sát lăn và lực ma sát trượt.

Lời giải chi tiết

Hình a) → Ba người đẩy một hòm trượt trên mặt sàn, khi đó giữa hòm với sàn có xuất hiện lực ma sát trượt.

Hình b) → Một người đẩy chiếc hòm nhẹ nhàng do có bánh xe, khi đó giữa mặt sàn và bánh xe có lực ma sát lăn.

Theo như hình vẽ và kiến thức đã học, ta thấy rằng cường độ lực ma sát trượt lớn hơn cường độ lực ma sát lăn.

Bài C4 (Trang 22 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Tại sao trong thí nghiệm như hình 6.2 (SGK), mặc dù xuất hiện lực kéo tác dụng lên vật nặng nhưng vật ấy vẫn đứng yên?

Lời giải chi tiết

+ Hình 6.2 SGK (như hình trên), mặc dù có lực kéo tác dụng lên vật nặng nhưng vật vẫn đứng yên, chứng tỏ giữa vật đó với mặt bàn có một lực cản. Lực này đặt lên một vật cân bằng với lực kéo để giữ cho vật ấy đứng yên. Lực này được thì được gọi là lực ma sát nghỉ.

+ Khi tăng lực kéo lên thì số chỉ lực kế cũng tăng dần, vật vẫn sẽ đứng yên, chứng tỏ rằng lực cản lên vật cũng sẽ có cường độ tăng dần. Điều này cho biết được rằng: lực ma sát nghỉ có cường độ thay đổi theo lực mà đã tác dụng lên vật.

Bài C5 (Trang 22 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Hãy nêu ví dụ về lực ma sát nghỉ trong kỹ thuật và đời sống.

Lời giải chi tiết

Ví dụ cho lực ma sát nghỉ:

– Trong kĩ thuật: trong dây chuyền sản xuất của rất nhiều nhà máy, các sản phẩm (như bao đường, các linh kiện, bao xi măng,…) di chuyển bằng băng truyền tải nhờ vào lực ma sát nghỉ.

– Trong đời sống:

+ Nhờ ma sát nghỉ mà người ta mới có thể đi lại được.

+ Ma sát nghỉ giữ cho bàn chân không bị trượt khi bước đi trên mặt đường.

+ Ma sát nghỉ giúp ta viết phấn trên bảng, …

Bài C6 (Trang 22 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Hãy nêu ra tác hại của lực ma sát và những biện pháp giúp làm giảm lực ma sát trong những trường hợp trong hình 6.3.

Lời giải chi tiết

Hình a → Lực ma sát gây mòn líp, xích và đĩa xe đạp. Cách khắc phục: thường xuyên tra dầu mỡ cho xích xe đạp.

Hình b → Lực ma sát khiến mòn trục xe và gây cản trở chuyển động quay của bánh xe. Cách khắc phục: dùng ổ bi ở trục quay thay thế cho ổ trượt.

Hình c → Lực ma sát khiến cho việc đẩy hòm trượt trên mặt sàn khó khăn. Cách khắc phục: dùng con lăn (chuyển từ ma sát trượt sang ma sát lăn).

Bài C7 (Trang 23 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Hãy quan sát trong những trường hợp vẽ như ở hình 6.4 và hãy tưởng tượng xem nếu không xuất hiện lực ma sát thì sẽ xảy ra hiện tượng gì? Hãy tìm cách để làm tăng lực ma sát trong các trường hợp sau đây.

Lời giải chi tiết

Hình a → Nếu bảng nhẵn và trơn quá thì không thể sử dụng phấn viết bảng được. Cách khắc phục: tăng độ nhám của mặt bảng lên đến một mức độ cho phép.

Hình b:

– Khi vặn ốc, nếu không xuất hiện ma sát thì cái cờ lê và con ốc sẽ trượt trên nhau và không thể lấy ốc ra được. Cách khắc phục: điều chỉnh kích thước của hàm cờ lê phải khít với độ lớn của ốc.

– Khi quẹt que diêm, nếu không xuất hiện ma sát thì đầu que diêm sẽ trượt trên mặt sườn của bao diêm và không thể tạo ra lửa. Cách khắc phục: tăng độ nhám của mặt sườn bao diêm lên.

Hình c → Khi phanh gấp, nếu không xuất hiện ma sát thì xe sẽ không thể nào dừng lại được. Cách khắc phục: chế tạo ra chiếc lốp xe có độ bám đường cao bằng cách tăng độ khía rãnh của mặt lốp xe ô tô.

Bài C8 (Trang 23 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Hãy giải thích những hiện tượng sau và hãy cho biết trong những hiện tượng này là ma sát có ích hay có hại:

a) Khi đi lại trên mặt sàn đá hoa mới lau thì dễ bị ngã.

b) Xe ôtô đi vào vũng bùn lầy, mặc dù bánh quay tít mà xe không tiến lên thêm được.

c) Giày đi lâu đế bị mòn.

d) Phải bôi chất nhựa thông vào dây cung của cần kéo nhị (đàn cò).

Lời giải chi tiết

a) Khi đi lại trên mặt sàn đá hoa mới lau rất dễ bị ngã vì lực ma sát nghỉ giữa sàn với chân người là rất nhỏ. Ma sát xảy ra trong hiện tượng này là có ích vì lực ma sát lúc này có tác dụng giữ cho người không bị ngã.

b) Ô tô đi vào vũng bùn lầy, khi đó lực ma sát giữa lốp của xe ô tô với mặt đường là quá nhỏ nên bánh của xe ô tô bị quay trượt ở trên mặt đường. Ma sát ở trong trường hợp này là có ích.

c) Giày đi lâu đế sẽ bị mòn vì ma sát của mặt đường với đế giày làm cho mòn đế. Ma sát ở trong trường hợp này là có hại bởi vì lực ma sát khiến mòn đế giày.

d) Phải bôi chất nhựa thông vào dây cung của cần kéo nhị (đàn cò) để làm tăng ma sát giữa dây đàn nhị với dây cung, nhờ vậy tiếng đàn sẽ kêu to. Ma sát ở trong trường hợp này là có ích bởi vì lực ma sát sẽ khiến cho dây đàn nhị rung mạnh hơn. 

Bài C9 (Trang 23 | Sách giáo khoa vật lý lớp 8)

Ổ bi có tác dụng gì? Vì sao việc phát minh ra ổ bi lại có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong sự phát triển của khoa học và công nghệ ngày nay?

Lời giải chi tiết

Ổ bi có tác dụng chính: làm giảm mức độ ma sát do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn của những viên bi.

Nhờ sử dụng ổ bi, mà đã giảm được lực cản lên những vật chuyển động, khiến cho máy móc vận hành dễ dàng, góp phần thúc đẩy phát triển đa ngành như: động lực học, cơ khí, chế tạo máy… 

Chính vì vậy phát minh ra ổ bi có ý nghĩa vô cùng quan trọng đến sự phát triển của nền khoa học và công nghệ hiện nay.

C. GIẢI SÁCH BÀI TẬP | BÀI 6: LỰC MA SÁT (VẬT LÝ 8 HỌC KÌ 1)

Bài 6.1 (trang 20 Sách bài tập Vật Lí 8)

Trong những trường hợp sau đây thì TH nào lực xuất hiện không phải là lực ma sát?

A) Lực xuất hiện khi có lốp xe trượt trên mặt đường.

B) Lực xuất hiện khiến mòn đế giày.

C) Lực xuất hiện khi chiếc lò xo bị nén hoặc bị dãn.

D) Lực xuất hiện giữa bánh xe truyền chuyển động và dây cuaroa.

Lời giải:

Chọn C

Vì lực xuất hiện khi chiếc lò xo bị nén hoặc bị dãn là lực đàn hồi của chiếc lò xo chứ không phải của lực ma sát.

Bài 6.2 (trang 20 Sách bài tập Vật Lí 8)

Cách làm nào sau đây có thể giảm được lực ma sát?

A) Tăng độ nhám của mặt tiếp xúc lên.

B) Tăng lực ép lên mặt phẳng tiếp xúc lên.

C) Tăng độ nhẵn giữa những mặt tiếp xúc lên.

D) Tăng diện tích của bề mặt tiếp xúc lên.

Lời giải:

Chọn C

Cách làm giảm lực ma sát hiệu quả nhất là tăng độ nhẵn giữa những mặt tiếp xúc lên.

Bài 6.3 (trang 20 Sách bài tập Vật Lí 8)

Câu nào sau đây thì nói về lực ma sát đúng nhất?

A) Lực ma sát có cùng hướng với hướng chuyển động của vật.

B) Khi vật chuyển động nhanh dần lên, thì lực ma sát sẽ lớn hơn lực đẩy.

C) Khi một vật chuyển động chậm dần xuống, thì lực ma sát sẽ nhỏ hơn lực đẩy.

D) Lực ma sát trượt gây cản trở chuyển động trượt của đồ vật này trên mặt của đồ vật kia.

Lời giải:

Chọn D

Lực ma sát trượt gây cản trở chuyển động trượt của đồ vật này trên mặt của đồ vật kia.

Bài 6.4 (trang 20 Sách bài tập Vật Lí 8)

Một ô tô được cho là chuyển động thẳng đều khi lực kéo của động cơ ô tô là: 800N.

a) Tính độ lớn của lực ma sát có tác dụng lên những chiếc bánh xe ô tô (bỏ qua lực cản của không khí).

b) Khi lực kéo của chiếc ô tô tăng lên thì ô tô chuyển động như thế nào nếu trong TH lực ma sát không thay đổi?

c) Khi lực kéo của chiếc ô tô giảm đi thì ô tô sẽ chuyển động như thế nào nếu trong TH lực ma sát là không thay đổi?

Lời giải:

a) Khi có lực kéo cân bằng với lực ma sát thì chiếc ô tô chuyển động thẳng đều.

Vậy Fms = F kéo = 800 N

b) Lực kéo tăng lên (Fk > Fms), thì ô tô chuyển động nhanh dần.

c) Lực kéo giảm xuống (Fk < Fms), thì ô tô chuyển động chậm dần.

Bài 6.5 (trang 20 Sách bài tập Vật Lí 8)

Một đầu tàu khi khởi hành cần có một lực kéo 10000N, nhưng khi đang chuyển động thẳng đều trên đường sắt thì tàu chỉ cần một lực kéo là 5000N.

a) Tìm ra độ lớn của lực ma sát khi bánh xe lăn đều ở trên đường sắt. Biết rằng đầu tàu có khối lượng là 10 tấn. Hỏi lực ma sát này có độ lớn là bằng bao nhiêu phần trọng lượng của cả đoàn tàu?

b) Đoàn tàu khi khởi hành sẽ chịu tác dụng của những lực nào? Tính độ lớn hợp lực gây cho đầu tàu chạy nhanh dần lên thời điểm khởi hành.

Lời giải:

a) Tàu có 10 tấn khối lượng nên trọng lượng của đoàn tàu là:

P = 10.m = 10.10000 = 100000 N

Khi bánh tàu đang lăn đều trên đường sắt thì lực kéo sẽ cân bằng với lực cản nên lực ma sát lúc đó bằng: Fms = 5000N.

So với trọng lượng của đầu tàu thì lực ma sát bằng:

b) Đoàn tàu khi khởi hành sẽ chịu tác dụng của những lực sau: lực cản của không khí; lực hút của Trái Đất; lực kéo của những toa tàu.

Độ lớn của hợp lực làm cho tàu chạy nhanh dần khi khởi hành là:

Fk – Fms = 10000 – 5000 = 5000N

Bài 6.6 (trang 21 Sách bài tập Vật Lí 8)

Chọn ra đáp án đúng. Lực ma sát nghỉ sẽ xuất hiện khi:

A) Quyển sách để yên ở trên mặt bàn nằm nghiêng.

B) Ô tô đang chuyển động, đột ngột thắng phanh (hãm phanh).

C) Quả bóng bàn đặt trên một mặt nằm ngang nhẵn bóng.

D) Xe đạp đang xuống dốc.

Lời giải:

Chọn A

Vì lực ma sát nghỉ xuất hiện sẽ giữ cho quyển sách không trượt khi để ở trên mặt bàn nằm nghiêng.

Bài 6.7 (trang 21 Sách bài tập Vật Lí 8)

Một vật được đặt trên một mặt bàn nằm ngang. Sử dụng tay búng vào vật để truyền cho nó thêm một vận tốc. Vật sau đó chuyển động chậm dần bởi vì:

A) trọng lực.

B) quán tính

C) lực búng của tay

D) Lực ma sát.

Lời giải:

Chọn D

Vì có lực ma sát gây cản trở chuyển động khiến cho vật ấy chuyển động chậm dần.

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 8 | BÀI 6: LỰC MA SÁT

Vậy là các em học sinh khối 8 thân yêu đã cùng với HOCMAI soạn xong bài Bài 6: Lực ma sát. Một kiến thức cần thiết và thường thấy trong đời sống thường ngày, không những vậy nó còn được áp dụng trọng kỹ thuật, công nghệ, khoa học; góp phần tạo nên một xã hội tiên tiến như hiện nay. Các em có thể tham khảo thêm thật nhiều bài học bổ ích nữa tại website hoctot.hocmai.vn.