Thí nghiệm 1: Kiểm chứng độ lớn của lực ma sát phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 18: Lực ma sát

Hoạt động trang 73 Vật Lí 10:

Thí nghiệm 1: Kiểm chứng độ lớn của lực ma sát phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc, nhưng không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc.

Chuẩn bị: Lực kế (có GHĐ 1,0 N, ĐCNN 0,01 N), khối gỗ hình hộp chữ nhật, các bề mặt: gỗ, giấy.

Tiến hành:

1. Đặt mặt có diện tích lớn của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc.

- Gắn lực kế vào giá thí nghiệm để cố định lực kế theo phương nằm ngang.

- Móc khối gỗ vào lực kế, lần lượt kéo các mặt tiếp xúc (mặt gỗ, mặt tờ giấy) theo phương nằm ngang để chúng trượt đều dưới khối gỗ (Hình 18.4).

- Ghi số chỉ của lực kế vào Bảng 18.1. Lấy giá trị trung bình của các số chỉ lực kế làm độ lớn của lực ma sát trượt.

2. Đặt mặt có diện tích nhỏ của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc và lặp lại thí nghiệm như trên.

Thảo luận và phân tích:

a) Nêu các lực tác dụng lên khối gỗ khi mặt tiếp xúc bên dưới của nó được kéo trượt đều. Tại sao khi đó số chỉ của lực kế bằng độ lớn của lực ma sát trượt?

b) Sắp xếp thứ tự theo mức tăng dần lực ma sát trên mỗi bề mặt.

c) Điều gì xảy ra đối với độ lớn của lực ma sát trượt khi diện tích tiếp xúc thay đổi, khi vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc thay đổi?

Thí nghiệm 2: Mối liên hệ giữa độ lớn của lực ma sát trượt với độ lớn của áp lực lên bề mặt tiếp xúc.

Chuẩn bị: Lực kế (có GHĐ 1,0 N, ĐCNN 0,01 N), ba khối gỗ hình hộp chữ nhật giống nhau, mặt tiếp xúc: gỗ.

Tiến hành:

- Đo trọng lượng của khối gỗ bằng lực kế. Ghi vào Bảng 18.2 (Áp lực của khối gỗ lên mặt tiếp xúc nằm ngang có độ lớn bằng trọng lượng của khối gỗ).

- Gắn lực kế vào giá thí nghiệm để cố định lực kế theo phương nằm ngang.

- Móc khối gỗ vào lực kế, kéo mặt tiếp xúc (mặt gỗ) theo phương nằm ngang để nó trượt đều dưới khối gỗ. Ghi lại số chỉ của lực kế trong 3 lần thí nghiệm vào Bảng 18.2. Lấy giá trị trung bình các kết quả đo.

- Lần lượt đặt thêm 1, 2 khối gỗ lên khối gỗ đầu tiên và lặp lại bước 3.

Thảo luận và phân tích:

a) Điều gì xảy ra đối với độ lớn của lực ma sát trượt khi tăng áp lực lên bề mặt tiếp xúc?

b) Vẽ đồ thị cho thấy sự thay đổi độ lớn của lực ma sát trượt khi tăng dần độ lớn của áp lực.

c) Nêu kết luận về những đặc điểm của lực ma sát trượt.

Lời giải:

Số liệu tham khảo.

Thí nghiệm 1:

1. Đặt mặt có diện tích lớn của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc.

Bảng 18.1

Bề mặt tiếp xúc	Độ lớn của lực ma sát trượt (N)
	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Trung bình
Mặt gỗ	0,17	0,16	0,15	$\frac{0,17+0,16+0,15}{3}$ = 0,16
Mặt giấy	0,12	0,13	0,11	$\frac{0,12+0,13+0,11}{3}$ = 0,12

2. Đặt mặt có diện tích nhỏ của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc và lặp lại thí nghiệm như trên.

Bảng 18.1

Bề mặt tiếp xúc	Độ lớn của lực ma sát trượt (N)
	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Trung bình
Mặt gỗ	0,17	0,16	0,15	$\frac{0,17+0,16+0,15}{3}$ = 0,16
Mặt giấy	0,12	0,13	0,11	$\frac{0,12+0,13+0,11}{3}$ = 0,12

Thảo luận và phân tích:

a) Các lực tác dụng lên khối gỗ khi mặt tiếp xúc bên dưới nó được kéo trượt đều gồm có: Lực kéo, lực ma sát trượt.

Khi vật được kéo trượt đều thì hợp lực tác dụng lên vật bằng 0, khi đó lực ma sát trượt và lực kéo có độ lớn bằng nhau, mà độ lớn lực kéo thể hiện bằng số chỉ của lực kế nên số chỉ lực kế chính là số đo của lực ma sát trượt.

b) Lực ma sát trên mặt giấy < Lực ma sát trên mặt gỗ.

c)

- Khi diện tích tiếp xúc thay đổi ta thấy độ lớn của lực ma sát trượt không thay đổi.

- Khi vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc thay đổi ta thấy độ lớn của lực ma sát trượt thay đổi.

=> Độ lớn của lực ma sát phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc, nhưng không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc.

Thí nghiệm 2:

Bảng 18.2

Áp lực của các khối gỗ (N)	Độ lớn của lực ma sát trượt (N)
	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Trung bình
1 khối gỗ: 0,8 N	0,17	0,16	0,15	$\frac{0,17+0,16+0,15}{3}$ = 0,16
2 khối gỗ: 1,6 N	0,32	0,31	0,33	$\frac{0,32+0,31+0,33}{3}$ = 0,32
3 khối gỗ: 2,4 N	0,47	0,48	0,49	$\frac{0,47+0,48+0,49}{3}$ = 0,48

Thảo luận và phân tích:

a) Khi tăng áp lực lên bề mặt tiếp xúc thì độ lớn lực ma sát trượt cũng tăng.

b) Vẽ đồ thị cho thấy sự thay đổi độ lớn của lực ma sát trượt khi tăng dần độ lớn của áp lực. (vẽ cho lần đo số 1, các lần khác các em tự vẽ)

Nhận xét: Áp lực và lực ma sát có độ lớn tỉ lệ thuận với nhau.

c) Kết luận về những đặc điểm của lực ma sát trượt:

- Lực ma sát trượt xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt của vật khác.

- Độ lớn của lực ma sát trượt phụ thuộc vào:

+ Vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc.

+ Độ lớn của áp lực lên bề mặt.

- Độ lớn của lực ma sát trượt không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc.

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

• Khởi động trang 72 Vật Lí 10: Điều gì ngăn cản thùng hàng (Hình a), khiến nó không thể di chuyển? ....

• Câu hỏi 1 trang 72 Vật Lí 10: Điều nào sau đây không đúng khi nói về lực ma sát nghỉ? ....

• Câu hỏi 2 trang 72 Vật Lí 10: Các tình huống sau đây liên quan đến loại lực ma sát nào? a) Xoa hai bàn tay vào nhau ....

• Hoạt động trang 73 Vật Lí 10: Quan sát Hình 18.2 và thảo luận các tình huống sau: Đặt trên bàn một vật nặng có dạng hình hộp ....

• Câu hỏi 1 trang 75 Vật Lí 10: Các lực tác dụng lên xe chở hàng được quy ước vẽ tại trọng tâm của xe (Hình 18.5) ....

• Câu hỏi 2 trang 75 Vật Lí 10: Để đẩy chiếc tủ, cần tác dụng một lực theo phương nằm ngang có giá trị tối thiểu ....

• Câu hỏi trang 76 Vật Lí 10: Nêu vai trò của lực ma sát trong các tình huống sau: a) Người di chuyển trên đường ....

• Hoạt động 1 trang 76 Vật Lí 10: Thảo luận để làm sáng tỏ những vấn đề sau đây: - Trong thực tế, có một số trường hợp ....

• Hoạt động 2 trang 76 Vật Lí 10: Nêu một số cách làm giảm ma sát trong kĩ thuật và trong đời sống ....

• Em có thể trang 76 Vật Lí 10: Thuyết trình về lợi ích, tác hại của ma sát trong an toàn giao thông đường bộ ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)

---