Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Vật Lí 10 – Bài 25: Thực hành: Xác định hệ số ma sát [Nâng Cao] giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
Báo cáo thí nghiệm: Thực hành xác định hệ số ma sát
Họ và tên……………………………. Lớp………………… Tổ…………
Tên bài thực hành: Xác định hệ số ma sát trượt.
I. Mục đích thí nghiệm:
+ Xác định bằng thực nghiệm hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát nghỉ giữa hai vật.
+ Rèn luyện kỹ năng sử dụng lực kế, mặt phẳng nghiêng, thước đo góc, máy đo thời gian hiện số… qua đó củng cố các thao tác cơ bản về thí nghiệm và xử lý kết quả.
+ Củng cố kiến thức về lực ma sát, cân bằng lực, động học, động lực học và tĩnh học.
II. Cơ sở lý thuyết
+ Hệ số ma sát:
+ Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi một vật có xu hướng trượt [chưa trượt] trên bề mặt một vật khác do có ngoại lực tác dụng và có tác dụng cản trở xu hướng trượt của vật.
– Đặc điểm của lực ma sát nghỉ:
Gốc: trên vật có xu hướng trượt [chỗ tiếp xúc].
Phương: song song [tiếp tuyến] với mặt tiếp xúc.
Chiều: ngược chiều với ngoại lực tác dụng.
Độ lớn: luôn cân bằng với thành phần tiếp tuyến của ngoại lực, có giá trị cực đại tỉ lệ với áp lực ở mặt tiếp xúc: Fmsn[max] = μn.N với μn là hệ số ma sát nghỉ, không có đơn vị.
+ Lực ma sát trượt có độ lớn: tỉ lệ với áp lực ở mặt tiếp xúc: Fmst = μt.N với μt là hệ số ma sát trượt [phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc, nó không có đơn vị và dùng để tính độ lớn lực ma sát].
+ Gia tốc của vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng: a = g.[sinα – μ.cosα] với α là góc nghiêng.
III. Phương án thí nghiệm
* Cách xác định hệ số ma sát trượt dùng mặt phẳng nghiêng là:
+ Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, với góc nghiêng α so với mặt nằm ngang. Khi α nhỏ, vật vẫn nằm yên trên P, không chuyển động. Khi ta tăng dần độ nghiêng α ≥ α0, vật chuyển động trượt xuống dưới với gia tốc a. Độ lớn của a chỉ phụ thuộc góc nghiêng α và hệ số μt – gọi là hệ số ma sát trượt:
a = g.[sinα – μt.cosα]
+ Bằng cách đo a và α ta xác định được hệ số ma sát trượt μt:
* Tiến trình thí nghiệm:
– Chuẩn bị dụng cụ: Mặt phẳng nghiêng có thước đo góc, vật trụ kim loại, máy đo thời gian hiện số, thước thẳng có GHĐ 800mm.
– Thao tác thực nghiệm.
+ Đặt hai cổng quang điện E, F cách nhau s = 600 mm.
+ Điều chỉnh góc nghiêng α để có α1 khoảng 20o – 30o sao cho vật trượt trên máng.
+ Đặt máy đo thời gian ở chế độ MODE A ↔ B với ĐCNN 0,001 s.
+ Đặt trụ kim loại lên đầu A, đáy tiếp xúc mặt phẳng nghiêng, mặt đứng gần sát E nhưng chưa che khuất tia hồng ngoại.
+ Nhấn nút RESET, thả cho vật trượt, lặp lại thí nghiệm 3 lần.
+ Thực hiện lại thao tác với các góc α2 ≠ α1.
* Ghi số liệu:
+ Đọc số đo thời gian t ứng với α1 rồi lập bảng số liệu với các giá trị của t, a và μt.
+ Lập bảng số liệu tương tự với α2.
+ Xử lí số liệu.
IV. Kết quả thí nghiệm
Xác định góc nghiêng giới hạn: α0 = 18o và s0 = 0,6 m
Bảng 25.1: Xác định hệ số ma sát trượt
Câu 1 [trang 113 sgk Vật Lý 10 nâng cao]: Phân biệt các khái niệm: lực ma sát nghỉ, lực ma sát nghỉ cực đại, lực ma sát trượt. Hãy dùng các dụng cụ thí nghiệm trên để minh họa về lực ma sát nghỉ cực đại.
Lời giải:
* Ma sát nghỉ [hay còn được gọi là ma sát tĩnh] là lực xuất hiện giữa hai vật tiếp xúc mà vật này có xu hướng chuyển động so với vật còn lại nhưng vị trí tương đối của chúng chưa thay đổi. Hệ số của ma sát nghỉ, thường được ký hiệu là μn, thường lớn hơn so với hệ số của ma sát động. Lực ban đầu làm cho vật chuyển động thường bị cản trở bởi ma sát nghỉ.
Giá trị lớn nhất của lực ma sát nghỉ, khi vật bắt đầu chuyển động, hay ma sát nghỉ cực đại, được tính bằng công thức:
Fmsn[max] = μn.N với μn là hệ số ma sát nghỉ, không có đơn vị.
* Lực ma sát trượt là lực cản trở chuyển động của vật này so với vật khác. Lực ma sát trượt xuất hiện giữa bề mặt tiếp xúc của hai vật và phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc, độ lớn của áp lực, không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.
Biểu thức: Fmst = μ.N
Trong đó:
Fmst : độ lớn của lực ma sát trượt [N]
μ: hệ số ma sát trượt
N: Độ lớn áp lực [phản lực] [N]
Câu 2 [trang 113 sgk Vật Lý 10 nâng cao]: Có thể dùng thiết bị của phương án xác định hệ số ma sát nghỉ để đo hệ số ma sát trượt được không? Giải thích.
Lời giải:
Ta không thể dùng thiết bị của phương án xác định hệ số ma sát nghỉ để đo hệ số ma sát trượt được vì: trong thí nghiệm đơn giản xác định hệ số ma sát nghỉ ta chỉ cần tấm ván phẳng, vật là khối gỗ và thước đo có ĐCNN 1mm. Nhưng để xác định hệ số ma sát trượt ta cần phải xác định được lực kéo sao cho vật chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái trượt trên ván. Do đó ta cần thêm lực kế.
Câu 3 [trang 113 sgk Vật Lý 10 nâng cao]: So sánh kết quả ứng với góc α1 và α2 ở phương án 1 và giải thích.
Lời giải:
Kết quả đo hệ số ma sát trượt ứng với góc α1 và α2 ở phương án 1 là gần như nhau nếu bỏ qua sai số trong quá trình làm thực nghiệm. Tuy nhiên trường hợp góc α lớn hơn thì giá trị đo được của hệ số ma sát trượt nhỏ hơn so với giá trị đo được trong trường hợp góc nhỏ hơn nhưng sai lệch không quá lớn.
Điều này có thể giải thích do chính bản chất của hệ số ma sát trượt chỉ phụ thuộc chủ yếu vào bản chất bề mặt tiếp xúc của vật và mặt sàn mà không phụ thuộc vào góc nghiêng α.
Home - Học tập - Cách tính vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng có ma sát hay, chi tiết
Chuyên đề Vật lí 10Với Cách tính tốc độ của vật ở chân mặt phẳng nghiêng có ma sát hay, cụ thể Vật lí lớp 10 với khá đầy đủ kim chỉ nan, chiêu thức giải và bài tập có giải thuật cho tiết sẽ giúp học viên nắm được Cách tính tốc độ của vật ở chân mặt phẳng nghiêng có ma sát hay, chi tiết cụ thể .
A. Phương pháp & Ví dụ
– Vật đang đứng yên trên mặt phẳng nghiêng : a = 0 ⇒ Fmsn = P1 = mgsinα – Điều kiện để vật trượt xuống : a > 0 P1 > Fms ⇒ mgsinα > μmgcosα
⇒ μ < tanα Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều dường : P1 – Fms = ma + Khi đó, vật trượt xuống với tần suất
+ Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng :
Bài tập vận dụng
Bài 1: Vật đặt trên đỉnh dốc dài 100 m, hệ số ma sát 0,1; góc nghiêng dốc là 30°. Tìm vận tốc vật ở chân mặt phẳng nghiêng
Hướng dẫn:
Bài 2: Vật khối lượng m = 100kg sẽ chuyển động đều đi lên trên mặt phẳng nghiêng độ cao h = 10 m góc α = 30°, khi chịu tác dụng của lực kéo F = 600 N dọc theo mặt phẳng nghiêng. Hỏi khi thả vật từ đỉnh mặt phẳng nghiêng, nó chuyển động xuống dưới chân mặt phẳng nghiêng với vận tốc bao nhiêu? Coi ma sát là đáng kể
Hướng dẫn:
– Khi vật trượt đều, những lực công dụng lên vật cân đối ⇒ N = P2 = mgcosα Và F = Fms + P1 ⇒ F = μmgcosα + mgsinα 600 = [ μ. cos30 ° + sin30 ° ] 100.10 ⇒ μ = 0,12 – Khi thả vật, vật trượt xuống với tần suất : a = g [ sinα – μcosα ]
= 10 [ sin30 ° – 0,12. cos30 ° ] = 4 m / s2
Bài 3: Do có vận tốc đầu, vật trượt lên rồi sau đó trượt xuống trên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng α = 15°. Tìm hệ số ma sát μ biết thời gian đi xuống gấp 2 lần thời gian đi lên
Hướng dẫn:
– Khi vật trượt lên [ chọn chiều dương hướng lên ], hoạt động của vật là hoạt động chậm dần đều với tần suất
+ Thời gian vật trượt lên là :
+ Quãng đường vật trượt lên là :
– Khi vật trượt xuống : a2 = g [ sinα – μcosα ]
+ Thời gian vật trượt xuống :
Bài 4: Vật đặt trên định dốc dài 165 m, hệ số ma sát μ = 0,2, góc nghiêng dốc là α
a. Với giá trị nào của α thì vật nằm yên không trượt ? b. Cho α = 30 °. Tìm thời hạn vật xuống dốc và tốc độ vật ở chân dốc
Cho tan11 ° = 0,2 ; cos30 ° = 0,85
Hướng dẫn:
a. Để vật nằm yên không trượt : tanα ≤ μ ⇒ α ≤ 11 ° b. Vật trượt xuống dốc : a = gsinα – μgcosα = 10. sin30 ° – 0,2. 10. cos30 ° = 3,3 m / s2
v = 33 m / s
Bài 5: Vật trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát μ = 0,05 dài 10 m, góc nghiêng α = 30°. Hỏi vật tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng ngang bao lâu kể từ khi xuống hết mặt phẳng nghiêng? Biết hệ số ma sát với mặt phẳng ngang là μ1 = 0,1
Hướng dẫn:
– Gia tốc của vật khi trượt trên mặt phẳng nghiêng : a = gsinα – μgcosα = 10. sin30 ° – 0,05. 10. cos30 ° = 4,6 m / s2
– Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng :
– Gia tốc của vật trên mặt phẳng ngang :
– Thời gian vật đi trên mặt phẳng ngang đến khi dừng lại là :
Xem thêm: Vôi tôi Ca[OH]2 là gì? Giá Canxi hydroxit bao nhiêu?
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Công thức tính vận tốc vật ở chân mặt phẳng nghiêng khi vật chuyển động xuống là:
Câu 2: Chọn câu sai:
A. Lực ma sát trượt chỉ Open khi có sự trượt tương đối giữa hai vật rắn . B. Hướng của lực ma sát trượt tiếp tuyến với mặt tiếp xúc và ngược chiều hoạt động tương đối . C. Viên gạch nằm yên trên mặt phẳng nghiêng chịu công dụng của lực ma sát nghỉ .
D. Lực ma sát lăn tỉ lệ với lực nén vuông góc với mặt tiếp xúc và thông số ma sát lăn bằng thông số ma sát trượt
Câu 3: Chọn phát biểu đúng.
A. Lực ma sát luôn ngăn cản hoạt động của vật . B. Hệ số ma sát trượt lớn hơn thông số ma sát nghỉ . C. Hệ số ma sát trượt nhờ vào diện tích quy hoạnh tiếp xúc .
D. Lực ma sát Open thành từng cặp trực đối đặt vào hai vật tiếp xúc .
Câu 4: Chọn phát biểu đúng:
A. Lực ma sát trượt phụ thuộc vào diện tích quy hoạnh mặt tiếp xúc B. Khi một vật chịu công dụng của lực F mà vẫn đứng yên thì lực ma sát nghỉ lớn hơn ngoại lực C. Lực ma sát trượt phụ thuộc vào vào đặc thù của những mặt tiếp xúc
D. Vật nằm yên trên mặt sàn nằm ngang vì trọng tải và lực ma sát nghỉ công dụng lên vật cân đối nhau
Câu 5: Vật nằm yên trên đỉnh dốc có hệ số ma sát μ = 0,5. Với góc nghiêng dốc là bao nhiêu thì vật bắt đầu chuyển động?
A. 26 ° B. 30 ° C. 20 ° D. 14 °
Câu 6: Một vật trượt có ma sát trên một mặt tiếp xúc nằm ngang. Nếu khối lượng của vật đó giảm 2 lần thì hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt tiếp xúc sẽ:
A. tăng 2 lần B. tăng 4 lần C. giảm 2 lần
D. không đổi
Câu 7: Vật đặt trên đỉnh dốc có hệ số ma sát 0,05; góc nghiêng dốc là 30°. Gia tốc của vật là:
A. 4 m / s2 B. 5. m / s2 C. 4,6 m / s2 D. 5,4 m / s2
Câu 8: Chọn câu đúng. Chiều của lực ma sát nghỉ:
A. ngược chiều với tốc độ của vật . B. ngược chiều với tần suất của vật . C. tiếp tuyến với mặt tiếp xúc .
D. vuông góc với mặt tiếp xúc
Câu 9: Vật đặt trên đỉnh dốc có hệ số ma sát 0,05; góc nghiêng dốc là 30°. Tìm thời gian vật đi hết dốc biết dốc có độ cao 10 m
A. 10 s B. 6 s C. 4 s D. 3 s
Câu 10: Vật đặt trên đỉnh dốc có hệ số ma sát 0,05. Dốc có độ cao h = 20 m, chiều dài 250 m. Vật có tự trượt xuống dốc không? Nếu có, tìm gia tốc của vật trên đoạn dốc
A. Vật không trượt trên dốc B. Vật trượt trên dốc với a = 5 m / s2 C. Vật trượt trên dốc với a = 0,37 m / s2
D. Vật trượt trên dốc với a = 2 m / s2
Câu 11: Lực ma sát nào tồn tại khi vật rắn chuyển động trên bề mặt vật rắn khác ?
A. Ma sát nghỉ B. Ma sát lăn hoặc ma sát trượt C. Ma sát lăn
D. Ma sát trượt
Câu 12: Lực nào làm vật đang đứng yên tự trượt trên mặt phẳng nghiêng?
A. Lực ma sát B. Trọng lực của vật C. Lực quán tính
D. Lực cản không khí
Câu 13: Vật đặt trên đỉnh dốc dài 300 m, hệ số ma sát 0,2; góc nghiêng dốc là 20°. Vận tốc vật ở chân mặt phẳng nghiêng là:
A. 30 m / s B. 30,4 m / s C. 34 m / s D. 34,2 m / s
Câu 14: Một vật trượt có ma sát trên một mặt tiếp xúc nằm ngang. Nếu diện tích tiếp xúc của vật đó giảm 2 lần thì độ lớn lực ma sát trượt giữa vật và mặt tiếp xúc sẽ:
A. giảm 2 lần . B. tăng 2 lần . C. giảm 6 lần .
D. không đổi khác
Câu 15: Nêu đặc điểm của lực ma sát trượt?
A. Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật đang trượt trên một bề mặt
B. Có hướng ngược hướng của vận tốc
C. Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực đè nén, không phụ thuộc vào vào diện tích quy hoạnh tiếp xúc và vận tốc của vật
D. Tất cả đều đúng
Source: //camnangbep.com
Category: Học tập
Bài viết mới nhất
Tả Cây Ổi Lớp 4 – 23 Bài Văn Mẫu Hay Nhất Điểm 10 ✅ Tham Khảo Những Áng Văn Được Chọn Lọc Với Cách Viết Và Hình Ảnh Miêu Tả Đặc Sắc . Camnangbep.com cũng giúp giải đáp những …