Lực ma sát, lực cản của nước
Nhận ra ba loại ma sát và lực cản, nói được khi nào cần làm tăng hay giảm chúng và vì sao tàu, cá hay bơi lội có hình thuôn.
Ứng với SGK Kết nối tri thức: Bài 44, Bài 45
⚡ Nhớ nhanh
- 1Lực ma sát xuất hiện ở mặt tiếp xúc giữa hai vật, cản chuyển động hoặc xu hướng chuyển động, nên luôn ngược chiều với nó.
- 2Có ba loại: nghỉ (đẩy mà vật chưa nhúc nhích), trượt (vật trượt trên mặt khác), lăn (vật lăn). Ma sát lăn nhỏ nhất, nên có bánh xe và vòng bi.
- 3Ma sát có lợi (phanh, đi, cầm nắm) thì làm tăng; có hại (mòn trục, tốn sức) thì làm giảm: tra dầu mỡ, làm nhẵn, đổi trượt thành lăn.
- 4Vật chuyển động trong nước hay không khí chịu lực cản, ngược chiều chuyển động. Lực cản lớn hơn khi vật nhanh hơn, diện tích cản rộng hơn, hình dạng cùn hơn.
- 5⚠️ Vật đứng yên vẫn có thể có ma sát (ma sát nghỉ) — ma sát không phải lúc nào cũng có hại, và không tự sinh ra chuyển động.
👀 Nhìn là hiểu
Phần 1: kéo chiếc hộp lùi ra sau (dây thun căng dần) rồi buông: kéo nhẹ thì hộp đứng yên (ma sát nghỉ giữ lại), kéo mạnh thì hộp trượt rồi dừng; kéo tấm mặt sàn (nhám, gỗ, băng, bánh xe) vào sân để so quãng hộp đi được. Phần 2: kéo giọt nước và hộp vuông vào bể rồi bấm "Thả cùng lúc" để xem vật nào chạm đáy trước (mặt hứng nước nhỏ thì cản ít).
1. Lực ma sát: hộp trượt trên các mặt sàn khác nhau
Kéo một tấm mặt sàn thả vào hình sân (hoặc chạm để đổi):
Kéo chiếc hộp lùi ra sau để căng dây thun, rồi buông. Thử kéo nhẹ trước, rồi kéo mạnh. Sau đó đổi mặt sàn và kéo lại.
2. Lực cản của nước: hai vật chìm trong bể
Cả hai vật cùng nặng như nhau. Đặt chúng vào bể rồi thả cùng lúc: vật nào sẽ tới đáy trước? Đoán thử rồi xem.
1 🧱 Ba loại lực ma sát
Khác lớp 4–5 ở đâu
- ✦Tiểu học biết đường trơn thì dễ trượt, bánh xe giúp đẩy nhẹ hơn. Lớp 6 gọi tên lực đó là ma sát và chia ra ba loại.
- ✦Lớp 6 còn dạy ma sát không tự sinh ra chuyển động: nó chỉ chống lại chuyển động đang có hoặc sắp có.
Ba loại ma sát
| Loại | Xuất hiện khi | Ví dụ |
|---|---|---|
| Nghỉ | Vật bị đẩy nhưng chưa chuyển động | Đẩy tủ nặng mà không nhúc nhích |
| Trượt | Vật trượt trên mặt khác | Kéo lê thùng, phanh xe |
| Lăn | Vật lăn trên mặt khác | Bánh xe, viên bi trong ổ trục |
Dạng bài
Xác định loại ma sát và chiều của nó
- 1 Hỏi: vật đang làm gì — đứng yên (bị đẩy), trượt hay lăn?
- 2 Đứng yên bị đẩy ⇒ nghỉ; trượt ⇒ trượt; lăn ⇒ lăn.
- 3 Chiều ma sát ngược với chiều chuyển động (hoặc xu hướng chuyển động).
- 4 Kiểm tra: ma sát lăn luôn nhỏ hơn ma sát trượt ở cùng vật, cùng mặt ✓.
⚠️ Bẫy hay gặp: Nói "vật đứng yên thì không có ma sát". Sai: vật đứng yên mà đang bị đẩy vẫn có ma sát nghỉ giữ nó lại.
Bạn đẩy một cái tủ nặng sang phải bằng lực 80 N mà tủ không nhúc nhích. Có lực ma sát không? Loại nào, hướng nào, lớn bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
2 ⚙️ Ma sát có lợi, có hại
Rãnh lốp xe, đế giày · rắc nhựa thông vào tay vận động viên · phanh xe.
Tra dầu mỡ vào ổ trục · dùng vòng bi (đổi trượt thành lăn) · làm nhẵn bề mặt.
Dạng bài
Chọn cách làm tăng hoặc giảm ma sát
- 1 Xác định ma sát ở đây có lợi hay có hại cho việc đang làm.
- 2 Có lợi ⇒ tăng: bề mặt nhám hơn, ép chặt hơn, khía rãnh.
- 3 Có hại ⇒ giảm: bề mặt nhẵn, tra dầu mỡ, đổi trượt thành lăn.
- 4 Kiểm tra: cách chọn có làm đúng điều ta muốn (phanh chắc hơn hoặc xoay trơn hơn) ✓.
⚠️ Bẫy hay gặp: Nghĩ "ma sát luôn có hại, càng nhỏ càng tốt". Không có ma sát thì không đi được (chân trượt tại chỗ), không cầm được đồ, xe không phanh được.
Xe đạp có hai chỗ có ma sát: (a) giữa má phanh và vành xe khi bóp phanh, (b) ở ổ trục bánh xe. Mỗi chỗ nên làm tăng hay giảm ma sát? Bằng cách nào?
Hướng dẫn giải
3 🌊 Lực cản của nước
Ba yếu tố làm lực cản tăng
| Yếu tố | Lực cản lớn khi | Ví dụ |
|---|---|---|
| Tốc độ | Vật đi nhanh | Đạp xe nhanh thấy gió cản rõ hơn |
| Diện tích cản | Mặt hứng rộng | Dù mở ra cản rất mạnh |
| Hình dạng | Hình cùn, góc cạnh | Hình thuôn dài như cá thì cản ít |
Dạng bài
Giải thích hình dạng hay cách làm giảm hoặc tăng lực cản
- 1 Hỏi: ở đây ta muốn lực cản nhỏ (đi nhanh, đỡ tốn sức) hay lớn (rơi chậm lại)?
- 2 Muốn nhỏ: hình thuôn dài, nhẵn, thu nhỏ diện tích cản.
- 3 Muốn lớn: mở rộng diện tích cản.
- 4 Kiểm tra: lực cản luôn ngược chiều chuyển động của vật ✓.
⚠️ Bẫy hay gặp: Nói "chỉ nước mới có lực cản". Không khí cũng cản, chỉ yếu hơn nước nhiều nên đi bộ ta không thấy; nhảy dù thì dựa hoàn toàn vào lực cản của không khí.
Người nhảy dù mở dù ra để làm gì? Và vì sao vận động viên bơi đội mũ bó sát?
Hướng dẫn giải
4 🔬 Thực hành: quan sát gì, thấy gì
Thí nghiệm 1: ma sát trên hai mặt
- ✦Làm: móc lực kế vào một hộp, đặt hộp lên mặt bàn nhẵn, kéo chậm và đều tay theo phương ngang rồi đọc số chỉ lực kế. Lặp lại trên mặt bàn trải khăn nhám.
- ✦Thấy gì: trên mặt nhám lực kế chỉ lớn hơn: cần kéo mạnh hơn để hộp trượt đều ⇒ ma sát trượt ở mặt nhám lớn hơn.
- ✦Lỗi hay gặp: kéo giật hoặc chếch lên nên số chỉ nhảy lung tung. Phải kéo song song mặt bàn, đều tay, đọc khi kim đã ổn định.
Thí nghiệm 2: thả hai viên đất sét trong nước
- ✦Làm: nặn hai viên đất sét cùng khối lượng, một viên tròn thuôn, một viên dẹt như đĩa. Thả cùng lúc vào ống hoặc chai nước cao, viên dẹt để mặt dẹt hướng xuống.
- ✦Thấy gì: viên thuôn chìm nhanh hơn viên dẹt: viên dẹt có diện tích cản rộng hơn nên bị nước cản nhiều hơn.
- ✦Lỗi hay gặp: hai viên không cùng khối lượng thì không so sánh được; chỉ được đổi hình dạng, giữ mọi thứ khác.
Dạng bài
Rút kết luận từ số đo ở thí nghiệm 1
- 1 Ghi số chỉ lực kế ở từng mặt.
- 2 So hai số: số lớn hơn ứng với mặt có ma sát lớn hơn.
- 3 Viết kết luận kèm điều kiện: kéo trượt đều, cùng hộp.
- 4 Kiểm tra: chỉ đổi mặt tiếp xúc, giữ nguyên hộp và cách kéo ✓.
⚠️ Bẫy hay gặp: Đổi cả hộp lẫn mặt bàn một lúc rồi so số chỉ lực kế. Không biết sự khác biệt do hộp hay do mặt bàn thì kết luận vô nghĩa.
Kéo hộp trượt đều trên mặt nhẵn thì lực kế chỉ 2 N; trên mặt nhám thì chỉ 3,5 N. Kết luận gì?
Hướng dẫn giải
✏️ Luyện tập
Làm xong mỗi nhóm bấm Kiểm tra. Câu sai có lời giải ngắn và nút quay lại phần cách làm.
Ba loại ma sát
- 1Nhận biết
Lực ma sát giữa quyển sách và mặt bàn xuất hiện ở:
- 2Nhận biết
Kéo lê một thùng hàng trên sàn thì có ma sát loại nào?
- 3Thông hiểu
Đúng hay sai?
a)Vật đứng yên thì không có lực ma sát nào.
b)Lực ma sát hướng ngược với chiều chuyển động hoặc xu hướng chuyển động.
c)Lực ma sát tự làm vật chuyển động.
- 4Thông hiểu
Cùng một thùng hàng nặng, cách nào ma sát NHỎ nhất?
- 5Thông hiểu Đẩy cái tủ bằng lực 80 N mà tủ không nhúc nhích. Ma sát nghỉ tác dụng lên tủ có độ lớn N.
- 6Vận dụng
Một thùng nằm trên sàn bị kéo sang phải bằng lực tăng dần: lúc đầu thùng đứng yên, sau đó thùng trượt. Phát biểu nào đúng?
Tăng hay giảm ma sát
- 1Nhận biết
Vận động viên leo núi xoa bột vào tay nhằm:
- 2Thông hiểu
Tra dầu mỡ vào ổ trục bánh xe nhằm:
- 3Thông hiểu
Trường hợp nào ma sát là CÓ LỢI?
- 4Vận dụng
Mưa làm đường trơn, xe dễ trượt khi phanh. Để xe phanh chắc hơn trên đường ướt, cách hợp lí là:
- 5Vận dụng
Kéo cùng một thùng hàng nặng. Xếp các cách theo ma sát từ NHỎ đến LỚN:
Thứ tự của em: — bấm lần lượt —
Lực cản của nước
- 1Nhận biết
Lực cản của nước lên vật chuyển động có chiều:
- 2Thông hiểu
Yếu tố nào KHÔNG làm thay đổi lực cản của nước lên một vật?
- 3Thông hiểu
Cá heo và tàu ngầm có thân thuôn dài để:
- 4Thông hiểu
Đúng hay sai?
a)Không khí không cản chuyển động của vật.
b)Cùng tốc độ, tấm ván phẳng chịu lực cản của nước lớn hơn con cá cùng cỡ.
c)Vật đi trong nước càng nhanh thì lực cản càng nhỏ.
- 5Vận dụng
Hai người nhảy dù cùng khối lượng. An đã mở dù, Bình chưa mở. Ai rơi chậm hơn và vì sao?
- 6Vận dụng
Vận động viên bơi đội mũ bó sát và duỗi thẳng người khi lao đi. Hai việc này giúp:
Thực hành
- 1Thông hiểu
Xếp các bước thí nghiệm so sánh ma sát trượt trên hai mặt:
Thứ tự của em: — bấm lần lượt —
- 2Thông hiểu
Kéo hộp trượt đều thì lực kế chỉ 2 N trên mặt nhẵn và 3,5 N trên mặt nhám. Kết luận đúng là:
- 3Vận dụng
Khi kéo hộp, số chỉ lực kế cứ nhảy lên xuống. Cách làm nào khắc phục đúng nhất?
- 4Vận dụng
Hai viên đất sét cùng khối lượng, một viên tròn thuôn, một viên dẹt như đĩa (mặt dẹt hướng xuống), thả cùng lúc vào ống nước cao. Dự đoán nào hợp lí nhất?
🎯 Chủ điểm này ra kiểm tra thế nào?
- •Kiểm tra giữa và cuối kỳ II hay hỏi ma sát có lợi hay có hại trong một tình huống đời sống và cách làm tăng hoặc giảm nó (tra dầu mỡ, khía rãnh lốp, vòng bi).
- •Hay có câu giải thích hình dạng thuôn của cá, tàu ngầm, mũ bơi hoặc việc mở dù bằng lực cản và diện tích cản.
- •Là nền cho lực ma sát và lực cản ở KHTN 7–8 (chuyển động, cân bằng lực) và cho bài tính áp suất, lực đẩy Archimedes sau này.
10. Năng lượng và các dạng năng lượng