Các bài tập minh họa về Lực ma sát có đáp án chi tiết năm học 2019-2020

LỰC MA SÁT

- Khi vật trước trên bề mặt nằm ngang, không có lực tác dụng xiên góc so với phương ngang thì:  

\(N{\rm{ }} = {\rm{ }}P{\rm{ }} = {\rm{ }}mg.\)

- Khi vật đặt trên một mặt phẳng có góc nghiêng α thì:     

\(N = Pcos\alpha = mgcos\alpha \)

Ví dụ 1: Một toa tàu có khối lượng 80 tấn chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo \(F = {6.10^4}N\) . Hãy xác định hệ số ma sát giữa toa tàu và mặt đường. Lấy  \(g = 10m/{s^2}\)

A.  0,750.                             B. 0,013.                          

C. 0,075.                              D. 0,133.                          

Lời giải:

Vì toa tàu chuyển động thẳng đều nên:

\(\vec F + {\vec F_{mst}} + \vec N + \vec P = \vec 0\)

Chiếu lên Ox:

\(\begin{array}{l} F - {F_{smt}} = 0\\ \to {F_{mst}} = F = {6.10^4}N \end{array}\)

Chiếu lên Oy:

\(\begin{array}{l} N - P = 0\\ \Rightarrow N = P = mg = {8.10^5}N \end{array}\)

Ta có:

\(\begin{array}{l} {F_{mst}} = \mu N\\ \to \mu = \frac{{{F_{smt}}}}{N} = \frac{{{{6.10}^4}}}{{{{8.10}^5}}} = 0,075 \end{array}\)

Đáp án C.

Lời giải trình bày theo kiểu tự luận. Để giải nhanh có thể viết luôn các phương trình hình chiếu mà không cần viết biểu thức véc tơ.

Ví  dụ 2: Một chất điểm khối lượng m = 100g trượt đều xuống theo một mặt phẳng nghiêng góc \(\alpha = {30^0}\)  so với phương ngang. Lấy \(g = 10m/{s^2}\) . Tìm hệ số ma sát trượt.                                     

A. 1,73                                 B. 0,87                             

C. 1,15                                 D. 0,58

Lời giải:

Vật trượt đều nên các thành phần lực song song với mặt phẳng nghiêng cân bằng nhau:  

\(P\sin \alpha = {F_{smt}} \Rightarrow mg\sin \alpha = {\mu _t}N\)

với   \(N = Pcos\alpha = mgcos\alpha \)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow mg\sin \alpha = {\mu _t}mgcos\alpha \\ \to {\mu _t} = \tan \alpha \approx 0,58 \end{array}\)

Đáp án D.

Ví dụ 3: Khi đẩy một ván trượt bằng một lực \({F_1} = 20N\)  theo phương ngang thì nó chuyển động thẳng đều. Nếu chất lên ván một hòn đá nặng 20kg thì để nó trượt đều phải tác dụng lực \({F_2} = 60N\) theo phương ngang. Tìm hệ số ma sát trượt giữa tấm ván và mặt sàn.

A. 0,25                                 B. 0,2                               

C. 0,1                                   D. 0,15

Lời giải:

Đặt m là khối lượng tấm ván, \( \Delta m\) là khối lượng hòn đá. Do cả hai trường hợp đều trượt nên ta có:

\(\begin{array}{l} \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{F_1} = \mu mg\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\ {{F_2} = \mu \left( {m + \Delta m} \right)g} \end{array}} \right.\\ \Rightarrow {F_2} - {F_1} = \mu \Delta mg\\ \to \mu = \frac{{{F_2} - {F_1}}}{{\Delta mg}} = 0,2 \end{array}\)

Đáp án B.

Ví dụ 4: Một người dùng dây kéo một vật có khối lượng m = 10kg trượt đều trên sàn nhà nằm ngang. Dây kéo nghiêng một góc \(\alpha = {30^0}\) so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt là \(\mu = 0,2\) ; lấy \(g = 10m/{s^2}\) . Xác định độ lớn của lực kéo.                               

A. 29,7 N.                            B. 14,6 N.                        

C. 73,3 N.                            D. 20,7 N.

Lời giải:

Vật trượt đều nên:  

\({\vec F_k} + \vec P + \vec N + {\vec F_{mst}} = \vec 0\)

Chiếu lên Oy:  

\(\begin{array}{l} {F_k}\sin \alpha + N - P = 0\\ \to N = mg - {F_k}\sin \alpha \end{array}\)

Chiếu lên Ox:

\(\begin{array}{l} {F_k}cos\alpha - {F_{mst}} = 0\\ \to {F_k}cos\alpha = \mu \left( {mg - {F_k}\sin \alpha } \right)\\ \to {F_k} = \frac{{\mu mg}}{{cos\alpha + \mu \sin \alpha }} \approx 20,7N. \end{array}\)

Đáp án D.

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Các bài tập minh họa về Lực ma sát có đáp án chi tiết năm học 2019-2020. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Chuyên đề phương pháp giải bài tập Chuyển động thẳng đều môn Vật lý 10

• Bài tập Xác định vận tốc trung bình. Xác định các giá trị trong chuyển động thẳng đều

• Phương trình chuyển động và Đồ thị toạ độ - thời gian của Chuyển động thẳng đều

​Chúc các em học tập tốt !