Giáo án Bài 44. Lực ma sát

Huy động vốn hiểu biết của HS về ma sát trong đời sống và xác định vấn đề cần giải quyết trong bài.

GV đưa ra câu hỏi: Vì sao đi bộ trên nền gạch ướt mưa dễ bị trượt chân hơn trên nền khô? HS trả lời nhanh theo suy nghĩ cá nhân, sau đó ghi lại dự đoán vào vở.

Dự đoán ban đầu của HS, ví dụ: Nước làm nền trơn hơn nên đế giày ít bám hơn; khi nền khô, đế giày bám chặt hơn. Từ đó HS xác định nhiệm vụ: tìm hiểu ma sát nghỉ, ma sát trượt và điều chỉnh ma sát.

Phân biệt được ma sát nghỉ và ma sát trượt; nêu được đặc điểm của mỗi loại qua quan sát số liệu lực kế.

HS làm việc theo cặp đôi với mô phỏng 3D NeoEdu: đế giày cao su có rãnh nặng 5 N đặt trên nền gạch khô, kéo bằng lực kế 0 – 5 N. Các bước: (1) Kéo nhẹ, quan sát đế giày có đứng yên không và đọc số chỉ lực kế. (2) Tăng dần lực kéo, ghi lực kéo lúc đế giày bắt đầu trượt. (3) Kéo đều khi đế giày đã trượt, đọc số chỉ lực kế. Các câu hỏi GV đặt ra: Khi đế giày đứng yên, lực ma sát nghỉ có độ lớn so với lực kéo như thế nào? Khi đế giày trượt đều, lực kế chỉ bao nhiêu? Ma sát trượt xuất hiện khi nào? Nội dung ghi vào Phiếu học tập số 1.

Kết quả trên Phiếu học tập số 1: Kéo nhẹ, đế giày vẫn đứng yên, ma sát nghỉ cân bằng lực kéo. Khi lực kéo vượt 4 N thì đế giày trượt. Khi kéo đều, lực kế chỉ 3 N, đây là ma sát trượt. Kết luận HS rút ra: Ma sát trượt xuất hiện khi bề mặt vật trượt trên bề mặt khác; ma sát nghỉ cản trở xu hướng trượt tương đối khi vật chưa trượt.

Nêu được điều chỉnh ma sát là tăng hoặc giảm ma sát tùy mục đích; giải thích được ảnh hưởng của nước và dầu đến độ bám của đế giày.

HS tiếp tục dùng mô phỏng, thay đổi mặt nền: khô, ướt (lớp nước) hoặc dính dầu; giữ nguyên đế giày nặng 5 N và kéo bằng lực kế. Ghi lực kéo tại thời điểm đế giày bắt đầu trượt: nền ướt chỉ cần 1,8 N; nền dính dầu chỉ cần 0,8 N. Các câu hỏi GV đặt ra: So với nền khô, nền ướt và nền dính dầu làm đế giày trượt ở lực kéo lớn hơn hay nhỏ hơn? Nước và dầu ảnh hưởng đến độ bám như thế nào? Ma sát có lợi trong trường hợp nào, có hại trong trường hợp nào? Ghi vào Phiếu học tập số 2.

Kết quả trên Phiếu học tập số 2: Nền ướt chỉ cần lực kéo 1,8 N, nền dính dầu chỉ cần 0,8 N là đế giày đã trượt; nền khô phải kéo đến hơn 4 N mới trượt. Kết luận: nước và dầu làm giảm độ bám, ma sát không đủ cản trượt. Điều chỉnh ma sát là tăng hoặc giảm ma sát tùy mục đích: ma sát có lợi ở đế giày và phanh; ma sát có hại ở ổ trục nên cần giảm bằng ổ bi và dầu bôi trơn.

Củng cố khái niệm ma sát trượt, ma sát nghỉ, điều chỉnh ma sát; sửa quan niệm sai về ma sát.

HS làm nhanh các bài tập trắc nghiệm, ghép và nhận định sau:

1. Ma sát trượt có đặc điểm nào? A. chỉ có khi vật không tiếp xúc; B. luôn làm vật nóng lên tùy ý; C. xuất hiện khi bề mặt vật trượt trên bề mặt khác.
2. Ma sát nghỉ có đặc điểm nào? A. cản trở xu hướng trượt tương đối khi vật chưa trượt; B. chỉ xuất hiện sau khi trượt nhanh; C. luôn bằng không khi đứng yên.
3. Ghép: Ma sát trượt – xuất hiện khi bề mặt vật trượt trên bề mặt khác; Ma sát nghỉ – cản trở xu hướng trượt tương đối khi vật chưa trượt; Điều chỉnh ma sát – tăng hoặc giảm tùy mục đích sử dụng.
4. Nhận định “Ma sát luôn có hại nên phải giảm ở mọi nơi” là đúng hay sai? Vì sao?

Đáp án: Câu 1: C. Câu 2: A. Câu 3: ma sát trượt ghép với xuất hiện khi bề mặt vật trượt trên bề mặt khác; ma sát nghỉ ghép với cản trở xu hướng trượt tương đối khi vật chưa trượt; điều chỉnh ma sát ghép với tăng hoặc giảm tùy mục đích sử dụng. Câu 4: Sai, vì ma sát giúp đi bộ và phanh; cần xét mục đích: giảm ma sát ở ổ trục nhưng cần đủ ma sát ở chỗ bám.

Vận dụng kiến thức về ma sát để giải thích hai tình huống thực tế; đề xuất cách điều chỉnh ma sát phù hợp mục đích.

Tình huống 1: Vì sao đế giày đi trên nền ướt dễ trượt hơn nền khô? Tình huống 2: Vì sao bôi trơn ổ trục nhưng không bôi dầu lên mặt phanh? HS làm việc theo cặp đôi, trả lời bằng lập luận khoa học ngắn gọn (dữ kiện, quan hệ, kết luận) và nêu một lời khuyên an toàn khi đi bộ trên nền ướt. Nội dung ghi vào Phiếu học tập số 2 phần vận dụng.

Tình huống 1: Lớp nước làm giảm độ bám giữa đế và nền, ma sát không đủ cản trượt nên đế giày dễ trượt hơn nền khô. Lời khuyên: đi chậm, dùng đế phù hợp, tránh chạy. Tình huống 2: Ổ trục cần giảm ma sát để giảm mòn; phanh cần ma sát để hãm. Dầu trên mặt phanh làm giảm hiệu quả hãm, gây nguy hiểm nên không bôi dầu lên phanh.