Cho các dụng cụ sau: - 01 vật nặng hình hộp; - 01 tấm gỗ phẳng; - 01 cái thước thẳng. Hãy

Câu hỏi số 696570:

Vận dụng cao

Cho các dụng cụ sau:

- 01 vật nặng hình hộp;

- 01 tấm gỗ phẳng;

- 01 cái thước thẳng.

Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để xác định hệ số ma sát giữa vật và tấm gỗ.

Xem lời giải

Câu hỏi:696570

Phương pháp giải

Độ lớn của lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu N\)

Giải chi tiết

Cơ sở lý thuyết:

Áp dụng công thức định luật II Newton, ta có:

\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m\overrightarrow a \,\,\left( * \right)\)

Chiếu (*) lên trục Oy, ta có:

\( - P\cos \alpha + N = 0 \Rightarrow N = P\cos \alpha \)

Độ lớn của lực ma sát là:

\({F_{ms}} = \mu N = \mu P\cos \alpha \)

Chiếu (*) lên trục Ox, ta có:

\( - P\sin \alpha + {F_{ms}} = ma\)

Vật bắt đầu trượt trên mặt phẳng nghiêng, ta có:

\(\begin{array}{l} - P\sin \alpha + {F_{ms}} = 0\\ \Rightarrow - P\sin \alpha + \mu P\cos \alpha = 0\\ \Rightarrow \mu = \tan \alpha \end{array}\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}\sin \alpha = \dfrac{h}{l} \Rightarrow \cos \alpha = \sqrt {1 - {{\sin }^2}\alpha } = \sqrt {1 - {{\left( {\dfrac{h}{l}} \right)}^2}} = \dfrac{{\sqrt {{l^2} - {h^2}} }}{l}\\ \Rightarrow \mu = \tan \alpha = \dfrac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = \dfrac{{\dfrac{h}{l}}}{{\dfrac{{\sqrt {{l^2} - {h^2}} }}{l}}} = \dfrac{h}{{\sqrt {{l^2} - {h^2}} }}\end{array}\)

Cách làm:

+ Đặt vật lên tấm gỗ, nhấc một đầu tấm gỗ lên cao dần sao cho tấm gỗ bị nghiêng so với mặt phẳng ngang, đến khi vật bắt đầu chuyển động.

+ Dùng thước đo chiều dài l của tấm gỗ, chiều cao của đầu bị nâng h của tấm gỗ, hệ số ma sát giữa vật và tấm gỗ được xác định bởi biểu thức: \(\mu = \dfrac{h}{{\sqrt {{l^2} - {h^2}} }}\)

Tham Gia Group 2K10 Ôn Thi Vào Lớp 10 Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 & lộ trình Up 10! trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách (Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều), theo lộ trình 3: Nền Tảng, Luyện Thi, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.