Урок "Измерение силы трения"

Учитель физики

 МБОУ – СОШ  села Кормежка

 Балаковского района  Саратовской области

Контактный телефон 8-927-161-33-19

Лабораторная работа "Измерение силы трения скольжения», 8 класс

Раздел: Преподавание физики.

"Без сомнения, всё наше

знание начинается с опыта"

Кант Иммануил

                                                                                              немецкий философ,1784-1804гг.

Цели:

Измерить силу трения скольжения, исследовать экспериментально зависимость силы трения скольжения и коэффициента от веса тела, площади трущихся поверхностей, от состояния этих поверхностей, сравнить виды трения;

Развивать навыки самостоятельной индивидуальной работы и работы в группе, умение сравнивать, наблюдать;

Воспитывать самостоятельность делать выводы, подходить творчески к выполнению эксперимента, повысить познавательный интерес к науке.

Задачи:

Проверять теоретические предположения экспериментально, рассчитывать µ;

Развивать умение логически мыслить, сопоставлять, сравнивать, самостоятельно делать выводы;

Проявлять инициативу, активность, самостоятельность, творческий интерес.

Оборудование:

 динамометры, бруски, набор грузов, линейка масштабная, лист жести, бумага, полоска стекла, полоска наждачной бумаги, деревянная полоска, трибометр, круглые карандаши.

План урока

Ход урока.

1. Организационный момент. Мотивация. (Приветствие, отметка отсутствующих, сообщение темы, целей урока, прочтение эпиграфа)

       Тема сегодняшнего урока чрезвычайна важна и интересна. Сила трения - важнейший фактор, который необходимо учитывать при разработке машин, механизмов и технологии производства.

Сегодня вы - мои коллеги, физики - экспериментаторы, исследователи Fтр. скольжения и определение µ скольжения. Именно этой работе посвящена наша научная работа. Процесс научного творчества состоит из звеньев (читаю на доске):

Исходные факты

↓

Гипотеза

↓

Следствия

↓

Эксперимент

↓

Исходные факты

Все это звенья процесса научного познания, и мы сегодня вместе в таком процессе поучаствуем.

              (Демонстрирую движение бруска по столу с динамометром)

2. Актуализация знаний.

3. Исходные факты

     Итак, сила трения -  качественно другая сила в отличии от Fт., Fупр., с действием которой мы часто встречаемся  в нашей повседневной жизни, а сегодня мы познакомимся с законами трения, такого важно необходимого явления.

Наша цель - измерить Fтр . ск.- одного из видов трения, определить µ скольжения, выяснить от чего зависит Fтр.

1500 г.

Великий итальянский художник, скульптор, ученый Леонардо да Винчи проводил странные опыты, чем удивлял своих учеников: он таскал по полу то плотно свитую веревку, то ту же веревку во всю длину. Его интересовал вопрос: зависит ли Fтр. ск. от величины площади соприкасающихся поверхностей? Механики того времени были убеждены, что чем больше площадь касания, тем больше сила трения. Они рассуждали так: чем больше точек касания, тем больше Fтр.  Леонардо да Винчи усомнился, и стал проводить опыты, и получил потрясающий вывод: Fтр. ск. не зависит от площади соприкасающихся тел.

1699 г.

Французский ученый Амонтон в результате своих опытов подтвердил неожиданный вывод Леонардо да Винчи, но считал, что Fтр. ск.  зависит от скорости движения тел.

В течение 18 и 19 веков насчитывалось до 300 исследований на эту тему. Их авторы соглашались в том, что Fтр. пропорциональна силе реакции опоры, т.е. силе нормального давления, действующей на соприкасающиеся тела, но вызывал недоумение, что Fтр. не зависит от площади трущихся тел.

1748г.

Действительный член Российской Академии Наук Э.Эйлер опубликовал свои ответы, что Fтр. зависит от N, v, от шероховатости трущихся поверхностей.

1779г.

В связи с внедрением машин и механизмов в производство назрела острая необходимость в более глубоком изучении этого явления. Выдающийся французский ученый Кулон занялся  этим вопросом и потратил 2 года. Он ставил опыты на судостроительной верфи в одном из портов Франции. Там он нашел те практические производственный условия и получил утвердительные ответы.

Но спор между учеными продолжается  и по сей день.

Группой ученых при АН института химической физики открыто  явление аномального низкого трения, т. е. резкое уменьшение Fтр. при уменьшении давления и облучения трущихся поверхностей гамма-лучами. Очевидно этот эффект найдет особенно большое применение в космосе, но нас интересует, что это за явление, о котором спор продолжается и сейчас.

4. Выдвижение гипотез и следствия. (На доске записано):

5. Эксперимент (лабораторная работа)

Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: "Один опыт я ставлю выше, чем тысяча мнений, рожденных только воображением". Поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы.

(На столах лежат приборы и все необходимое для проверки и проведения лабораторной работы).

Образцы  карточек - памяток № 1-4, в которых дети будут записывать результаты, прилагается. По ходу работы по карточкам учитель записывает результаты на доске с комментариями:

           Таким образом, мы подтверждаем наши гипотезы и опыты ученых.

В практике очень часто применяется еще один метод определения µ по измерению

 tg α наклона, при котором тело соскальзывает по наклонной плоскости. Это задание дается на дом для 2 учеников, которые на следующем уроке нам расскажут о своих результатах.

6. Итоги (исходные факты).

   Итак, сила трения является функцией скорости взаимодействующих тел, т.к. Fтр.ск. направлена по поверхности соприкосновения в сторону противоположную относительной скорости движения, что делает ее отличной от сил тяготения и упругости.

(Выставляю оценки за урок с комментариями -5 чел ), а за лабораторную работу оценки выставлю на следующем уроке.

7. Домашнее задание:  повторить § 7-9, доп. задание для желающих.

Ребята! Толпы избегай!

Открой для немногих душу -

Меж многих легко застрять,

Как в песке сыпучем.

(древнегреческий. философ  Ибн ар Руми)

Вы согласны с ним?!

Молодцы! Спасибо за урок!

Приложение

Карточка - памятка № 1

Сравнение силы  трения покоя (Fтр. пок.), силы трения скольжения (Fтр.ск.),

силы трения качения (Fтр. кач.)

Оборудование: динамометр, брусок, 2 круглых карандаша

До тех пор, пока приложенная сила меньше силы трения покоя, она компенсируется силой трения покоя, и брусок остается неподвижным. Как только приложенная сила равна силе трения покоя, брусок сдвигается и Fтр. покоя переходит в Fтр.ск.

Выводы: 1. Самая наименьшая Fтр.? -

                2. Самая наибольшая Fтр. ? -      

Карточка - памятка № 2

Измерение силы трения скольжения и определение коэффициента трения.

 Оборудование: брусок, динамометр, набор грузов, разные поверхности

1. Определить вес (Р) бруска.

2. Положить брусок на горизонтально расположенную поверхность, на брусок поместите груз.

3. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните вдоль трущейся поверхности. При равномерном движении сила упругости динамометра, действующая на брусок, будет уравновешиваться действующей назад силой трения скольжения, измерим эту силу (Fтр.)

4. Повторить опыт, поместив на брусок 2, а затем 3 груза.

5. Полученные данные занесем в таблицу:

1. Как Fтр. ск. зависит от веса (Р) тела?

2. Зависит ли от веса (Р) тела коэффициент трения скольжения  (µ)?

Приложение

Карточка - памятка № 3

Зависимость Fтр. от  материала и качества обработки трущихся поверхностей.

Оборудование: динамометр, брусок ,разные поверхности.

1.Определить Fтр. ск. по разным поверхностям и результаты занести в таблицу:

Вывод: Как зависит сила трения скольжения и µ от состояния трущихся поверхностей? -

Карточка - памятка № 4

Зависимость силы трения скольжения от площади соприкасающихся поверхностей

Оборудование: динамометр, брусок.

Вывод: Как зависит Fтр. ск. и  µ от площади соприкасающихся поверхностей? –

Литература

1. Громов А.В., Родина Н.А. Физика - 8 кл. М., "Просвещение" 2005г.

2. Под редакцией В.Г. Разумовского и Л.С.Хижняковой «Современный урок физики» М. «Просвещение» 1998г.»

3. «Структура урока. Структурный анализ урока», Саратов 2003г.

4. "Поурочные планы по физике в 8 классе"