конспект урока по теме: "Сила трения. Трение в природе и технике"
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Тема урока:          Сила трения. Трение в природе и технике.

Цели урока:

образовательные: - познакомить учащихся с силой трения;

                                  - закрепить полученные знания о силах в природе;

                                  - формировать умение планировать и проводить физические опыты,

                                  объяснять физические явления.

воспитательные: - воспитывать интерес у  учащихся практическому познанию явлений  

                                окружающего нас мира;

                                - воспитывать осознание материальности мира, причинно –

                                следственных связей между явлениями, обусловленность развития

                                науки потребностями производства;

                                - содействовать эстетическому воспитанию школьников.

развивающие:      - развивать мышление, память, внимание;

                                - развивать умение, анализировать, сравнивать, обобщать;

                                - развивать умение, преодолевать трудности в обучении.

оборудование: динамометр, лист гладкой и наждачной бумаги, брусок деревянный, грузы    

                           из механики по 100 г (2 шт.), листы –задания по группам;

План урока:

Ход урока:

Здравствуйте!

Кто сегодня отсутствует?

У вас сегодня есть урок физкультуры? Есть! Вы приготовили лыжи? Смазали их?

Вы, наверное,  знаете, что в Красногорске в эту субботу прошли детские лыжные соревнования. Вот на этих соревнованиях некоторые родители смазывали детские лыжи… Для чего лыжи смазывать?

Ребята на протяжении нескольких недель мы с вами изучали тему: "Взаимодействия тел”, где рассматривали многообразие сил, которые помогают нам в жизни. На сегодняшнем уроке мы разберем такую знакомую, но таинственную силу – силу трения. (см. слайд 1).

Запишите число, тему урока в тетрадях, а в дневниках – домашнее задание (записать на доске § 32,33).

Но с начало необходимо повторить некоторые вопросы, изученные нами на прошлых уроках, не зная которые, новую тему не понять, не усвоить. Ответьте на вопросы: (см. слайд 2)

С явлением трения и силой трения мы знакомы с детства. Первые исследования силы трения были проведены великим итальянским ученым Леонардо да Винчи более 400 лет назад, но эти работы не были опубликованы. Законы сухого трения были описаны французскими учеными Гильомом Амонтоном и Шарлем Кулоном (см. слайд 3).

Проделаем опыт (демонстрация): на наклонную плоскость ставим брусок. Что удерживает его на плоскости? Вот еще несколько примеров из жизни: (см. слайд 4).

Так  что же такое трение?

Варианты ответа: сопротивление движению, механическое сопротивление движению.

На столе лежит деревянный брусок. Толкнем его и пронаблюдаем за его движением. Что вы можете сказать о скорости тела? Как она изменялась в опытах?

Какая сила возникает? В результате чего она возникает?

Выводы: Трение возникает при соприкосновении поверхностей взаимодействующих тел.

     Правильно, при соприкосновении одного тела с другим возникает      взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называют трением. А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения. Сила трения – это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого.

Она обозначается Fтр.  (см. слайд 5).

От чего зависит результат действия силы? Ответ: от модуля, направления и точки приложения. Выясним как приложена и как направлена сила трения (см. слайды 6 и 7).

Когда возникает трение? Каковы причины возникновения силы трения? На эти вопросы мы сможем ответить, по результатам опытов (самостоятельный эксперимент; напомнить о технике безопасности). Опыт: возьмите 2 стеклянные пластины, прижмите их друг к другу, а затем сдвиньте одну пластину относительно другой. Что вы наблюдаете? Почему пластины трудно сдвинуть?

Капните пипеткой на одну пластину 2-3 капельки воды и повторите опыт. Почему стало еще труднее сдвигать пластины?

Опыт: возьмите 2 кусочка наждачной бумаги и лупу. Рассмотрите поверхность этих тел. Сложите их и попробуйте сдвинуть относительно друг друга.

Назовите причины возникновения трения. После прослушивания ответов (см. слайд 8).

Выводы:

•        шероховатость поверхности.

•        Молекулярное взаимодействие (по основным законам МКТ).

Учитель: Можно выделить три вида сил трения: (см. слайды 9, 10, 11).

1. Трения покоя (для того чтобы сдвинуть с места любое тело, необходимо приложить какую-либо силу)Трения скольжения (санки)

2. Трения скольжения (санки)

3. Трения качения (колёса)

Осталось выяснить, от чего зависит сила трения? И какое трение больше: трение покоя, трение скольжения, трение качения).

Давайте разобьемся на группы и выясним это. Вспомним, с помощью какого прибора можно измерить силу? Динамометра! (см. слайд 12). (Учащиеся получают карточки для групповой работы; напомнить о технике безопасности).

Работа в группах:

Группа 1. Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, карандаши круглые – 3 шт.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н_

2) Измерьте вес бруска с тремя грузами при помощи динамометра. Вес бруска с грузами равен_______Н_

3) Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Для этого положите брусок на стол, а на брусок – три груза. К бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение. Каковы показания динамометра, при начале движения бруска___________Н

4) Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы_________Н

5) Измерьте силу трения качения бруска по столу. Для этого положите брусок с двумя грузами на три круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы_______Н

Ответьте на контрольный вопрос: какая сила больше:

вес тела или максимальная сила трения покоя? максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения? сила трения скольжения или сила трения качения?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 2. Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, трибометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, лист бумаги, лист наждачной бумаги.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н

2) Измерьте силу трения скольжения бруска с тремя грузами:

а) по поверхности линейки трибометра.

б) по гладкой бумаге.

в) по наждачной бумаге.

Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи динамометра. Результат измерений силы трения скольжения запишите в таблицу.

Ответьте на контрольные вопросы:

Зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей? от шероховатости трущихся поверхностей?

Какими способами можно увеличить и уменьшить силу трения скольжения?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 3. Изучение зависимости силы трения скольжения от давления. независимости от площади трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, трибометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_________Н

2) Положите на линейку трибометра брусок большой гранью, а на него – груз. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи динамометра. Сила трения скольжения равна________Н

3) Положите на брусок второй груз, и снова измерьте силу трения скольжения бруска. Сила трения скольжения равна _________Н.

 4) Положите на брусок третий груз, и снова измерьте силу трения скольжения бруска. Сила трения скольжения равна _________Н.

Сравните полученные данные.

Ответьте на контрольные вопросы:

Зависит ли сила трения скольжения от силы давления, если зависит, то как?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 4. Изучение независимости силы трения от площади трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, трибометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_________Н

2) Положите на линейку трибометра брусок большой гранью, а на него – три груза. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи динамометра. Сила трения скольжения равна________Н.

3) Положите на линейку брусок меньшей гранью, поставьте на него опять три груза и снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке. Сила трения равна________Н.

Сравните его с результатом, полученным при выполнении пункта 2.

Ответьте на контрольные вопрос:

Зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей при постоянной силе давления?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Обсуждение результатов работы в группах.

Каждая группа докладывает о проведенном эксперименте по следующему плану:

цель экспериментальной работы;

порядок выполнения работы;

полученные результаты, выводы.

От чего зависит сила трения?

Сила трения зависит:

- от силы тяжести, действующей на движущееся тело;

- от материала, из которого изготовлены тела и от качества их обработки;

- вида трения;

- не зависит площади трущихся поверхностей. (см. слайд 13 и 14).

Физкультминутка. Встали. Потерли руки одна об другую. Что чувствуем? Нагреваются! Что происходит с молекулами при нагревании? Молекулы движутся быстрее! Шагаем! Быстро! Медленно! Сморим друг на друга, чтобы ответить на еще один вопрос! Как направлена сила трения при ходьбе? Сели!

Раздать листочки с картинками. Укажите на рисунках направление силы трения при ходьбе.

Сравним ответы. Правильный ответ: в сторону движения человека, так как при этом стопа движется назад.

Мешает нам сила трения ходить или помогает? Вредная она ли полезная? Слушаем варианты ответов учащихся.

Благодаря наличию в природе силы трения возможна жизнь в том виде, в каком она существует на Земле. Но вместе с тем, трение изнашивает машины и подошвы нашей обуви, двигатели автомобилей, самолетов, паровозов. Они все работают против трения (сухого и жидкого), на это тратится огромное количество различных видов горючего. Трение в одних условиях полезно , а в других вредно. Следовательно, надо умело использовать силы трения. Когда в повседневной жизни, в производстве, в технике, на транспорте трение нам необходимо, нужно увеличивать его. Когда трение мешает, вызывает расход энергии и материалов, необходимо уменьшать его. Так люди поступают с незапамятных времен. Но, чтобы подчинить себе трение нужно знать, как можно увеличивать и уменьшать трение. (см. слайды 16-19)

Жизненный опыт подсказывает нам, что трение очень важно в нашей жизни и играет как положительную, так и отрицательную роль (учащиеся помогают приводить примеры).

Наше отношение к трению противоречиво: с одной стороны – ведется борьба: трущиеся поверхности машин шлифуются, простые подшипники скольжения заменяются шариковыми или роликовыми, применяется обильная смазка, создаются смазочные материалы.

С другой стороны—если бы трение исчезло? Трение помогает при ходьбе, не могли бы тронуться без трения поезда, машины.

Нужно ли избавляться от трения?

При отсутствии трения гвозди, винты выскальзывали бы из стен, не могли бы удержать в руках ни одну вещь, вихрь никогда не прекратился, звуки не умолкали.

Мудрость и жизненный опыт любой народ заключает в поговорки. Например:

•        не подмажешь, не поедешь;

•        пошло дело как по маслу;

•        угря в руках не удержишь;

•        что кругло – легко катится;

•        лыжи скользят по погоде;

•        из навощенной нити сеть не сплетешь;

•        колодезная веревка сруб перетирает;

•        ржавый плуг только на пахоте очищается;

•        ловкий человек и на дынной корке не поскользнется;

•        нет такого человека, который бы хоть раз не поскользнулся на льду.

Как же можно использовать изученное явление в жизни и как они используются в природе? Приведите свои примеры.

Сообщение учащегося.

При необходимости, дополнения учителя (см. слайд 20)

Повторим, пройденное на уроке (см. слайд 21):

Учащиеся выполняют (индивидуально, дифференцировано) задание.

1 тип (*)

1. Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна  

сила сопротивления воздуха?

     А. 700 Н. Б. 0 Н. В. 70 Н.

2. В чем различия между силой тяжести и весом тела?

     3. С какой силой растянута пружина, к которой подвесили брусок из

         латуни объемом 0,5 м3? Плотность латуни 8500 кг/м3.

4. Мальчик массой 50 кг надел на плечи рюкзак массой 5 кг. С какой силой мальчик давит на пол?

2 тип (работа с учебником и записями в тетради).

1. Какая сила не позволяет сдвинуть с места тяжелый шкаф?

А. Силы трения скольжения. Б. Сила трения покоя. В. Сила тяжести.

2. При смазке трущихся поверхностей сила трения …

А. не изменяется. Б. увеличивается. В. уменьшается.

3. Как направлена сила трения, когда брусок движется по столу вправо?

А. Вправо. Б. Влево. В. Вертикально вниз.

4. В гололед тротуары посыпают песком. При этом трение подошв обуви о лед …

А. не изменяется. Б. уменьшается. В. увеличивается.

5. Под действием какой силы изменяется направление движения камня, брошенного горизонтально?

А. силы трения. Б. силы тяжести. В. силы упругости. Г. веса тела

Итоги урока (см. слайд 22):

Очень красочно о роли трения пишет французский физик Гильом

(см. слайд 23):

"Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий требовалось, чтобы удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся устранить его в машинах – и хорошо делают. В прикладной механике о трении говорится, как о крайне нежелательном явлении, и это правильно, однако лишь в узкой специальной области. Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и чернильница упадут на пол. Трение представляет настолько распространенное явление, что нам, за редким исключением, не приходится призывать его на помощь: оно является к нам само.

Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, куда их поставили. Блюда, стаканы, поставленные на стол, остаются неподвижными без особых забот с нашей стороны, если только дело не происходит на пароходе во время качки.

Вообразим, что трение может быть устранено совершенно. Тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинки, никогда не удержится одно на другом. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкой капли”.

Всем спасибо за урок!