Конспект уроку на тему: "Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Тертя в природі та техніці."

Урок № 38

Тема: Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Тертя в природі та техніці.

Мета:

навчальна: з’ясувати причини виникнення тертя, види сил тертя, визначити напрямок сили тертя, з’ясувати від чого вона залежить (не залежить), які існують засоби її збільшення і зменшення та корисні і шкідливі сторони сил тертя.

розвивальна: продовжити формувати вміння працювати з фізичними приладами, удосконалювати навички вимірювання сил, розвивати інтелектуальні та творчі здібності під час  дослідницької роботи,вміння робити висновки, виділяти головне;

виховна: створити умови для розвитку пізнавального інтересу; виховувати такі якості, як самостійність, активність, наполегливість, вміння застосовувати знання в повсякденному житті.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання уроку: підручник, комп’ютерна презентація «Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Тертя в природі та техніці», динамометр, набір важків, скло, дерев’яний брусок, картки з експериментальними завданнями, картки з перевірочними завданнями, картки із задачами на домашнє завдання.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Привітання вчителя з учнями, перевірка готовності учнів до уроку, перевірка присутніх учнів на уроці.

ІІ. Повторення та перевірка знань учнів.

   Учні виконують тестові завдання на запропонованих карточках із завданнями на 2 варіанта.

Карточка № 1.

1. Якою буквою позначають вагу тіла:

а) Р в) m

б) F_тяж. г) g

2. У якому випадку правильно графічно зображена сила тяжіння?

а)   в)  F_тяж.

 F_тяж.

б)  г)

 F_тяж.  F_тяж.

 

3. Яке із тверджень є правильним:

а) сила тяжіння залежить від маси тіла;

б) коефіцієнт прискорення вільного падіння становить 9,8 Н/кг;

в) сила тяжіння для всіх тіл є однаковою;

г) вага тіла обчислюється за формулою Р = mg

4. Дайте відповіді на питання:

а) Чому на гору везти візок важче, ніж з гори?

б) Якщо маса води у відрі зменшилася у 3 рази, то як змінилася вага води?

 

Карточка № 2.

1. Якою буквою позначають силу тяжіння:

а) Р в) m

б) F_тяж.   г) g

2. У якому випадку правильно графічно зображена вага тіла?

а)  в)

 

  Р Р

б)   г)

 

 Р Р

3. Яке із тверджень є правильним:

а) вага тіла є тотожним поняттям маси тіла;

б) вага тіла і сила тяжіння відрізняються своєю природою і точкою прикладання;

в) якщо вага тіла дорівнює нулю, то воно перебуває у стані невагомості

г) сила тяжіння обчислюється у Ньютонах.

4. Дайте відповіді на питання:

а) Що сильніше притягує: Земля яблуко, чи яблуко Землю?

б) Якщо ми сидимо на стільці, а ноги лежать на підлозі, то чи прикладена наша вага до підлоги?

 

№ завдання		Варіант № 1	Варіант № 2
1		а	б
2		а	б
3		а,б,г	б,в,г
4	а	При русі нагору треба перемагати силу тяжіння, а при русі вниз сила тяжіння допомагає.	Сила притягання буде однаковою
	б	Вага води зменшилася у три рази.	Наша вага частково прикладена до підлоги, тому що частина ваги прикладена до стільця

Після виконання  учнями завдань, проводять взаємоперевірку, використовуючи таблицю відповідей.

 

ІІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

Вчитель задає учням перелік питань у вигляді фронтального опитування.

• Що таке сила, як вона зображується у фізиці?
• Які сили ми вивчили на попередніх уроках?
• Яким символом позначається сила?
• Які одиниці вимірювання сили?
• Як називається прилад для вимірювання сили?

IV. Мотивація навчальної діяльності

Вчитель проводить бесіду: Сьогодні на уроці ми поговоримо з вами про досить поширене й надзвичайно різноманітне за своєю природою фізичне явище, відоме в науці й техніці. Воно супроводжує нас на кожному кроці й тому стало таким звичним і непомітним. Воно ніколи не проявляє себе самостійно. Це супутник багатьох оточуючих нас явищ і насамперед такого важливого, як рух тіл. Наше існування так чи інакше пов’язане з рухом по землі, в повітрі й у воді. Тому це явище присутнє всюди, накладаючи свій особливий відбиток на все й відіграючи при цьому інколи корисну, а інколи шкідливу роль. Сила тертя є завжди. З тертям ми стикаємося на кожному кроці. Точніше було б сказати, що без тертя ми і кроку ступити не можемо. Два найголовніших винаходи людини – колесо і добування вогню — пов’язані саме із прагненням зменшити та збільшити тертя. Отже, тема нашого сьогоднішнього уроку буде – «Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Тертя в природі та техніці».

V. Повідомлення теми, мети та завдань уроку.

Учні записують в зошиті тему уроку та план вивчення.

Тема: «Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Тертя в природі та техніці»

План:

1. Тертя. Сила тертя. Причини виникнення сили тертя.
2. Види сили тертя.
3. Коефіцієнт тертя ковзання.
4. Тертя в природі та техніці.
5. Способи збільшення, або зменшення сили тертя.

VІ. Вивчення нового матеріалу.

Вчитель пояснює новий матеріал, учні за вказівкою вчителя записують основні моменти.

Питанням виникнення сили тертя люди цікавилися дуже давно. Вивченням причин тертя і природи цього явища займались у різні часи та епохи видатні вчені: Аристотель, Леонардо да Вінчі, Галілей, Ньютон, Ейлер, Кулон.

Отже, сила, яка виникає під час руху одного тіла по поверхні іншого, прикладена до рухомого тіла і напрямлена в протилежний бік, називається силою тертя. На рисунках для скорочення домовились позначати силу тертя – F_тер.

Силу тертя обчислюють за формулою:

F_тер.= µN

де, F_тер. – сила тертя (обчисляється в Ньютонах Н)

µ – коефіцієнт пропорційності

N – сила реакції опори

У фізиці точкою прикладання сили тертя і її напрям до тіла зображують так:

F_тер. υ

 

Однією із причин виникнення сили тертя є нерівність поверхонь тіл, що дотикаються під час руху.

Коли цих нерівностей немає, гладенькі поверхні можна зблизити на відстань, на якій починають діяти сили притягання між молекулами, що заважає рухові. Це ще одна причина виникнення тертя.

Сила тертя залежить від швидкості руху двох тіл відносно одне одного, та від ваги тіла.

 

Існують такі різновиди сили тертя:

• тертя спокою
• тертя ковзання
• тертя кочення

Сила тертя спокою – це сила тертя, яка з’являється між поверхнями нерухомих тіл, які дотикаються, при спробі зрушити одне з них з місця.

Графічно силу тертя спокою можна зобразити так:

 N

 υ

F_тер.

Прикладом сили тертя спокою може бути коли ми хочемо зрушити з місця шафу, а також автомобіль, який стоїть на похилій дорозі.

Демонстрація вчителя

Вчитель демонструє брусок на похилій площині у стані спокою. Питання до учнів:

 Що утримує брусок на похилій площині, щоб він не зісковзував?

Учням пропонується виконати експериментальне завдання на окремих карточках.

 

Експериментальне завдання № 1 Дослідження залежності (не залежності) сили тертя від площі контакту тіл.

Прилади і матеріали: дерев’яний брусок з різними бічними гранями, динамометр.

Порядок виконання роботи:

1. Покладіть дерев’яний брусок на велику грань і, зачепивши його динамометром, рівномірно переміщайте брусок по дерев’яній поверхні.

2. Потім покладіть брусок на меншу грань і виконайте те ж саме. При цьому кожен раз відзначайте показання динамометра.

Отримані результати занесіть в таблицю:

Сила тертя спокою
Велика грань бруска
Мала грань бруска

Висновки: (учні роблять висновки про залежність сили тертя від площі контакту тіл)

Сила тертя ковзання – це сила тертя, яка виникає при ковзанні одного тіла по поверхні іншого.

Таке тертя виникає під час ковзання лиж, саней, ковзанів по снігу або льоду. Сила тертя ковзання залежить від навантаження і роду поверхонь які дотикаються.

Учням пропонується виконати експериментальне завдання у групах на окремих карточках.

Експериментальне завдання № 2 Вивчення залежності сили тертя ковзання від навантаження.

Прилади і матеріали: динамометр, лінійка, дерев’яний брусок, набір вантажів.

Порядок виконання роботи:

1. Покладіть брусок широкої межею на лінійку, а на нього — вантаж. Виміряйте силу тертя ковзання бруску.

Для цього переміщайте брусок з вантажем рівномірно за допомогою динамометра. Результат вимірювання сили тертя ковзання внесіть в таблицю.

2. Покладіть на брусок другий вантаж і знову виміряйте силу тертя ковзання бруску. Результат вимірювання сили внесіть в таблицю. Порівняйте отримані дані.

3. Покладіть на брусок третій вантаж і знову виміряйте силу тертя ковзання бруску. Результат вимірювання сили внесіть в таблицю.

Порівняйте отримані дані.

Сила тертя ковзання
Із 1 вантажем
Із 2 вантажами
Із 3 вантажами

Висновки: (учні роблять висновки про залежність сили тертя від навантаження)

 

Експериментальне завдання № 3 Вивчення залежності сили тертя ковзання від роду поверхонь, які дотикаються.

Прилади і матеріали: динамометр, лінійка, дерев’яний брусок, набір вантажів з двома гачками, шматок скла.

Порядок виконання роботи:

1. Виміряйте силу тертя ковзання бруску з двома вантажами:

а) по поверхні столу;

б) по поверхні скла.

Для цього переміщайте брусок з вантажами рівномірно за допомогою динамометра. Результат вимірювань сили тертя ковзання запишіть в таблицю.

Сила тертя ковзання
Дерева по дереву
Дерева по склу

Висновки: (учні роблять висновки про залежність сили тертя від роду поверхонь, що дотикаються)

Сила тертя кочення – це сила, яка виникає, коли одне тіло котиться по поверхні іншого.

Таке тертя виникає під час кочення коліс автомобіля, велосипеда, вагона поїзда, м’яча по дорозі тощо.

Експериментальне завдання № 4 Порівняння сил тертя спокою, ковзання і кочення.

Прилади і матеріали: динамометр, дерев’яний брусок, набір вантажів з двома гачками, олівці круглі — 2 шт.

Порядок виконання роботи:

1. Виміряйте максимальну силу тертя спокою бруску по столу. Для цього покладіть брусок на стіл, а на брусок — два вантажу. До бруску зачепіть динамометр і приведіть брусок з вантажами в рух.

Запишіть показання динамометра, відповідне початку руху бруска, в 1 стовпчик.

2 . Виміряйте силу тертя ковзання бруску з вантажами по столу. Для цього переміщайте брусок з вантажами рівномірно по столу за допомогою динамометра. Результат вимірювання сили тертя ковзання запишіть у 2 стовпчик.

3. Виміряйте силу тертя кочення бруску по столу. Для цього покладіть брусок з двома вантажами на два круглих олівця і перетягніть рівномірно брусок по столу за допомогою динамометра.

Результат вимірювання сили тертя кочення запишіть у 3 стовпчик.

Порівняльна характеристика сил тертя
Тертя спокою	Тертя ковзання	Тертя кочення

Висновки: (учні роблять висновки про силу тяги, яку необхідно докласти при різних видах тертя)

 

Коефіцієнт пропорційності μ називається коефіцієнтом тертя ковзання. Він залежить від якості обробки поверхонь, від речовин тіл і швидкості їх руху.

Коефіцієнт тертя визначається експериментально. Наприклад,

Матеріали	Коефіцієнт тертя
Сталь по льоду	0,02
Сталь по сталі	0,20
Дерево по дереву	0,25
Шкіра по чавуну	0,56
Гума по бетону	0,75

 

 

 

Відносно великий коефіцієнт тертя між гумою й бетоном сприяє безпечному руху автомобілів. Восени, коли мокре листя покриває дорогу і коефіцієнт тертя між колесами та дорогою значно зменшується, рух стає досить небезпечним.

 

Значення тертя.

Тертя може бути корисним і шкідливим.

«Корисне тертя» :

- завдяки тертю рухаються транспорт, люди та тварини;

- завдяки тертю предмети не вислизають з рук;

Отже, постає питання: як же збільшити силу тертя? Відповідь є досить простою: зробити поверхні більш шорсткими (наприклад дорогу посипають піском)

«Шкідливе тертя»:

У всіх машинах частина підведеної до них енергії витрачається на подолання сили тертя, в результаті чого всі тертьові поверхні нагріваються. Тоді виникає необхідність зменшити силу тертя. Зменшення тертя в основному досягається змащуванням і заміною тертя ковзання тертям кочення (використання підшипників у механізмах).

 

 

 

VІІ. Закріплення вивченого матеріалу.

Вчитель проводить методом фронтального опитування, задаючи учням даний перелік запитань.

1. Що таке сила тертя, як вона виникає?
2. Які є різновиди сили тертя, чим вони відрізняються один від одного?
3. За якою формулою обчислюють силу тертя?
4. Що таке коефіцієнт тертя, як він позначається?
5. Яку роль відіграє сила тертя у нашому повсякденному житті?
6. Якими способами можна збільшити або зменшити силу тертя?

VІІІ. Підсумок уроку. Рефлексія.

Вчитель пропонує учням переглянути відеофільм «Сила тертя» із сайту: www.youtube.com

ІХ. Домашнє завдання.

Розв’язати задачі. Вчитель роздає учням заздалегідь підготовані карточки із задачами.

1. Обчислити силу, з якою потрібно штовхати дерев'яний брусок масою 20 кг. По дерев'яні підлозі (μ = 0,25), щоб він рухався зі сталою швидкістю.
2. Парашутист, маса якого 70 кг, рівномірно рухається. Чому дорівнює сила опору повітря, яка діє на парашутиста?