Конспект уроку "Сила тертя"

 

План-конспект уроку фізики у 7 класі

Тема: Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання.

Мета: формувати в учнів знання про явище тертя, силу тертя. З’ясувати причини виникнення сили тертя; способи вимірювання сил тертя за допомогою динамометра; способи збільшення і зменшення сили тертя ковзання. Розкрити суть поняття «коефіцієнт тертя». Розвивати вміння працювати з приладами, аналізувати результати експериментів, робити висновки з отриманих експериментальних даних. Виховувати в учнів бажання пізнавати нове, невідоме; почуття відповідальності; вміння працювати в колективі та вміння висловлювати і відстоювати свою думку та прислухатися до думок інших.

Тип уроку: урок вивчення  нового навчального матеріалу.

Метод проведення: урок-дослідження.

Обладнання: листи білого паперу; фломастери; дерев’яні бруски; тягарці; динамометри; дві дощечки: одна – шліфована, а друга – ні.

Хід уроку

I. Організаційна частина.

Сьогодні на уроці я хочу, щоб ви Не просто слухали, а й чули. Не просто відповідали, а й міркували. Дружно і плідно працювали.

А під час роботи були уважними, активними, допитливими, сміливими і поважали думку один одного.

 II. Підготовка до сприйняття матеріалу. Актуалізація знань, умінь та чуттєвого досвіду. Фронтальне опитування:

Опитування теоретичного матеріалу у формі дидактичної гри «Доміно».

Старт. Яку силу називають силою тяжіння?

Сила тяжіння – це сила з якою Земля притягує до себе тіла, які перебувають  на їй або поблизу. Якою літерою позначають силу тяжіння?

Силу  тяжіння літерою позначають F.      У яких одиницях вимірюють силу тяжіння в системі СІ?

Силу  тяжіння в системі СІ вимірюють Н (Ньютонах) Чим характеризується сила?

Точкою прикладання, величиною, напрямком. Що є причиною падіння всіх тіл на Землю?

Причиною  падіння всіх тіл на Землю є сила тяжіння. Яка сила тяжіння діє на камінь масою 2,5 кг?

Сила тяжіння, що діє на камінь масою 2,5 кг дорівнює 25Н.  Які сили в природі ви знаєте?

Сила пружності, сила тяжіння, вага. Фініш.

2. Розв’язати задачі (робота в парах):                                     

а) Компсогнатус – один з найменших динозаврів. Довжина його 60 см, а важить він  всього 4 кг. Яка вага цього динозавра? Назвіть фізичну помилку в тексті задачі.

(Р= mg=10м/с²  4 кг  = 40 Н)

б)  Мамонт мав зріст близько 5,5 м, а важив близько 5 т. Яка вага мамонта?  Вкажіть фізичну помилку в тексті задачі. (Р=mg=10м/с²5000кг =50000 Н=50 кН)

III. Мотивація навчальної діяльності.

Сьогодні на уроці ми познайомимося ще з однією силою. Роль її величезна. Але спочатку звернемось до одного історичного факту:

!!!!!!!!! (Повідомлення Базовка І.)

18 серпня 1851 року імператор Микола I здійснив першу поїздку з Петербурга в Москву залізницею. Начальник залізниці генерал Клейнміхель, щоб підкреслити особливу урочистість події, наказав перший кілометр залізничного полотна пофарбувати білою олійною фарбою. Це було дійсно красиво і підкреслювало ту обставину, що імператорський потяг першим пройде по недоторканій колії. Але пароход (так називали потяг) безпомічно буксував на місці. Жандарми, підібравши поли шинелей, бігли попереду і посипали зафарбовані рейки піском.

!!!!!! Запитання класу:

 Що ж заважало генералу Клейнміхелю здійснити своє завдання?

Це сила тертя. В одних випадках – її збільшують, в інших – намагаються зменшити. З використанням цієї сили пов’язані два найголовніші винаходи – добування вогню і колесо.

З одного боку, тертя заважає рухатися з величезними швидкостями велосипедистам і плавцям, воно виводить з ладу деталі автомобілів і механізмів. Але з іншого боку, тертя підошов взуття об асфальт надає нам можливість ходити, завдяки тертю наш одяг не розповзається по швах, не розв’язуються шнурки, не відпадають ґудзики, ми не падаємо на землю від найменшого руху.

IV. Оголошення теми, мети, завдань уроку.

Записуємо тему уроку в зошити.

Сьогодні нам потрібно дати відповідь на питання:

Сила тертя – причина,

Чи завада руху?

Розв’язком цієї проблеми ми сьогодні з вами займемось.

Для того, щоб відповісти на це питання нам потрібно з’ясувати: коли виникає сила тертя, від чого вона залежить,  які є види тертя, чи можна силу тертя змінювати і, врешті решт, тертя корисне чи шкідливе.

V. Вивчення нового матеріалу.

З’ясувати, від чого залежить значення сили тертя намагався ще у 1500 рік, Леонардо да Вінчі (Італія), відомий світову не тільки як великий живописець, але і як не менш великий учений, механік.

Інтерес до даної проблеми знову виникає лише у 1699 році. Франція. Учений Амонтон.

1779 рік, Франція. Шарль Огюстен Кулон два роки присвятив вивченню тертя. Свої досліди він проводив на суднобудівній верфі в одному з портів Франції. 

 Сьогодні ви самі будете в ролі дослідників. Самостійно, працюючи в групах, будете проводити дослідження і формувати висновки.

(Дати учням прилади та листки паперу для висновків)

Нагадую  правила роботи в групах:

1.     Кожній групі слід вибрати керівника, який ознайомить групу із завданням.
2.     Доповідач повинен чітко формулювати результати роботи в групах.
3.     Намагайтеся обговорити досягнення і поставити оцінки учням, які активно працювали в групі. (Дати картку) контролю

Час роботи 5 хвилин, після чого будемо заслуховувати ваші результати.

1. Дослідницьке завдання

Завдання групі 1.

Дослідити, чи одразу після прикладання сили тіло  починає рухатись. Що втримує брусок на похилій площині?

Обладнання: динамометр, брусок,  дошка.

Завдання:

1. Запишіть покази динамометра в той момент, коли брусок тільки починає рухатися, та коли брусок рухається рівномірно.
2. Поясніть, чому брусок втримується на похилій площині.

Висновок:  у момент початку руху покази динамометра більші, ніж коли брусок рухається рівномірно. Отже, коли тіло перебуває у стані спокою на поверхні іншого тіла, то діє сила тертя, і саме вона втримує одне тіло на поверхні іншого.

Сила тертя спокою  F_{тер. спокою} — це сила, яка виникає між двома дотичними тілами в разі спроби зрушити одне тіло відносно іншого і напрямлена в бік, протилежний тому, в який би рухалось тіло, якби тертя не було.

Саме сила тертя спокою втримує забитий у дошку цвях, не дає розв’язатись шнуркам на черевиках, втримує нитку, якою зшита тканина і врешті-решт утримує кожного з нас на ногах.

Завдання групі 2

Дослідити, як залежить сила тертя від поверхні тіл, що труться. З’ясувати причини виникнення сили тертя.

Обладнання: динамометр, дерев’яний брусок, дошка,  рушник (кусок тканини), газета. Скляні пластинки

Завдання:

1. Запишіть покази динамометра, коли брусок ковзає по дошці і коли брусок ковзає по рушнику, газеті.
2. Запишіть покази динамометра, коли брусок ковзає по дошці і коли скляна пластинка по скляній пластинці.

Висновок:  сила тертя виникає через нерівності поверхонь. Коли одне тіло рухається по поверхні другого, то нерівності заважають цьому руху. Чим шорсткіша поверхня, тим більша сила тертя.

Здавалося б, для зменшення сили тертя слід ретельно відполірувати поверхні і таким чином звести до мінімуму розміри нерівностей, однак такі поверхні настільки щільно прилягатимуть одна до одної, що значна кількість молекул опиниться на відстані, на якій стає суттєвим міжмолекулярне притягання. Це може спричинити зростання сили тертя.

Сила тертя ковзання  F_{ковзання} — це сила, яка виникає в разі ковзання одного тіла по поверхні іншого і напрямлена протилежно напрямку руху тіла.

Сила тертя ковзання діє вздовж поверхні дотику тіл  і трохи менша за максимальну силу тертя спокою. Саме тому тіла починають рухатися з місця ривком і зрушити їх важче, ніж потім рухати. Це особливо помітно, коли тіла є масивними.

 

Завдання групі 3

Дослідити, чи зміниться сила тертя, якщо тіло  буде котитися.

Обладнання: динамометр, дерев’яний брусок, олівці циліндричної форми.

Завдання:

Виміряйте силу тертя, коли брусок ковзає по дошці, та силу тертя, коли брусок котиться по олівцях. Порівняйте сили і зробіть висновок.

Висновок: Якщо одне тіло котиться вздовж поверхні іншого, то маємо справу з тертям кочення. Сила тертя кочення зазвичай набагато менша, ніж сила тертя ковзання.

VI. Узагальнення. Презентації груп.

Кожна група озвучує завдання, яке отримала, демонструє дослід і робить висновки (на листку паперу).

 (доповнює вчитель)

Є ще один вид тертя. Скажіть, будь ласка, що ми робимо, коли скриплять двері? (змащуємо маслом). Так от ще виділяють рідке тертя.

Завдання № 1

Дослідити, як залежить сила тертя від навантаження.

Обладнання: динамометр, дерев’яний брусок, важки.

Завдання:

Запишіть покази динамометра, коли брусок ковзає по дошці,і коли брусок з одним важком ковзає по дошці і коли брусок з двома важками ковзає по дошці.

Висновок:  сила тертя залежить від навантаження тіла. Чим більше маса тіла, тим більше сила реакції опори.

Завдання № 2

Дослідити, як залежить сила тертя від площі дотичних поверхонь.

Обладнання: динамометр, дерев’яний брусок.

Завдання:

Запишіть покази динамометра, коли брусок ковзає по дошці широкою гранню,і коли брусок ковзає по дошці вузькою гранню.

Висновок:  сила тертя не залежить від площі дотичних поверхонь.

Отже, сила тертя ковзання визначається так

         F_{тертя ковз.} = µN,      µ - коефіцієнт тертя ковзання (визначається експериментально)

µ визначається:

1. матеріалом дотичних поверхонь;
2. якістю обробки поверхонь.

§21 ст.143 – таблиця µ. Обговорення.

Робимо загальний висновок про силу тертя

VII. Закріплення вивченого матеріалу.

Робота в групах.

Група 1 Літературознавці

Поясніть приказки:

•      Коси, коса, доки роса, як роса додолу, то й ми додому. (Роса відіграє роль мастила і зменшує силу тертя, коли при  зворотному русі коси вона ковзає по траві. Роса збільшує масу стебла , а тому стебло менше згинається і коса одразу зрізає його)
•      Не змастиш – не поїдеш.
•      Баба з воза – кобилі легше.
•      Суха ложка рот дере.
•      З навощеної нитки мереживо не сплетеш.

Група 2 Автомобілісти

1. Навіщо в ожеледицю дороги посипають піском?
2. Чому за ожеледиці автомобіль має на колесах спеціальні ланцюги і їде з малою швидкістю? І чому за таких умов вантажному автомобілю легше їхати, ніж легковому?
3. Навіщо на шинах автомашин, колісних тракторів роблять глибокий рельєфний малюнок (протектор)?
4. Чому восени біля трамвайних колій стоять таблички «Обережно! Листопад!»?
5. Чому після дощу небезпечно з’їжджати на автомобілі (велосипеді) по ґрунтовій дорозі, яка йде під ухил?

Група 3 Спортсмени

1. Якою є поверхня рукавичок боксера? Чому?
2. Для чого перед виходом на лижню лижі змащують спеціальним мастилом?
3. Навіщо штангісти перед підійманням штанги, а гімнасти перед виконанням вправи посипають руки, груди й плечі тальком?
4. Чому футбольні бутси мають шипи, а воротарі надягають спеціальні рукавички?
5. Чому в дощову погоду футбольним воротарям важче ловити м’яч, ніж за ясної Розв’язування задач

1. Щоб рівномірно рухати по столу книжку масою 800 г, треба прикласти горизонтальну силу 1,6 Н. Чому дорівнює коефіцієнт тертя ковзання між книжкою і столом?

Примітка: ознайомтесь із §21 (пункт 5)

Так, скажіть мені тепер «Сила тертя – причина, чи завада руху?»

VII. Підсумок уроку.

• Що нового дізналися на цьому уроці?
• Чи знадобляться вам ці знання?
• Чи був для вас цей урок цікавим? Що найбільше сподобалось?

 

VIII. Домашнє завдання:

• Прочитати §21.
• Виконати вправу 21(3; 6).
• Записати в зошитах приклади: шкідливого та корисного тертя
• Прочитати оповідання Тетяни Суворої