Конспект уроку з фізики "Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання"

Дата _____________

Тема. Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання

Мета уроку:

• Навчальна: формувати в учнів знання про явище тертя, силу тертя, причину виникнення сили тертя, способи збільшенні і зменшення сили тертя ковзання.
• Виховна: виховувати самостійність, наполегливість.
• Розвиваюча: розвивати вміння розв’язувати фізичні задачі, застосовуючи формули сили.

Основні поняття: тертя, сила тертя, коефіцієнт тертя, тертя ковзання, тертя кочення, тертя спокою, в’язке тертя.

Обладнання: таблиця «Сила тертя. Види тертя.», динамометр, дерев’яний брусок, тягарці.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

Методом фронтального опитування з’ясувати уміння учнів пояснювати причину зміни швидкості та деформації тіл внаслідок дії одного тіла на інше, знання про фізичну величину, яка є мірою такого впливу; позначення, одиниці вимірювання та графічне зображення сили, пошук рівнодійної; розуміння умов виникнення сили пружності, формулювання та пояснення закону Гука; розкривати зміст понять «тяжіння», «вага», «невагомість», «перевантаження», вміння встановити залежність між силою тяжіння (вагою) та масою тіла; вміння застосовувати свої знання для пояснень явищ природи.

ІІІ. Оголошення теми та мети уроку

Окрім сил, які ми з вами пригадали, існує сила, з якою ми зіштовхуємося на кожному кроці. Та, вірніше було б сказати, сила без якої мий кроку не ступили б. Можливо, ви здогадалися що це за сила? (відповіді учнів) Так, вірно – це сила тертя.

Тертя може бути як корисним так і шкідливим, цю аксіому людина опанувала ще на зорі цивілізації. Адже два найголовніші винаходи – колесо і добування вогню – пов’язані із прагненням зменшити, або збільшити ефекти тертя.

Сьогодні на уроці ми познайомимося із тертям, силою тертя, видами тертя, способами зменшення, або збільшення тертя, методами визначення сили тертя.

ІV. Формування нових знань

Спостереження. Ми не раз спостерігали з вами, що в реальних умовах рух не може тривати нескінченно довго (автомобіль чи потяг зупиняються після вимикання двигуна; кулька, що скотилась з похилої площини – зупиняється, зупиниться ще швидше брусок, який лежить на горизонтальній площині, якщо його штовхнути)

Що є причиною зменшення швидкості руху і зупинки тіла?

Ми з вами вивчаючи взаємодії між тілами говорили, що причиною зміни швидкості тіла є взаємодія між ними, а мірою цієї взаємодії є сила. Тому, логічно припустити, що на тіла що рухалися діяла сила, яка і призвела до їх зупинки. Причому ця сила повинна була діяти протилежно напрямку руху тіла. Таку силу називають силою тертя.

Сила тертя виникає під час взаємодії між твердими тілами в місцях їх дотику і перешкоджає їх відносному переміщенню.

Причин виникнення сили тертя є декілька:

•                   Шорсткість стичних поверхонь. Навіть гладенькі на вигляд поверхні мають нерівності, подряпини. Тому, коли одне тіло ковзає по поверхні іншого, ці нерівності зачіплюються одна за одну.
•                   Взаємне притягання молекул стичних поверхонь. Якщо поверхні надто гладенькі – «відполіровані до блиску», то їх молекули розміщуються дуже близько одна до одної. А як відомо молекулам властиве притягання, в результаті якого і зменшується рух тіла.

Сила тертя проявляється не лише під час руху тіла, а й під час його спокою. Тай рухи тіл можуть бути різними: брусок ковзати по похилій площині, м’яч котитись по футбольному полі, ковзаняр кататись на ковзанах по льоду. Тому розрізняють тертя спокою, тертя ковзання, тертя кочення, в’язке тертя.

Кожен знає, що шафу зрушити з місця не просто. Яка ж сила, зрівноважує силу, прикладену нами? Це – сила тертя спокою, яка виникає при спробі зрушити одне тіло з дотичних тіл відносно іншого і напрямлена вздовж поверхонь дотику тіл мак, що перешкоджає відносному рухові тіл.

Покладемо книжку на стіл, сядемо на стілець, покладемо брусок на похилу площину – ці тіла перебуватимуть  у спокої тому, що їх утримує сила тертя спокою. Тертя спокою перемішує вантажі, що розміщуються на рухомій стрічці транспортера, пасажирів, що піднімаються нагору за допомогою ескалатора, запобігає розв’язуванню шнурків і розстібуваню ґудзиків, утримує гвіздки у дошках та стінах. Максимальна сила тертя спокою дорівнює тій силі, яка виводить тіло із стану спокою.

Якщо брусок, покладений на горизонтальну площину, рухається із сталою швидкістю, значить, рівнодійна всіх сил, прикладених до бруска дорівнює нулю. Яка сила компенсує силу, прикладену нами? Це – сила тертя ковзання. Сили тертя ковзання діють між дотичними тілами, які рухаються одне відносно одного, причому сила тертя, що діє на кожне з тіл, напрямлена протилежно швидкості руху цього тіла відносно іншого тіла. (коефіцієнт тертя ковзання є трохи меншим від коефіцієнта тертя спокою, тому в разі збільшення сили, що «зрушує» тіло зсувається з місця ривком).

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

Сила в’язкого тертя виникає під час руху тіла в рідині або газі. При невеликих швидкостях сила в’язкого тертя пропорційна швидкості руху (чим більша швидкість, тим більше тертя).

Чим більша сила притискає тіло до поверхні, тим більша сила тертя виникає при цьому.

Сила тертя залежить від матеріалу і якості обробки поверхонь, по якій рухається тіло; від швидкості руху тіл одне відносно одного.

Силу тертя ковзання визначають за формулою , де сила тертя ковзання, N – сила реакції опори – дорівнює силі тиску тіла на поверхню, - коефіцієнт тертя ковзання.

Якщо поверхня горизонтальна то сила тиску на неї дорівнює вазі тіла.

     m – маса тіла. 

При однакових навантаженнях сила тертя кочення завжди менша за силу тертя ковзання.

Тертя, як і будь яке фізичне явище може бути і шкідливим і корисним. Коли тертя є шкідливим його намагаються зменшити. Для цього використовують мастило, замінюють ковзання коченням, застосовують підшипники.

Коли тертя є корисним його намагаються збільшити: в ожеледь посипають тротуари і переходи піском, використовують шипи на взутті й автомобільних шинах.

Про наявність сили тертя т їх види вперше було вказано французьким фізиком Г. Амонтоном у 1699р. і незалежно від нього Ш. Кулоном у 1785р. (хоча строгої теорії сил тертя спокою, як  сили сухого тертя ще не створено).

V. Закріплення вивченого матеріалу

Робота з підручником. Оформлення конспекту. Ознайомлення з таблицею коефіцієнт тертя.

Розв’язування задач:

1. Що змінюється зі збільшенням ваги автомобіля: сила тертя чи коефіцієнт тертя?
2. Чому головку сиру легше розрізати на шматки міцною ниткою, ніж ножем?
3. Яку силу треба прикласти до шафи масою 150кг у горизонтальному напрямку, щоб зрушити її з місця? Коефіцієнт тертя рівний 0,8.
4. Контейнер масою 800кг стоїть на горизонтальній площині. Чи рухатиметься контейнер, якщо до нього прикласти горизонтальну силу 1,2кН? Коефіцієнт тертя дорівнює 0,3.
5. Під час тривалої роботи кінь розвиває сталу силу 600Н. Який вантаж він може везти на санях масою 100кг, якщо коефіцієнт тертя становить 0,05?
6. Брусок масою 1,6кг рівномірно тягнуть по столу за допомогою пружини жорсткістю 40Н/м. Яке видовження пружини, якщо коефіцієнт тертя рівний 0,3.

VІ. Підсумок уроку

Інтерактивна вправа «Мікрофон».

Сьогодні на уроці мені сподобалося…

Я зрозумів (зрозуміла) …

VІІ. Домашнє завдання

Розв’язати:

Брусок тягнуть по столу,прикладаючи горизонтальну силу 1Н. яка аса бруска, якщо він рухається рівномірно й коефіцієнт тертя дорівнює 0,2?