Сила тертя. Види тертя. Коефіцієнт тертя.

ТЕМА: „Сила тертя. Види тертя. Коефіцієнт тертя  ”.

МЕТА: – ознайомити учнів із силою тертя, видами тертя, з’ясувати природу сили тертя, розглянути способи зменшення і збільшення сили тертя,  встановити залежність сили тертя від тиску і роду поверхонь стичних тіл , увести поняття коефіцієнта тертя;

•                   розвивати самоосвітню компетенцію при роботі з підручником; при розв’язанні задач з даної теми;
•                   розвивати комунікативну компетентність при виконанні завдань в групах;
•                   розвивати логічне мислення, експериментальні навички;
•                   виховати уважність, активність, самостійність, наполегливість, інтерес до фізики.

ТИП УРОКУ: урок засвоєння нових знань та удосконалення вмінь і навичок

ОБЛАДНАННЯ: підручник з фізики  ,прилади для виконання експерименту: демонстраційний динамометр, лабораторні динамометри, бруски ,тягарці,  трибометр, аркуш паперу, листок шліфувального паперу; картки з експериментальними  завданнями, картки із задачами, гральний кубик з формулами, кросворд.

Девіз уроку: нічого в житті не дається саме по собі, без праці, без зусиль, без волі.

                                                                                                                  ( Народна мудрість.)

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Привітання з учнями: „Доброго дня. Будь ласка, сідайте.

Перевірка присутніх на уроці.

Розминка. Інтерактивна вправа «Бартер»

Учитель: Я на свої долоні кладу свої знання, свою любов до вас, розуміння, терпіння. Ви ж на свої долоні покладіть свої знання, уважність, старанність. А тепер ми з вами зробимо обмін: я легенько здуваю до вас те, що лежить на моїх долонях, а ви здувайте те, що на ваших. Ось ми з вами зробили бартер, а наскільки він успішний, побачимо наприкінці уроку. Пам’ятаємо, що час іде швидко, а тому – слухаємо уважно, працюємо старанно, відповідаємо думаючи.

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

 На попередніх уроках ми багато говорили про фізичну величину, яка є причиною зміни швидкості тіла або його частин.

Як називається ця величина?      Що ми знаємо по силу?

Які види сил вам відомі?             Яка сила є силою тяжіння, силою пружності, вагою тіла?

Гра «Чи знаєте ви формули»?

Учні почергово підходять до столу і кидають гральний кубик, на гранях якого написані формули з вивченої теми. Учень, який кинув кубик, записує на дошці формулу , що випала на верхній грані  кубика після кидання і пояснює її зміст та кожну величину, що входить  у формулу.

А як ви вмієте застосовувати ці знання для розв’язування завдань?

Список питань:

1.               Яка сила тяжіння діє на тіло масою 10 кг?
2.               Яка вага нерухомої людини масою  70 кг?
3.               Яка маса каменя, якщо його вага 100 Н?
4.               Яка рівнодійна двох сил 15 Н і 25 н, якщо вони напрямлені вздовж однієї прямої в один бік?
5.               Яка рівнодійна двох сил 45 Н і 30 Н, якщо вони напрямлені у протилежні боки?
6.               Яка рівнодійна двох сил10 Н і 10 Н, якщо  вони напрямлені у протилежні боки?

ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ:

Ми вивчили такі фізичні величини: силу тяжіння, силу пружності і вагу тіла. Кожну з них ми характеризували як векторну величину. Сьогодні ви ознайомитесь ще з однією силою, а з якою ви дізнаєтесь, розгадавши кросворд.  У виділених клітинках ви прочитаєте назву цієї сили.

1. Прилад для вимірювання сили.
2. Прізвище вченого, який відкрив закон інерції.
3. Величина, що характеризується числовим значенням і напрямом є…
4. Прізвище вченого, який довів, що на всі тіла діє сила тяжіння і ця сила прямо пропорційна масі тіла.
5. Зміна у природі.

V. ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ УРОКУ:

 Тема сьогоднішнього уроку „ Сила тертя. Види тертя. Коефіцієнт тертя. ”

На цьому уроці ми повинні:

1. З’ясувати поняття сили тертя,  види сили тертя,  природу сили тертя;
2. Встановити залежність сили тертя від тиску і роду поверхонь стичних тіл;
3. Увести поняття коефіцієнта тертя.
4. Розглянути способи зменшення і збільшення сили тертя, роль і практичне використання людиною тертя;
5. Навчитись розв’язувати задачі з використанням формули, яка виражає залежність сили тертя ковзання від сили нормального тиску.

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ:

Розглянемо дослід: поставимо на  столі нахилену дошку, покладемо на неї кульку і відпустимо її. Кулька скочується на поверхню стола, котиться і зупиняється, пройшовши певну відстань. В даному випадку швидкість кульки зменшилась до нуля. А ми знаємо, що причиною всякої зміни швидкості руху є яка фізична величина? (сила)

• То яка ж невидима сила змусила кульку зупинитися?
• Учні дають відповідь, вчитель коригує і разом з учнями робить  висновок:

Сила, яка виникає під час руху одного тіла по поверхні іншого, прикладена до рухомого тіла і напрямлена проти руху, називається силою тертя.

-Робота з підручником:  самостійно, використовуючи підручник встановіть види сили тертя, заповніть пропуски на дошці.

Учні, прочитавши, роблять висновки:

Існує три види сили тертя: сила тертя ковзання, сила тертя кочення, сила тертя спокою.

1. Сила тертя спокою – сила, яка виникає, коли намагаються зрушити одне з тіл, що контактують відносно другого і перешкоджає рухові тіл одне відносно одного.
2. Сила тертя ковзання – сила. Яка виникає, коли одне тло ковзає по поверхні іншого.
3. Сила тертя кочення – сила, яка виникає коли кругле тіло котиться по поверхні.

- Як ви думаєте, у чому причини тертя?

Однією з причин виникнення сили тертя є шорсткість поверхонь стичних тіл. Навіть гладенькі на вигляд поверхні тіл мають нерівності, горбики, подряпини. Коли одне тіло рухається по поверхні іншого, ці нерівності зачіпляються одна за одну, що створює деяку силу, яка затримує рух.

Друга причина тертя – взаємне притягання молекул стичних тіл.

Виникнення сили тертя зумовлене головним чином першою причиною, коли поверхні тіл шорсткі. А коли стикаються добре відполіровані поверхні, частина їх  молекул розміщується так близько одна до одної, що помітним стає притягання між молекулами стичних тіл.

Слово вчителя: силу тертя можна виміряти.

– Яким приладом вимірюють силу? (динамометром)

Демонстрація: вимірювання сили тертя ковзання.

Слово вчителя: візьмемо дерев’яний брусок  і покладемо його на  дошку Приєднаємо до бруска динамометр і потягнемо його до себе. Покази динамометра спочатку зростатимуть, а коли брусок почне рухатись рівномірно, його покази трохи зменшаться і далі не змінюватимуться. Це і буде значення сили тертя при русі бруска поверхнею дошки.

• Які сили діють на брусок під час його рівномірного руху?  (сила пружності пружини динамометра, напрямлена в бік руху; сила тертя, напрямлена проти руху; сила тяжіння, напрямлена донизу та сила нормального тиску  напрямлена доверху)
• Оскільки брусок рухається рівномірно, то чому рівна рівнодійна цих  сил? (нулю)
• Яка сила зрівноважує силу тяжіння? (сила нормального тиску)
•  Яка сила зрівноважує силу тертя?( сила пружності пружини динамометра)
• Тобто ці сили рівні за модулем, але протилежні за напрямом. Динамометр показує силу пружності, яка за модулем рівна силі тертя. Отже, за показами динамометра можна визначити силу тертя.

 Сьогодні ми проведемо досліди для  вивчення сили тертя і зробимо відповідні висновки.

Вивчення особливостей сили тертя здійснюється за допомогою експериментів, які учні виконують групами за робочими столами.

VI. ГРУПОВИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ

Експеримент 1. Порівняння сил тертя спокою, ковзання і кочення.

Прилади: динамометр лабораторний, дерев’яний брусок, 2 тягарці, 2 скляні короткі трубочки.

Порядок роботи

1. Виміряти максимальну силу тертя спокою. Для цього потрібно покласти брусок на стіл, а на нього два тягарці; плавно потягнути динамометр і записати його покази перед початком руху бруска.
2. Виміряти силу тертя ковзання бруска з тягарцями при його рівномірному русі по столі. Для цього потрібно переміщувати брусок рівномірно за допомогою динамометра. Записати результати вимірювань.
3. Виміряти силу тертя кочення. Для цього потрібно покласти брусок з тягарцем на дві скляні трубочки і переміщати його рівномірно за допомогою динамометра. Записати результат.
4.  Дати відповіді на питання:

Яка сила більша:

- максимальна сила тертя спокою чи сила тертя ковзання?

- сила тертя ковзання чи сила тертя кочення?

Експеримент 2. Вивчення залежності сили тертя ковзання від роду поверхонь, що стикаються.

Прилади і матеріали: динамометр, лінійка, брусок з тягарцями, листок паперу, шліфувальний папір.

Порядок роботи

1. Виміряти силу тертя ковзання при рівномірному переміщенні бруска з тягарцями по:

• дерев’яній дошці;
• листку паперу;
• шліфувальному папері.

2. Порівняти одержані значення сил тертя у трьох випадках і зробити висновок про залежність сили тертя від роду поверхонь стичних тіл.

Експеримент 3.Вивчення залежності сили тертя ковзання від сили тиску і від площі поверхонь тіл, що труться.

Прилади : динамометр, лінійка, брусок з  двома тягарцями.

Порядок роботи

1. Покласти на лінійку брусок більшою гранню, на нього – один тягарець і виміряти силу тертя ковзання.
2. Покласти на брусок два тягарці і виміряти силу тертя ковзання.
3. Покласти брусок з двома тягарцями меншою гранню на лінійку і виміряти силу тертя  ковзання.
4. Дати відповіді на запитання: « Чи залежить сила тертя ковзання від: а) сили тиску; б) площі поверхонь тіл, що труться, при незмінній силі тиску?»

Після виконання експериментальних завдань представники груп роблять висновки відповідно до завдань. Свої висновки учні записують на листках паперу й вивішують на дошці.

Підсумовуючи, вчитель підкреслює, що модуль сили тертя ковзання F_тер  пропорційний модулю сили нормального тиску N.

Коефіцієнт пропорційності μ називається коефіцієнтом тертя. Він визначається матеріалом дотичних поверхонь та якістю їх обробки. Коефіцієнт тертя визначається експериментально. Розгляньте на ст.. у ваших підручниках наведено значення коефіцієнта тертя для деяких видів поверхонь. Відносно великий коефіцієнт тертя між гумою шин і сухим асфальтом сприяє безпечному руху автомобілів. Коли асфальт мокрий або автомобіль рухається по льоду, то зверніть увагу, як зменшується коефіцієнт тертя, тоді рух стає досить небезпечним.

VII  УЗАГАЛЬНЕННЯ ТА ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ

Слово вчителя: Слово тертя викликає уявлення чогось неприємного,, чогось такого, що невідомо звідки береться  й для того тільки й існує, щоб ми його усували, долали. В інтересах істини нам необхідно позбутися цих помилкових тверджень. В дійсності у природі й техніці тертя має велике значення. Щоб упевнитися в цьому, подивимось інсценіровку: « Тертя корисне чи шкідливе?»

Розв’язування якісних задач

1. Що змінюється зі збільшенням ваги автомобіля: сила тертя чи коефіцієнт тертя?
2. Чому навантажений автомобіль на розмитій дорозі буксує менше ніж порожній?
3. Чому підковують коней?
4. Що важче: зрушити з місця шафу, що заповнена книгами чи продовжувати її дальше переміщати по підлозі?
5. Чому, спускаючись по канату, небезпечно швидко сковзати?
6. Яка причина тертя?
7. Від чого залежить сила тертя?

Розв’язування розрахункових задач: (умови задач знаходяться в кожного на парті)

Першу задачу один з учнів розв’язує на дошці, другу учні розв’язують самостійно за партами.

1. Брусок масою 2 кг тягнуть по горизонтальному столу, прикладаючи горизонтальну силу 6 Н. При цьому брусок рухається з постійною швидкістю. Який коефіцієнт тертя між бруском і столом?
2. Брусок тягнуть по столу, прикладаючи горизонтальну силу 1 Н. Яка маса бруска, якщо він рухається рівномірно й коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює 0,2.

VIII ПІДСУМОК УРОКУ

Підіб’ємо підсумок:

-Що вам найбільше запам’яталось сьогодні на уроці?

Метод « Мікрофон» Правила проведення такі: говорити має тільки той, у кого «символічний мікрофон», висловлені думки не оцінюються і не коментуються, під час виступу ніхто не має права перепитувати й перебивати.                                                          

ІХ ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ