Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт ковзання. Тертя в природі й техніці.

Тема уроку: Тертя. Сила тертя. Коефіцієнт ковзання. Тертя в природі й техніці.

Мета уроку: 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». Сприяти розвитку вміння працювати з приладами, аналізувати результати експериментів, робити висновки з отриманих експериментальних даних. Сприяти вихованню 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 матеріалу

Демонстрації: тертя спокою та тертя ковзання, тертя кочення, залежність тертя від стичних поверхонь, способи збільшення та зменшення тертя.

Очікувані результати:

Сьогодні  ми  визначимо:

• коли виникає сила тертя;
• її природу і напрямок;
• з’ясувати, від чого залежить (не залежить) ця сила;
• які існують способи її збільшення і зменшення;
• корисні та шкідливі властивості сил тертя.

Обладнання: візок, дерев’яна поверхня, набір скляних пластинок, лінійка, динамометр, роздатковий матеріал, підручник.

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап

Вітання з учнями, налаштування їх на робочу атмосферу, перевірка готовності до уроку.

II. Перевірка домашнього завдання

ІІI. Актуалізація опорних знань

1. учнів розв’язують задачі усно.

1. Яка сила тяжіння діє на тіло масою 100 кг? (1000 Н)

2. Яка вага нерухомої людини масою 70 кг? (700 Н)

3. Яка маса каменя, якщо його вага 100 Н? (10 кг)

6. Яка рівнодійна двох сил 45 Η і 30 Н, якщо вони напрямлені у протилежні боки? (15 Н)

2.Інтерактивна вправа ( кросворд)

IV.  Мотивація навчальної діяльності

1. Розминка

Прослухайте вірш.  Він  допоможе нам ознайомитись із матеріалом, який ми сьогодні розглянемо.

Зима – це радість, лижі, сміх,

Це ковзанка, це гірка, сніг.

Фортеці, сніжки – це розваги!

В зими свої є переваги.

Але дорога, безперечно,

Зимою дуже небезпечна.

А те, що слизько – всім на втіху!

Та водієві не до сміху!

Дорога, як каток блищить –

Машину враз не зупинить!

В зимовий час, та що й казати,

Дорогу треба посипати!

Усе робити до пуття,

Щоб відбувалося ... (тертя.)

2. Кожному учневі класний керівник може дати характеристику: розумний, слухняний, працьови­тий. Сила також має характеристики. Ми вже знаємо – їх рівно три: числове значення (модуль); напрям; точка прикла­дання.

Ми з вами розглянули вже дві механічні сили: силу пружності і силу тяжіння, дали їм характеристику. Залишилася ще одна – це сила тертя.

ІУ. Вивчення нового матеріалу.

Коли виникає сила тертя?

З тертям ми зіштовхуємося на кожному кроці. Вірніше було б сказати, що без тертя ми й кроку ступити не можемо. Тертя може бути корисним і шкідливим, цю аксіому людина опанувала ще на зорі цивілізації. Адже два найголовніших винаходи – колесо й добування вогню – пов’язані саме із прагненням зменшити й збільшити ефекти тертя.

Рух тіла в реальних умовах не може тривати нескінченно довго. Якщо штовхнути брусок, що лежить на столі, він набуде певної швидкості, але під час руху бруска його швидкість буде зменшуватися. Яка ж «невидима» сила гальмує брусок? Це – сила тертя ковзання. Вона діє з боку стола й спрямована проти­лежно до руху бруска. Така сама  за модулем, але протилежно спрямована сила – теж сила тертя ковзання – діє на стіл з боку бруска.

1. Сила тертя

Сила тертя  — це сила, що виникає в місцях дотику поверхонь і перешкоджає їх відносному переміщенню.

Сила терня напрямлена протилежно руху.

Прикладена в точку контакту дотичних поверхонь.

2. Види тертя

Дослід . Перевертаємо візок колесами догори і тягнемо по столі, динамометром вимірюємо силу тертю, потім повертаємо його на колеса і знову тягнемо, вимірюючи динамометром силу тертя.

Запитання до класу:

1. Яка сила діяла на візок в першому і другому випадках ? (сила тертя)
2. А чому отримані різні значення цієї сили? (тому що існує кілька видів сили тертя)

Розрізняють три види тертя і відповідні сили тертя.

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

Прикладом такого тертя є ковзання санок чи лиж по снігу.

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

Прикладом такого тертя є кочення коліс роликових ковзанів по поверхні асфальту, коліс велосипеда, автомобіля чи будь-якого іншого круглого предмета.

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

Сила тертя спокою — це сила, яка виникає між двома контактними тілами в разі спроби зрушити одне тіло відносно іншого.

Сила тертя спокою — це та сила, яка заважає вам зрушити з місця стіл, шафу, ліжко тощо.

Сила тертя спокою є дуже «корисною»: завдяки їй ручки й олівці залишають слід на папері, речі не вислизають із рук, не розв’язуються вузли, пересуваються люди, тварини, транспорт.

А зараз визначимо: чи однакові сили по величині. Чи може вони відрізняються одна від одної.

ЗАВДАННЯ Візьміть брусок під'єднайте його до динамометра і прикладаючи силу до динамометра протягніть його по дерев'яній поверхні. Уважно зафіксуйте силу, що показує динамометр в момент початку руху (це буде значення сили спокою) потім під час рівномірного руху (сила тертя ковзання). І на кінець покладіть цей брусок на круглі олівці та визначіть силу тертя кочення. Запишіть ці значення і порівняйте їх. Яка з них найбільша, а яка найменша? ВИСНОВОК При порівнянні цих сил, ми побачили. Що найбільшою є сила тертя спокою (...Н), потім сила тертя ковзання (...Н), найменша сила тертя кочення (...Н).

3. Від чого залежить сила тертя ковзання

1 завдання: Чи залежить сила тертя від площі поверхні тіла? Виміряйте силу тертя, що діє на брусок, змінюючи площу поверхні бруска (покладіть брусок на дощечку спочатку на одну грань, а потім на іншу). Зробіть висновок.

2 завдання: Чи залежить сила тертя від сили нормального тиску?  Вона діє перпендикулярно до поверхні стикання і за модулем дорівнює сили реакції опори.  Виміряйте силу тертя, що діє на брусок, змінюючи масу вантажу, що лежить на бруску. Зробіть висновок.

3 завдання: Чи залежить сила тертя від поверхонь які дотикаються? Виміряйте силу тертя, що діє на брусок, поклавши брусок:

А)  На  поверхню із дерева.

Б) На поверхню - пісок.

В) Шорстку поверхню із наждачного паперу. Зробіть висновок.

Коефіцієнт пропорційності μ називається коефіцієнтом тер­тя ковзання. Він визначається матеріалом дотичних поверхонь та якістю їх обробки.

Коефіцієнт тертя визначається експериментально. Наприклад,

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.

Сила тертя залежить від матеріалу і якості обробки поверхні, по якій рухається тіло.

Що більша сила притискає тіло до поверхні, то більша сила тертя виникає при цьому.

Силу тертя ковзання визначають за формулою:

F_тер =  µN

N - сила реакції опори

µ - коефіцієнт тертя ковзання

Якщо поверхня ковзання горизонтальна, то  N  = mg

Коефіцієнт тертя ковзання µ залежить від матеріалів, з яких виготовлені дотичні тіла, якості обробки їхніх поверхонь і наявності між ними сторонніх речовин.

Коефіцієнт тертя ковзання є величиною без одиниць.

4. Тертя корисне і шкідливе

У природі і техніці тертя має велике значення. Тертя може бути як корисним так і шкідливим. Коли воно корисне, його намагаються збільшити, коли шкідливе – зменшити. 

• Наведіть приклади

Перегляд мультфільму

Розглянемо деякі приклади.

Без тертя спокою ні люди, ні тварини не могли б рухатись. Справді, йдучи, ми відштовхуємось ногами від землі. Коли ж тертя між підошвою і взуття і поверхнею мале, наприклад під час ожеледі. То відштовхуватись від землі дуже важко, ноги при цьому ковзають. Щоб ноги пішоходів не ковзали, тротуари посипають піском, при цьому збільшуючи силу тертя між підошвою і льодом.

Якби не було б тертя, предмети б вислизали б з рук. Сила тертя зупиняє автомобіль під час гальмування, але без тертя спокою він не міг би почати рух. Колеса обертались би, проковзували, про те б автомобіль стояв би на місці. Щоб збільшити тертя, поверхню автомобільних шин роблять з ребристими виступами. Узимку, коли дорога особливо слизька, на колеса автомобіля надівають спеціальні ланцюги.

Про те ми говорили, що тертя є і шкідливим і з ним приходиться боротися. От наприклад, в усіх машинах внаслідок тертя нагріваються і спряцьвуються рухомі частини. Щоб зменшити тертя, стичні поверхні роблять гладеньким, між ними вводять мастило. Щоб зменшити тертя обертових валів машин і верстатів, їх установлюють на підшипниках.

V. Закріплення вивченого матеріалу.

Способи збільшення і зменшення сили тертя.

На місце … поставте слова: збільшити/зменшити.

1. Тротуари і автошляхи посипають піском, щоб … тертя.
2. Шипи на взутті і автомобільних шинах використовують, щоб … тертя.
3. У машинах і механізмах використовують підшипники, щоб … тертя.
4. Обертові деталі механізмів змащують мастилом, щоб … тертя.

Інтерактивна вправа ( продовжи прислів’я)

1. Йде, як по маслу.
2. Баба з воза коням легше
3. Не змастиш – не поїдеш
4. Вислизне як риба з рук
5. Без мастила нема діла
6. Суха ложка горло дере
7. Плуг від роботи блищить
8. Немазаний віз скрипить, а мазаний сам біжить

VІ. Підсумок уроку

Отже на сьогоднішньому уроці ми з вами вивчили, що таке сила тертя (пригадає...), що таке тертя (пригадає...), які є види тертя ( пригадає...), від чого залежить сила тертя (пригадає...).

• Чи знадобляться вам ці знання?
• Чи був для вас цей урок цікавим? Що найбільше сподобалось?

VIII. Домашнє завдання:

• Прочитати §21.
• Розв’язати вправу 21(4,5,6*).
• Твір-мініатюра: «Якби зникло тертя…»