Урок: Тертя. Сили тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Тертя в природі й техніці.

Урок:  «Тертя. Сили тертя. Коефіцієнт тертя ковзання.                  7 клас

             Тертя в природі й техніці»                         

Мета:

•      навчальна: 

•           пояснити учням природу виникнення сили тертя, надати уявлення про види сил тертя,
•           ввести поняття коефіцієнта тертя, ввести розрахункові формули,
•           показати практичне використання набутих знань (інформація про «шкідливе» та «корисне» тертя, про способи зменшення тертя);
•           з'ясувати способи зменшення і збільшення сили тертя;

•      розвивальна:

•           розвивати творчі здібності та логічне мислення учнів;

•      виховна:

•           показати учням практичну значущість набутих знань, виховувати культуру оформлення задач.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання та наочність: дошка, комп’ютер, підручники, навчальна презентація, дерев’яні бруски, тягарці, динамометри, збірник задач.

Хід уроку

І. Організаційний етап

ІІ. Перевірка домашнього завдання

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

Фронтальне опитування:

1.Що таке сила? Як позначається? Одиниці вимірювання? Прилад для вимірювання сил?

2.Які сили в природі ви знаєте? Причини виникнення сили тяжіння, ваги, пружності.

 

ІV. Підготовка до сприйняття матеріалу.

                               Фронтальне опитування:

1.  Опитування у формі дидактичної гри “Ромашка”

   На пелюстках ромашки записано:

Сила це….

Інерція це…

Інертність це..

Рівнодійна це…

Сила пружності це..

Сила тяжіння це..

Закон Гука формулюється..

Капітани команди підходять до дошки і вибирають дві пелюстки. Повертається до команди і обговоривши дають відповідь.

 

V. Мотивація навчальної діяльності

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

VІ. 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.

(На екрані)                                  Зміст уроку:

1. Вимірювання сили тертя.
2. Причини тертя.
3. Види тертя.
4. Способи збільшення, зменшення тертя.

VІІ. Вивчення нового матеріалу.

Навіщо  воротар футбольної команди під час  гри користується спеціальними рукавичками? ( діти намагаються пояснити  і вчитель їх підводить до поняття сила тертя)

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

 

•          Як ви діти думаєте чи має сила тертя напрямок? Який?

Сила терня напрямлена протилежно руху.

Прикладена в точку контакту дотичних поверхонь.

 

 

Причини виникнення сили тертя:

 

Нерівність дотичних поверхонь. Навіть гладенькі на вигляд поверхні тіл мають нерівності, горбики і подряпини.

 

Взаємне притягування молекул дотичних поверхонь. Якщо поверхні тіл дуже добре відполіровано, то їх молекули розміщуються так близько одна до одної, що помітно починає проявлятися притягання між ними.

 

 

 

 

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.

 

 

 

Від чого залежить сила тертя ковзання

• 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.

 

 

 

 

Тертя в природі й техніці

Тертя в природі (часто корисне):

•          Рух живих істот: Завдяки тертю спокою ми ходимо, не ковзаючи, а тварини пересуваються по поверхні.
•          Закріплення: Рослини (вусики винограду, гороху) чіпляються за опору, а насіння (череда) зачіплюється за хутро тварин для поширення.
•          Скелелазіння: Комахи та ящірки використовують мікроскопічні гачечки та щетинки для утримання на вертикальних поверхнях.
•          Біологічне змащення: У суглобах тварин і людини рідина зменшує тертя, дозволяючи кісткам рухатися без зносу. 

Тертя в техніці (корисне та шкідливе):

•          Гальмування та рух: Автомобільні шини зчіплюються з дорогою, а гальмівні колодки зупиняють транспорт.
•          Передача енергії: Пасові передачі, зубчасті механізми працюють завдяки силі тертя.
•          Кріплення: Цвяхи, шурупи та вузли тримаються лише завдяки тертю спокою.
•          Шкідливе тертя: Призводить до зносу механізмів, виділення тепла та втрати енергії. Зменшується змащуванням, поліруванням або використанням підшипників. 

Способи керування тертям:

•          Збільшення: Використання шипів на взутті/шинах, посипання піском/сіллю.
•          Зменшення: Змащування, заміна ковзання на кочення (підшипники), аеродинамічні форми

 

 

 

 

VІІІ. Закріплення нових знань та вмінь

( Якщо учні працюють самостійно і раніше розв’язуюють задачу ніж на дошці  то за правильне розв’язання отримуюють бали , наприклад  по 2 б.за кожну задачу)

 

Задача 1.

1. За допомогою динамометра рівномірно тягнуть брусок по столу із силою 7 Н. Знайдіть масу бруска, якщо коефіцієнт тертя ковзання між бруском та столом дорівнює 0,25.

Дано:

Розв’язання   Брусок рухається рівномірно, отже, сили, які діють на нього, попарно скомпенсовані: ,

Відповідь: маса бруска дорівнює 2,8 кг.

 

Задача 2.

2. Брусок рівномірно тягнуть по поверхні з горизонтальною силою 8 Н. Чому дорівнює коефіцієнт тертя ковзання між бруском та столом, якщо маса бруска становить 4 кг?

Дано:	Брусок рухається рівномірно, отже, сили, які діють на нього, попарно скомпенсовані: ,        Отже,

 

Відповідь: коефіцієнт тертя ковзання між бруском та столом дорівнює 0,2.

 

 

 

 

 

Тест

 

1. Куди завжди напрямлена сила тертя ковзання?

А) Вгору, перпендикулярно до поверхні.

Б) В напрямку руху тіла.

В) Протилежно до напрямку руху тіла.

Г) У будь-якому напрямку.

2. Яка причина виникнення сили тертя?

А) Магнітне притягання тіл.

Б) Шорсткість поверхонь та взаємодія молекул.

В) Тільки дія сили тяжіння.

Г) Випаровування води між поверхнями.

3. Як зміниться сила тертя, якщо поверхню ретельно відполірувати?

А) Завжди збільшується.

Б) Зажди зменшується.

В) Спочатку зменшиться, але при ідеальному поліруванні може зрости через зчеплення молекул.

Г) Не зміниться.

4. Оберіть правильну формулу для обчислення сили тертя ковзання:

А) F=mg

Б) F_тер=µN

В) F=ƥV

Г) P=FlS

5. Від чого НЕ залежить коефіцієнт тертя ковзання ()?

А) Від матеріалу поверхонь.

Б) Від якості обробки поверхонь.

В) Від площі стичних поверхонь.

Г) Від наявності мастила.

6. Який вид тертя зазвичай є найбільшим за однакових умов?

А) Тертя ковзання.

Б) Тертя кочення.

В) Тертя спокою.

Г) Усі види однакові.

7. Чому під час ожеледиці тротуари посипають піском?

А) Щоб зменшити силу тяжіння.

Б) Щоб збільшити шорсткість і силу тертя.

В) Щоб лід швидше розтанув.

Г) Для краси.

8. У якому випадку тертя є корисним і його намагаються збільшити?

А) Робота підшипників у двигуні.

Б) Рух поршня в циліндрі.

В) Гальмування автомобіля.

Г) Рух санок по льоду.

 

 

 

9. Як називається пристрій, що замінює тертя ковзання на тертя кочення в техніці?

А) Гальмо.

Б) Важіль.

В) Підшипник.

Г) Пружина.

10. Чому водоплавні птахи (наприклад, качки) змащують пір'я жиром?

А) Щоб бути важчими.

Б) Щоб краще літати.

В) Щоб зменшити тертя об воду та не промокнути.

Г) Щоб змінити колір.

 

ІX. Домашнє завдання

Опрацювати   § 26, вправа 26 ст. 187 (2,5)

      X. Підсумки уроку

Рефлексія

1. Під час уроку я

•      дізнався…
•      зрозумів…
•      навчився…

2. Найбільше мені сподобалося…

3. На уроціх найкраще в мене виходило…

4. Я мав (-ла) труднощі з…

5. Я хотів би ще дізнатися про…

      XІ. Оцінювання роботи учнів