Цели: Учащиеся должны знать:
- что такое трение - как явление;
- какие виды трения существуют;
- приводить примеры полезного трени и вредного влияния трения;
- способы его увеличения и уменьшения;
- оценить свои умения применять знания о силе трения к объяснению характера движения тел; измерять силу трения скольжения; усвоить характерные особенности силы трения.
Задачи урока:
Образовательные:
- показать знание средств эксперементального исследования в процессе познания;
- дать представление о трении как физическом явлении;
- доказать, что между молекулами существует притяжение и отталкивание.; обосновать связь между F тр. и Р;
- сбъяснить природу сил трения, причину их возникновения;
- расширить и уточнить знания о природе силы трения и способах ее изменения; продолжить работу по формированию умений работать с рисунками и заданиями учебника, приводить примеры изменения скорости тел под действием силы трения.
Воспитательные:
- подчеркнуть взаимосвязь силы трения с весом тела как пример проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений, способсвовать формированию диалектико-материалестического мировозрения;
- показать значение опытных фактов и эксперемента в создании модели взаимодействующих твердых тел, знание причино-следственных связей в познании явлений и роль этих взаимосвязей для науки и техники.
Развитие мышления:
- познакомить со структурными элементами приема обобщений;
- описать образование явления большего или меньшего трения;
- работать над формированием умений делать логические заключения на основе анализа уже известных связей, объяснять действие силы трения на груз, сравнивать явления, делать выводы и обобщение (сравнить трение между грузами и лентой транспортера, лентой транспортера и катками - рисунок 40, стр. 42).
Оборудование: два бруска с крючками; динамометр; набор грузиков; доска с песком; рейка; нождачная бумага; кусок стекла; наклонная плоскасть; карандаши; два чистых стекла; стакан с водой.
Ход урока
1. Урок начать с мини-спектакля “ Суд идет! “ (суд над трением), подготовленный силами учащихся 10 класса. (на 10 мин. ).
Сценарий прилагается в конце плана урока.
2. Постановка задачи и формулировка темы.
3. Начать с повторения:
а. F - сила причина изменения скорости;
б. повторить о равнодействующей силы, когда силы направлены по одной прямой, но в разные стороны; так чему будет равна равнодействующая, если эти силы равны 0;
в. F - векторная величина ю.
4. Основное содержание урока:
Начать с показа опыта - брусок толкнуть по столу, после остановки разобрать следующие вопросы:
1. Что происходит со скоростью бруска?
2. Какие силы действуют?
3. Если скорость уменьшилась, то куда направлена сила? (по ходу или против хода).
4. Если нет действия, то что можно сказать о скорости тела?
Тогда трение - это явление (чего?). . . соприкосновения поверхностей взаимодействующих тел.
5. Какие виды трения были перечислены в “Суде над трением”?
а. скольжения;
б. покоя;
в. качения.
1 группа.
Второй эксперемент: используя динамометр, брусок с крючком, карандаши показать, что силы трения разные. После демонстрации спросить: Почему силы трения не одинаковые? (выслушать все предположения). Выяснив причину различия, предложить учащимся выяснить зависимость силы трения от следующих факторов:
а. веса;
б. состояния трущихся поверхностей;
в. от площади соприкосновения;
г. скорости движения тела (с использованием наклонной плоскости).
Необходимое оборудование на каждом столе. Подчеркнуть, что F тр. уравновешивается силой упругости пружины динамометра при постоянной скорости движения бруска по поверхности. После проведения эксперемента учащимся предполагается заполнить таблицу:
После обсуждения полученных данных зачитывается закон, который ребята записывают в тетрадь.
Закон Леонарда (1519 г. ); Г. Амонтон (1699 г. ) и Ш. Кулон (1781 г.)
Сила трения, возникающая при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна силе притяжения, направлена против направления движения и не зависит от площади контакта.
Кулон добавил - от состояния поверхности, т. е. ввел понятия коэффициента трения.
2 группа.
Учащимся предлагается проделать следующие опыты:
1. Тетрадь прижимают рукой к столу и перемещают по столу, меняя силу прижима, описывая результаты и характеризуя виды трения во обоих случаях между рукой и тетрадью; тетрадью и столом.
2. На наклонной плоскости размещают брусок, меняя угол наклона, выясняют, что при небольшом угле наклона брусок покоится - трение покоя (предлагается привести примеры трения покоя, упомянутых в заставке в начале урока), проверяется, что F тр покоя меньше веса.
3. Проверить, что два однотипных материала, очень глатко обработанные перестают скользить (схватываются), опыт можно проделать с пластинами чистого стекла.
4. Потрите сухие руки, что ощущается? А если руки чуть смочить -изменится ли ощущение? Где применяется такой принцип смачивания и почему?
Сделать выводы по проделанным эксперементам и привести примеры применения подобных явлений в техники.
В то время как учащиеся 7 кл проводят предыдущий эксперемент, учащиеся 10 кл. проверяют зависимость силы трения скольжения от состояния поверхности и расчета коэффициента трения.
(каждая группа выполняет свою работу, после чего, на общем графике зависимости силы трения сколжения от веса тела, отражают свои результаты и сравнивают коэффициенты трения скольжения, данные по работе каждой группе даются по карточкам)
С учащимися 7 кл. подводится итог, оторый они заносят в тетрадь.
1. сила трения возрастает пропорционально весу тела;
2. сила трения направлена против движения
3. сила трения не заывисит от площади соприкосновения;
4. сила трения не зависит от скорости скольжения;
5. сила трения покоя больше трения скольжения;
6. сила трения зависит от свойств двух материалов, скользящих друг по другу;
После обмена информациями учащимся 7 класса предлагается ответить на вопросы:
1. Какова роль трения? (+ и -).
2. Если трение полезно, то как его увеличить?
3. Если трение вредно, то как его снизить?
Заполнить таблицу:
____________________________________________________________________________________
! вид трения ! вредно или полезно ! способы
ослабления или усилен.!
____________!
________________________________________________________________!_
или ввиде схемы: (схеме прилагается в конце).
Есть способы снижения вредного трения:
1. подбор материалов с низким коэффициентом трения для трущихся поверхностей;
2. обработка трущихся поверхностей до гладкого состояния;
3. замена тренения скольжения трением качения;
4. использование смазки.
Домашнее задание:
1. заполнить таблицу или состанить схему;
2. прочитать параграф 16 и17, ответить на вопросы;
3. дополнительное задание: подобрать пословицы и поговорки о трении и проанализировать их (+ и - трения).
Пословицы и поговорки: (собранные учениками).
1. не подмажешь - не поедешь;
2. пошло дело как по маслу;
3. угря в руках не удержишь;
4. что кругло легко катится;
5. ловкий человек и на дынной корке не поскользнется;
6. лыжи скользят по погоде;
7. из навощенной нити сеть не сплетешь;
8. колодезная веревка сруб перетирает;
9. ржавый плуг только на пахате очищается;
10. нет такого человека, который бы хоть раз не поскользнулся на льду
11. коси коса пока роса;роса долой и мы домой;
12. баба с воза -кобыли легче;
13. все перемелется мука будет;
14. сухая ложка рот дерет;
15. не подмажешь-не поедешь;
16. как корова на льду;
17. близко -да склизко;
18. скрипит как несмазанная телега;
19. у скорой телеге все колеса;
20. оттого телега запела, что давно дегтя не ела;
21. против шерсти не гладят;
22. хорошо смазал - хорошо поехал;
23. кататься как сыр в масле;
24. остер шип на подкове, да скоро обивается;
25. где скрипит -там и мажут;
26. плуг от работы блестит;
27. не тертая стрела в бок идет;
28. по льду ходить - подскользнуться;
29. на льду не строятся;
30. каков нож, так и режет;
31. три, три, три - будет дырка;
32. тупой серп руку режет хуже острого;
33. на булате ни нарисать, ни стереть;
34. плохое колесо больше плохого скрипит;
35. отработы пила расколилась до бела;
36. добрый жерпнов все смелет, плохой сам смелется;
37. в дорогу идти - пятеры лапти сплести.
“Суд над трением“.
Секретарь: Встать, суд идет!
На скамье подсудимых - трение.
Судья: Подсудимая, встаньте, Вы имеете право признать или не признать свою вину. Давать суду пояснение по ходу выступления свидетелей. И вам будет предоставлено последнее слово. Вам понятно?
Трение: Да, ваша честь.
Судья: Слово предоставляется обвинителю.
Обвинитель: Сегодня мы судим Трение, которое обвиняется в совершении следующих преступлений: создает помехи движению; в результате трения трущиеся детали нагреваются, что приводит к их износу или созданию различных помех. Все это может привести к трагическим ситуациям. Разрешите, Ваша честь, пригласить первого свидетеля.
Судья: Секретарь, пригласите первого свидетеля.
Секретарь: В зал суда приглашается свидетель № 1.
1 свидетель: (демонстрирует изношенный и целый подшипник).
Посмотрите на последствие подсудимой. Я бы мог еще принести изношенные шины моего автомобиля из-за чего я чуть не попал в аварию. Но и так ясно, что это ее вина.
Судья: Что скажете на это, подсудимая?
Трение: Да, это дело моих рук. Но, Ваша честь, этот водитель сам виноват. Если б он вовремя смазывал детали двигателя и не делал бы резких торможений, то смог бы избежать этих последствий.
Обвинитель: Разрешите пригласить следующего свидетеля.
Судья: Секретарь, пригласите свидетеля.
Секретарь: В зал суда приглашается второй свидетель.
2 свидетель: (показывает на кроссовки). Весной мне мама купила кроссовки. И я уже замучился завязывать шнурки, которые то и дело развязываются, причем в самые не подходящие моменты. Летом я принимал участие в соревнованиях, и, когда я уже был близок к победе, шнурки развязались. я сбился с темпа. Можете представить мою досаду.
А еще у меня есть зимние сапоги. и стоит только чуть приморозить дорогу, как я не могу нормально идти, тут же оказываюсь на земле.
(показывает на подсудимую). И все она в этом виновата.
Трение: Ваша Честь, в этой ситуации тоже есть моя вина. По сравнению с первым случаем мое действие было слабым и поэтому, молодому человеку достаточно было увеличить мое действие, т. е. шелковые шнурки заменить на хлопчатобумажные, а сапоги следовало бы покупать на рифленой подошве. К тому же скользскую дорогу обычно посыпают песком.
Обвинитель: Ваша Честь, Трение оправдывает любое свое действие.
А что она скажет на обвинение следующего свидетеля.
3 свидетель: Эта история произошла в то время, когда первый поезд шел по только что построенной железной дороге из Петербурга в Москву. Я хотел как лучше, чтоб красивее было, поэтому отдал распоряжение, чтобы рельсы покрасили белой краской. Но когда поезд попал на этот перегон, он забуксовал и остановился. И вместо благодарности я такое выслушал. Да, к тому же пришлось срочно соскребать краску, а это - несколько километров.
Трение: Простите, Ваша честь, но я первому свидетелю рекомендовал смазывать, чтобы снизить действие трения. А этот свидетелей, покрасив рельсы маслянной краской, настолько снизил трение, что колеса не смогли перекатываться, вот поезд и остановился. Но это его вина, а не моя.
Обвинитель: Я мог бы пригласить еще свидетелей, пострадаывших от подсудимой. Это спортсмен. который стер руки, спускаясь быстро по канату; это лыжник которому было трудно скользить по снегу. А кто не сталкивается с трением покоя, когда тело трудно сдвинуть с места. И кто не знает, как сильно нагревается пила при распиливании бревен; и даже насос при накачивании шин воздухом.
Судья: Достаточно. Мы должны заслушать и другую сторону. Защита, вам слово.
Защитник: Прежде чем пригласить первого свидетеля, я хочу немного сказать о трении покоя. Этому виду трения отводится большое значение. Да, оно затрудняет сдвигание тела с места, но оно помогает стоять всем предметам на своих местах; двигаться телам вместе с транспортером вверх; нам помогает ходить, а всем соединенным деталям удерживаться в собранном виде. А теперь только представьте на минуту - трение покоя исчезло. Вокруг нас хаос, а мы бы остались голымы, т. е. одежда на нас не могла бы уже удерживаться соединенными швами.
А теперь прошу пригласить нашего первого свидетеля.
Судья: Секретарь пригласите свидетеля защиты.
Секретарь: В зал приглашается первый свидетель защиты.
1 свидетелей: У памятника Петру I в Петербурге есть предистория. Для его постомента была найдена глыба весом около 1000 тонн, и встал вопрос, как ее досьтавить, если надо было 9 км протянуть до реки Невы, а затем, на специальных плотах, в город. Ни люди, ни лошади не могли ее сдвинуть. Тогда один кузнец предложил сделать полозья из бревен, в которых были сделаны желоба, оббитые медью. Полозья установили на стальные шары. Соединение смазывалось жиром. 120 дней эту глыбу перемещали по суше. За этим событием следил весь мир. Нашей стране была вручена особая медаль за смелое решение и удачную замену трения скольжения на трение качения, что значительно снижает силу трения.
Защитник: Ваша честь, я бы мог вызвать, как и обвинитель, много свидетелей в пользу моей подзащитной, но не буду занимать Вашего времени. Как Вы уже поняли, что в этом вопросе нет однозначного решения. Говоря о пользе трения покоя, ранее перечисленных, можно еще упомянуть о том, что этот вид трения не дает рассыпаться горке сыпучих материалов. А биологи вам скажут. что этот вид трения помогает многим животным (змеям) перемещаться по деревьям и земле за счет шероховатости своей кожи; слонам хоботом обвивать и срывать листья; растениям, имеющим усы, обвивать и цепляться за что - то.
Обвинитель: (перебивает защитника репликой) А живую рыбу нельзя удержать в руках.
Защитник: Это слабая сила трения приводит к такой ситуации. Хотя именно это натолкнуло на мысль о применении смазки для уменьшении трения. Гвоздь, вбитый в доску, удерживается трением покоя, которое так же не дает развязываться банту; позволяет использовать в механизмах ременную передачу; отталкиваться нам при ходьбее, а так же движению автомобиля.
Обвинитель: Но, при забивании гвоздя, за счет трения о доску, он нагревается, а колеса -пробуксовывают на скользкой дороге; ржавой иглой плохо шить; трудно тянуть санки по асфальту; трудно косить сухую траву.
Защитник: Ваша честь, но люди научились добывать огонь как раз за счет трения. Но зачем санки тянуть по дороге, они предназначены скользить по снегу. Для движения по асфальту скольжение заменили на качение. Например, в Москве на улице Горького так осуществляли переезд целых домов на другое место. Об этом у Маршака есть стихотворение
“Дом переехал “. Качение применяется в подшипниках, о которых уже упоминалось, а применение смазки во много раз снижает нагрев деталей. Позвольте процитировать стихотворение “ Трение - наш друг или враг “.
Что твакое трение?
Трение - явление.
Враг оно нам или друг?
Это знают все вокруг.
Если б трение пропало,
Что со всеми нами стало?
Мы ходить бы не смогли,
Оттолкнувшись от Земли.
Если б взяли что - то вдруг.
Оно выпало б из рук.
Помогает трение
Начинать движение
Всем машинам, тракторам,
Мотоциклам, поездам.
. . . Но при том приносит вред
И не мало разных бед.
В станках, приборах трутся части,
И это - главное несчастье.
Ну и все автомашины
Быстро снашивают шины!И поэтому вопрос
Не настолько уж и прост:
Тренье - друг наш или враг?
Ответ двоякий: так и так.
Судья: Ну, что ж, позиция обвинителя и защиты суду ясны. Я предоставляю последнее слово подсудимой. Подсудимая, встаньте.
Подсудимая: Ваша Честь, я признаю свою вину и. . . не признаю. В одних случаях я приношу вред, а других - пользу. Люди должны понимать это и научиться в каких-то случаях уменьшать мое действие, а в каких-то наоборот, усиливать. А виновата ли я или нет, решать Вам.
Судья: Мы выслушали все стороны и теперь суду предстоит вынести решение. (идет обсуждение судебного заседателей).
Секретарь: Встать, суд идет!
Судья: Посовещавшись, мы приняли решение. Очень трудно судить _ чего больше от трения: пользы или вреда. Поэтому, суд решил: трение оправдать и освободиь в зале суда. А так же вынес частное определение: людям свмим надо решать: полезно трение или вредно, исходя из этого, выбирать способы его уменьшения или увеличения.
На этолм наше судебное заседание считается закрытым.