Цели:
- Измерить силу трения скольжения, исследовать экспериментально зависимость силы трения скольжения и коэффициента от веса тела, площади трущихся поверхностей, от состояния этих поверхностей, сравнить виды трения;
- Развивать навыки самостоятельной индивидуальной работы и работы в группе, умение сравнивать, наблюдать;
- Воспитывать самостоятельность делать выводы, подходить творчески к выполнению эксперимента, повысить познавательный интерес к науке.
Задачи:
- Проверять теоретические предположения экспериментально, рассчитывать µ;
- Развивать умение логически мыслить, сопоставлять, сравнивать, самостоятельно делать выводы;
- Проявлять инициативу, активность, самостоятельность, творческий интерес.
Оборудование: динамометры, бруски, набор грузов, линейка масштабная, лист жести, бумага, полоска стекла, полоска наждачной бумаги, деревянная полоска, трибометр, круглые карандаши.
План урока
| № п | Содержание | Методы и приемы |
| 1. | Повторение вопросов о видах трения в природе. | Беседа, фронтальный опрос. |
| 2. | Изложение и закрепление материала. | Беседа, демонстрация опытов, лабораторная работа. |
| 3. | Сила трения покоя. Сила трения скольжения. Измерение Fтр ск. Определение µ. |
Применение учащимися научных методов: наблюдение, сравнение, сопоставление, выдвижение гипотез, теоретические выводы, экспериментальная проверка теоретического предвидения. |
| 4. | Вопросы заданий. | Запись на карточках и в тетрадях. |
| 5. | Задание на дом. | Запись на доске и в дневниках. |
Ход урока
1. Организационный момент. Мотивация. (Приветствие, отметка отсутствующих, сообщение темы, целей урока, прочтение эпиграфа)
Тема сегодняшнего урока чрезвычайна важна и интересна. Сила трения - важнейший фактор, который необходимо учитывать при разработке машин, механизмов и технологии производства.
Сегодня вы - мои коллеги, физики-экспериментаторы, исследователи Fтр. скольжения и определение µ скольжения. Именно этой работе посвящена наша научная работа. Процесс научного творчества состоит из звеньев (читаю на доске):
Исходные факты
Гипотеза
Следствия
Эксперимент
Исходные факты
Все это звенья процесса научного познания, и мы сегодня вместе в таком процессе поучаствуем.
(Демонстрирую движение бруска по столу с динамометром)
2. Актуализация знаний.
| Вопросы учителя | Ответы учащихся |
| * Какие силы действуют на брусок? | Fт., сила реакции опоры, сила движения по 2 закону Ньютона, F трения скольжения |
| * Какая сила называется силой трения скольжения? | Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого |
| * Куда направлена F тр. ск.? | В сторону, противоположную направлению движения |
| * Какие виды трения вы знаете? | Трение покоя, скольжения , качения |
| * Назвать формулу F тр. и величины, входящие в нее. | Fтр.= µ· N |
| * Как определить µ? | µ =F/N |
3. Исходные факты
Итак, сила трения - качественно другая сила в отличии от Fт., Fупр., с действием которой мы часто встречаемся в нашей повседневной жизни, а сегодня мы познакомимся с законами трения, такого важно необходимого явления.
3. Выдвижение гипотезы.
Наша цель - измерить Fтр. ск.- одного из видов трения, определить µ скольжения, выяснить от чего зависит Fтр.
1500 г.
Великий итальянский художник, скульптор, ученый Леонардо да Винчи проводил странные опыты, чем удивлял своих учеников: он таскал по полу то плотно свитую веревку, то ту же веревку во всю длину. Его интересовал вопрос: зависит ли Fтр. ск. от величины площади соприкасающихся поверхностей? Механики того времени были убеждены, что чем больше площадь касания, тем больше сила трения. Они рассуждали так: чем больше точек касания, тем больше Fтр. Леонардо да Винчи усомнился, и стал проводить опыты, и получил потрясающий вывод: Fтр. ск. не зависит от площади соприкасающихся тел.
1699 г.
Французский ученый Амонтон в результате своих опытов подтвердил неожиданный вывод Леонардо да Винчи, но считал, что Fтр. ск. зависит от скорости движения тел.
В течение 18 и 19 веков насчитывалось до 300 исследований на эту тему. Их авторы соглашались в том, что Fтр. пропорциональна силе реакции опоры, т.е. силе нормального давления, действующей на соприкасающиеся тела, но вызывал недоумение, что Fтр. не зависит от площади трущихся тел.
1748 г.
Действительный член Российской Академии Наук Э.Эйлер опубликовал свои ответы, что Fтр. зависит от N, v, от шероховатости трущихся поверхностей.
1779 г.
В связи с внедрением машин и механизмов в производство назрела острая необходимость в более глубоком изучении этого явления. Выдающийся французский ученый Кулон занялся этим вопросом и потратил 2 года. Он ставил опыты на судостроительной верфи в одном из портов Франции. Там он нашел те практические производственный условия и получил утвердительные ответы.
Но спор между учеными продолжается и по сей день.
Группой ученых при АН института химической физики открыто явление аномального низкого трения, т. е. резкое уменьшение Fтр. при уменьшении давления и облучения трущихся поверхностей гамма-лучами. Очевидно этот эффект найдет особенно большое применение в космосе, но нас интересует, что это за явление, о котором спор продолжается и сейчас.
4. Выдвижение гипотез и следствия.
(На доске записано):
| №п. | Вопросы | Гипотеза |
| 1. | Сравнить Fтр.п. , Fтр.ск., Fтр.кач. | Fтр.кач.- наименьшая, Fтр. п. - наибольшая |
| 2. | Как зависит Fтр.ск. от веса тела? | Увеличивается |
| 3. | Зависит ли от веса тела µ? | Нет |
| 4. | Зависит ли Fтр.ск. от состояния соприкасающихся поверхностей? | Да, нет |
| 5. | Зависит ли Fтр от площади трущихся поверхностей? | Да , нет |
5. Эксперимент (лабораторная работа)
Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: "Один опыт я ставлю выше, чем тысяча мнений, рожденных только воображением". Поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы.
(На столах лежат приборы и все необходимое для проверки и проведения лабораторной работы).
Образцы карточек - памяток № 1-4, в которых дети будут записывать результаты, прилагается. По ходу работы по карточкам учитель записывает результаты на доске с комментариями:
| №п. | Вопросы | Результаты |
| 1. | Сравнить Fтр.п. , Fтр.ск., Fтр.кач. | Fтр.кач.- наименьшая, Fтр. п. - наибольшая |
| 2. | Как зависит Fтр.ск. от веса тела? | Увеличивается прямо пропорционально Р |
| 3. | Зависит ли от веса тела µ? | Нет |
| 4. | Зависит ли Fтр.ск. от состояния соприкасающихся поверхностей? | Да |
| 5. | Зависит ли Fтр от площади трущихся поверхностей? | Нет |
Таким образом, мы подтверждаем наши гипотезы и опыты ученых.
В практике очень часто применяется еще один метод определения µ по измерению tg ? наклона, при котором тело соскальзывает по наклонной плоскости. Это задание дается на дом для 2 учеников, которые на следующем уроке нам расскажут о своих результатах.
6. Итоги (исходные факты).
Итак, сила трения является функцией скорости взаимодействующих тел, т.к. Fтр.ск. направлена по поверхности соприкосновения в сторону противоположную относительной скорости движения, что делает ее отличной от сил тяготения и упругости.
(Выставляю оценки за урок с комментариями -5 чел ), а за лабораторную работу оценки выставлю на следующем уроке)
7. Домашнее задание: повторить § 7-9, дополнительное задание для желающих.
Ребята! Толпы избегай!
Открой для немногих душу -
Меж многих легко застрять,
Как в песке сыпучем.
(древнегреческий философ Ибн ар Руми)
Вы согласны с ним?! Молодцы! Спасибо за урок!
Литература
- Громов А.В., Родина Н.А. Физика - 8 кл. М., "Просвещение" 2005г.
- Под редакцией В.Г.Разумовского и Л.С. Хижняковой "Современный урок физики в средней школе", М.”Просвещение” 1998г.
- “Структура урока. Структурный анализ урока”, Саратов,2003г.
- "Поурочные планы по физике в 8 классе"