Образовательная цель: достичь усвоения учащимися следующих знаний:
- сила трения,
- причины возникновения силы трения,
- трение скольжения, трение качения,
- зависимость силы трения от веса тела,
- сравнение сил трения скольжения и трения качения.
Развивающая цель: научить учащихся следующим видам деятельности:
- собирать установки для эксперимента по описанию и проводить наблюдения изучаемых явлений;
- измерять силу трения скольжения.
Воспитательная цель:
- Формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельностью учащихся
- Создание благоприятной обстановки на уроке через учёт психофизиологических особенностей учащихся
Демонстрации
- Силы трения покоя, скольжения, трения покоя;
- Измерение силы трения скольжения при движении бруска по деревянной доске;
- Сравнение силы трения скольжения с силой трения качения ;
- Зависимость силы трения от веса тела, от шероховатости поверхности;
- Презентация «Сила трения» (Приложение 1)
Ход урока
1. Организация класса
2. Разминка
Работа с карточками «Обозначения и единицы измерения физических величин»
3. Изучение нового материала
I. Контрольные вопросы:
1. Какую силу называют силой трения?
2. Что является причиной силой трения?
3. Какие виды трения существуют?
II. Вступительное слово учителя:
Ребята, мы с вами много раз говорили, что изучение какой либо науки имеет смысл тогда, когда полученные знания можно применить на практике. В жизни всё время возникают проблемы, которые человеку нужно решать. Как он это делает? Например, есть проблема — как использовать два часа свободного времени? Принимаем вариант «Игра на свежем воздухе».
Какие этапы нужно пройти для решения этой проблемы? Сначала появилась идея поиграть на свежем воздухе. Что дальше? Начинаются рассуждения, расчеты: какую игру выбрать, хватит ли на это времени, кто будет играть и так далее. Наконец, мы претворяем в жизнь, то есть осуществляем на практике, эту идею: идем на стадион, делимся на команды и прочее. Какая цепочка действий по решению проблемы у нас получилась?
А вот какая: проблема — идея — расчеты — практика
Запомним эти ступени. Человек всегда проходит по ним, решая задачи, возникающие перед ним в жизни и на работе.
Итак, сегодня мы познакомимся с новой силой – силой трения, ее видами, выясним причины возникновения силы трения, выясним зависимость силы трения от веса тела, сравним силы трения скольжения и трения качения.
Класс разбивается на группы по 3—4 человека.
Каждая команда имеет оборудование и карточку-задание.
III. Повторение, подготовка к изучению темы
Фронтальный опрос:
1) Как в природе можно обнаружить действие силы?
2) В чём проявляется действие силы?
3) Приведите примеры взаимодействия тел друг с другом, в результате которого изменяется направление скорости движущихся тел.
4) Приведите примеры взаимодействия тел друг с другом, в результате которого изменяется значение скорости.
5) Каковы основные свойства сил?
6) Каким прибором измеряется сила?
7) Назовите единицы силы.
8) Дайте определение равнодействующей сил.
IV. Постановка проблемы
Демонстрация опытов:
1. Колебания математического маятника;
2. Скатывание с наклонной плоскости легкоподвижной тележки.
Тележка катится до конца демонстрационного стола, не изменяя заметным образом своего движения. Отмечаем ее положение флажком. На поверхности демонстрационного стола расстилаем линолеум. Тележка скатывается с наклонной плоскости и останавливается, не доезжая до конца демонстрационного стола. Отмечаем флажком новое положение. На поверхность демонстрационного стола насыпаем песок. Движение тележки после скатывания быстро замедляется, и она останавливается недалеко от наклонной плоскости. Отмечаем третье положение тележки.
Вопросы к учащимся:
Как объяснить эти явления?
Почему маятник, приведенный в движение, останавливается?
Почему тележка в трех случаях проезжает разные дистанции?
Ответ учащихся: «Потому, что на тело действует тормозящая сила».
V. Идея
Учитель: Выясняем происхождение этой силы.
Работа в группах:
Выполнить задание по обнаружению «тормозящей силы»:
1. Соорудите наклонную плоскость из фанерной доски и бруска.
2. Положите на наклонную плоскость цилиндр боковой поверхностью и отпустите.
3. На ту же наклонную плоскость положите цилиндр торцом и отпустите.
Ответить на вопросы:
1. Что явилось причиной движения цилиндра в первом опыте?
(Сила тяжести.)
2. Что явилось причиной покоя цилиндра во втором опыте?
(Возникновение силы, компенсирующей силу тяжести.)
3. Что явилось причиной изменения скорости маятника и тележки на столе учителя?
(Изменение скорости произошло вследствие взаимодействия маятника и воздуха, тележки и поверхности, по которой она двигалась.)
Сделать вывод.
Вывод: обнаружили новую силу.
Учитель: Даем определение новой силы
(учащимся предлагается дать определение силы трения):
Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная в сторону, противоположную движению, называется силой трения. (Запись в тетради)
VI. Расчеты
Учитель: чем характеризуется любая сила?
Ответы учащихся: Модулем или числовым значением; направлением; точкой приложения.
Учитель: обозначается
сила трения - 
(Запись в тетради)
Учитель: Как можно измерить силу трения?
Работа в группах:
Выполнить задание:
1. На фанерную плоскость положить деревянный брусок с грузами.
2. Зацепить динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
3. Отметить показания динамометра.
Ответить на вопросы:
1. Какое значение силы показывает динамометр?
2. На тело действует сила, но скорость движения не изменяется.
Значит, существует компенсирующая сила, равная силе динамометра. Куда направлена сила, равная движущей силе?
(Сила направлена против движения бруска.)
3. Где находится точка приложения этой силы?
(В месте контакта двух поверхностей.)
Сделать вывод.
Вывод: измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении, мы находим силу трения.
Учитель: Каковы причины возникновения силы трения?
Работа в группах:
Выполнить задание по выяснению зависимости силы трения от шероховатости поверхности:
1.Сравнить движение металлического шарика по стеклу, столу и наждачной бумаге.
Сделать вывод.
Вывод: причиной трения является шероховатость поверхности соприкасающихся тел.
Учитель: Самые гладкие на вид поверхности имеют неровности, которые препятствуют движению одного тела по поверхности другого. Но оказывается, уменьшение неровностей снижает силу трения только вначале. Дальнейшее уменьшение шероховатости приводит к увеличению силы трения.
Вторая причина возникновения силы трения — молекулярное взаимодействие, которое приводит как бы к прилипанию соприкасающихся поверхностей.
Итак, есть две причины возникновения силы трения: неровности поверхности и наличие сил притяжения между молекулами соприкасающихся поверхностей, при шероховатых поверхностях трение обусловлено главным образом первой причиной, а при очень гладких поверхностях сказывается молекулярная природа трения.
Если при движении соприкасаются твердые поверхности тел, трение называют сухим.
VII. Практика
Учитель: От чего зависит сила трения?
Работа в группах
Выполнить задание по выяснению зависимости силы трения
от веса тела (первая группа)
1. На фанерную плоскость положить деревянный брусок с 1 грузом.
2. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
3. Отметить показания динамометра.
4. На фанерную плоскость положить деревянный брусок с 2 грузами.
5. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
6. Отметить показания динамометра.
7. На фанерную плоскость положить деревянный брусок с 3 грузами.
8. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
9. Отметить показания динамометра.
Сделать вывод.
Выполнить задание по выяснению зависимости силы трения от материала соприкасающихся тел (вторая группа)
1. На фанерную плоскость положить деревянный брусок .
2. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
3. Отметить показания динамометра.
4. На стеклянную плоскость положить деревянный брусок .
5. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
6. Отметить показания динамометра.
7. На плоскость, покрытую наждачной бумагой, положить деревянный брусок .
8. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
9. Отметить показания динамометра.
Сделать вывод.
Сравнение силы трения скольжения и силы трения качения
1. На фанерную плоскость положить деревянный брусок .
2. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
3. Отметить показания динамометра.
4. На фанерную плоскость положить деревянный брусок и под брусок положить два карандаша без граней.
5. Зацепить брусок динамометром и равномерно перемещать по плоскости.
6. Отметить показания динамометра.
Сделать вывод.
Вывод: сила трения зависит от материала соприкасающихся тел, от нагрузки, от шероховатости и не зависит от площади контакта тел.
Учитель: Как же можно уменьшить силу трения?
Ответы учащихся: Уменьшить силу трения можно, повлияв на причины, обусловливающие значение силы трения (шероховатость, материал, нагрузка).
Учитель: Но в жизни часто бывает так, что эти причины не устранимы. Единственный способ — заменить один вид трения на другой.
Высказанное предположение подтверждаем опытами.
Демонстрация: 1. На перевернутую вверх колесами тележку помещаем груз. Тележку равномерно перемещаем по поверхности. Отмечаем показание динамометра. Затем тележку ставим на колеса и помещаем тот же груз.
При равномерном перемещении динамометр отмечает меньшее значение силы. При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
2. Наклонную плоскость устанавливаем под таким углом, что легкоподвижная тележка свободно въезжает вверх по наклонной плоскости. Поверхность наклонной плоскости смазываем вазелиновым маслом. Теперь тележка не может въехать вверх, ее колеса скользят.
При равных условиях вязкое (жидкостное) трение всегда меньше сухого трения.
3. Смазанный машинным маслом подшипник качения.
Для уменьшения трения применяют сразу два способа.
Фронтальная беседа
1. Почему шины автомобилей делают с рифленой поверхностью?
2. Почему некоторые детали механизмов требуют смазки?
3. Почему масло легче разрезать проволокой, чем ножом?
4. О какой опасности предупреждает дорожный знак с надписью «Осторожно, листопад!»?
5. Опрятней модного паркета
Блистает речка, льдом одета.
Мальчишек радостный народ
Коньками звучно режет лед…
(А.С.Пушкин, «Евгений Онегин»)
Почему коньки хорошо скользят по льду?
4.Физкультминутка
5. Учитель: Сегодня, в ходе урока, вы прошли цепочку проблема — идея — расчеты — практика , которая соответствует ходу научного исследования. Таким образом, вы познакомились к тому, как происходят открытия в науке, как появляются новые знания. Вашим открытием стало знание о силе трения.
Задание:
Пользуясь планом ответа о силе, дайте описание силы трения.
Отвечает один учащийся от группы.
6. Контроль усвоения темы
Тестовое задание
1. Сила — причина …
A. … только изменения скорости тела.
Б. … только деформации тела.
B. … изменения скорости и деформации тела.
Г. … движения тела.
2. Если тело покоится или движется равномерно, значит …
A. … все силы направлены в одну сторону.
Б. … на него не действуют силы.
B. … силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Г. … на него не действуют силы или их равнодействующая равна нулю.
3. Силой трения называют силу …
A. … с которой Земля притягивает к себе тела.
Б. … действующую на тело со стороны деформированной опоры и направленную против деформирующей силы.
B. … с которой тело вследствие земного притяжения действует на опору или подвес.
Г. … возникающую при движении одного тела по поверхности другого и направленную в сторону, противоположную движению.
4. Точка приложения силы трения расположена …
А. … в центре тела.
Б. … в точке контакта двух тел.
В. … в точке действия внешней силы.
Г. … в любом месте тела.
5. Сила трения всегда направлена …
A. … противоположно движению тела.
Б. … противоположно деформирующей силе.
B. … вертикально вниз.
Г. … влево или вправо.
6. Сила трения зависит от …
A. … нагрузки.
Б. … шероховатости поверхностей.
B. … вида материала контактирующих поверхностей.
Г. … всех вышеперечисленных факторов.
7. Силу трения можно уменьшить …
А. … заменяя один вид трения другим.
Б. … заменяя скольжение качением.
В. … смазывая трущиеся поверхности.
Г. … увеличивая скорость тела.
8. Парашютист, масса которого 70 кг, равномерно опускается. Чему равна сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста?
A. 350 Н.
Б. 700 Н.
B. 70 Н.
Г. Среди ответов А — В нет правильного.
Семь выполненных заданий — отметка «4» (7 баллов),
8 выполненных заданий — отметка «5» (8 баллов).
7. Подведение итогов урока
8. Домашнее задание
§ 30,31,32