Сила трения. 7-й класс

Тип урока: изучение  нового материала.

Цель урока: ознакомить учащихся с явлением трения.

Задачи:

• Образовательная: ввести понятия силы трения покоя, скольжения и качения; выяснить причины возникновения сил трения; экспериментально измерить силы трения покоя и скольжения; исследовать зависимость силы трения скольжения от веса тела, вида поверхности и площади опоры; продолжить формировать умения пользоваться приборами, анализировать, сравнивать результаты опытов; показать полезное и вредное действие сил трения; использование трения в природе и технике.
• Развивающая: развивать познавательный интерес; творческое и логическое мышление; способности выдвигать гипотезы.
• Воспитательная: прививать культуру умственного труда, самостоятельность, аккуратность.

Методы обучения: наглядные методы, словесные методы, проблемный метод, практические методы обучения, объяснительно-иллюстративный метод, частично-поисковый.

Оборудование для учителя: электронная доска, компьютерная презентация "Сила трения. Трение в природе и технике", самодвижущаяся тележка (или заводной автомобиль), песок, динамометр, стеклянные пластины – 2 шт, подшипники, плоскогубцы.

Оборудование для учащихся:  деревянный брусок, набор грузов, динамометр, лист  наждачной бумаги, деревянная дощечка, бланки для оформления результатов экспериментов.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Мотивация и постановка цели урока

Учитель: На предыдущих уроках мы ознакомились с гравитационными силами и силой упругости. Сегодняшний урок мы посвятим изучению сил трения. <Слайд 1>. Изучать трения стали более 500 лет назад. Наиболее выдающиеся работы по изучению сил трения принадлежат  Леонардо да Винчи  и Шарлю Кулону. <Слайд 2>. С трением мы встречаемся везде и повсюду. И когда держим предметы в руке, и когда идём, едем в транспорте  перечислять можно бесконечно. А начнём мы изучение  трения с сил трения, возникающих между соприкасающимися поверхностями твёрдых тел.

III. Получение новых знаний

Учитель: Как будет двигаться автомобиль по горизонтальной дороге после выключения двигателя? <Слайд 3>

Ученик: После выключения  автомобиль будет уменьшать свою скорость и через некоторое время остановится.

Учитель: Какова причина остановки автомобиля?

Ученик: Автомобиль взаимодействует с дорогой.

Учитель: После выключения двигателя автомобиль должен двигаться прямолинейно и равномерно, т.к. на него не действуют другие тела, но он через некоторое время останавливается под действием  силы, которая называется силой трения.

При  соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее движению, которое называют трением. Силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения. Она обозначается F_тр. Сила трения, как и любая другая сила, имеет точку приложения, модуль и направление. <Слайд 4>
Учитель: Выясним причины возникновения сил трения. <Слайд 5>.

Демонстрация:движение  тележки  по ровному столу  и по насыпанному на столе песку.

Демонстрация: относительное движение  стеклянных пластинок.

Учащиеся выдвигают гипотезы о возможных причинах возникновения силы трения  и делают вывод о причины возникновения силы трения. <Слайд 6>.

Причины возникновения силы трения

• Шероховатость поверхностей
• Взаимодействие молекул соприкасающихся тел

Учитель: <Слайд 7> Различают три вида трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения. Сила трения, препятствующая возникновению движения одного тела по поверхности другого, называют силой трения покоя (F_тр.п.). <Слайд 8>. Всегда ли сила трения покоя мешает движению тела? <Слайд 9>.

Учащиеся приводят  примеры доказывающие, что сила трения  покоя помогает сдвинуться телу с места, а так же примеры подтверждающие, что сила покоя трения мешает движению тел.

Приложение 1. Гиперссылка  включает видеофрагмент  «Сила трения помогает движению».

Учащиеся делают вывод, если сила трения покоя мала, то телу трудно изменить скорость.

Учитель: Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная против движения тела, называется силой трения скольжения (F_тр) <Слайд 10>. Силу трения можно измерить. А каким прибором измеряют силу?

Ученик: Силу измеряют динамометром.

Учитель: Почему брусок не сдвигается с места, если приложить к нему небольшую силу?

Ученик: Движению бруска мешает сила трения покоя.

Учитель: Как измерить максимальную силу трения покоя? <Слайд 11>.

Ученик: Необходимо плавно увеличивать действующую силу и измерить её максимальное значение, при котором брусок ещё покоится.

Учитель: Какие силы будут действовать на брусок, если  двигать его по столу равномерно.

Ученик: Одна сила – это сила упругости, направленная в сторону движения. Вторая сила – это сила трения, направленная против движения.

Учитель: Чему равна равнодействующая этих сил, если брусок движется равномерно?

Ученик: Если брусок движется равномерно, равнодействующая этих сил равна нулю. Следовательно, сила трения и сила упругости равны по модулю и противоположны по направлению. Динамометр показывает силу упругости, равную по модулю силе трения.

Вывод: При измерении силы трения скольжения деревянного бруска по столу необходимо прикрепить динамометр к бруску и равномерно двигать брусок по столу, держа динамометр горизонтально. Измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении, мы измеряем силу трения. <Слайд 12>.

Учитель: Как вы думаете, равны ли сила трения скольжения и максимальная сила трения покоя?

Учащиеся высказывают свои предположения.

Учитель: Ребята предлагаю экспериментально подтвердить(или опровергнуть)  ваши предположения.

Учащиеся проводят эксперимент «Измерение максимальной силы трения покоя и силы трения скольжения», полученные данные вносят в бланк для оформления результатов экспериментов, а также заполняется подобный бланк у доски. Приложение 1.

Сравнение результатов эксперимента и анализ полученных данных.

Вывод: максимальная сила трения покоя немного больше силы трения скольжения.

Приложение 1. Гиперссылка  включает видеофрагмент  «Измерение сил трения».

Учитель: Ребята, слон Галактион после просмотра шоу «Ледниковый период» очень бы хотел научиться кататься на коньках. И ему необходимо знать, зависит ли сила трения скольжения от веса тела? <Слайд 13>.

Выдвижение гипотез учащимися и проведение эксперимента «Исследование зависимости силы трения скольжения от веса тела».

Учащиеся проводят эксперимент, полученные данные вносят в бланк для оформления результатов экспериментов, а также заполняется подобный бланк у доски. <Слайд 14>.

Приложение 2.

Сравнение результатов эксперимента и анализ полученных данных.

Вывод: Чем больше вес тела, тем большая возникает сила трения скольжения.

Приложение 1. Гиперссылка  включает видеофрагмент  «Силы трения и  вес тела».

Учитель: Щенок Дик задумался, зависит ли сила трения скольжения от вида и обработки поверхностей? Помогите ему найти ответ на интересующий его вопрос. <Слайд 15>.

Выдвижение гипотез учащимися и проведение эксперимента «Исследование зависимости силы трения скольжения от вида и обработки поверхностей».

Учащиеся проводят эксперимент, полученные данные вносят в бланк для оформления результатов экспериментов, а также заполняется подобный бланк у доски. <Слайд 16>.

Сравнение результатов эксперимента и анализ полученных данных.

Вывод: большая сила трения скольжения возникает при движении тела по более шероховатой поверхности.

Приложение 1. Гиперссылка  включает видеофрагмент  «Зависимость силы трения от вида поверхности».

Учитель: Котёнок  Барсик считал кота Василия самым мудрым в своём дворе, и обратился к нему с вопросом: «Зависит ли сила трения скольжения от площади соприкасающихся поверхностей?». Помогите коту Василию не уронить свой авторитет  и найдите ответ на вопрос. <Слайд 17>.

Выдвижение гипотез учащимися и проведение эксперимента «Исследование зависимости силы трения скольжения от площади соприкасающихся поверхностей».

Учащиеся проводят эксперимент, полученные данные вносят в бланк для оформления результатов экспериментов, а также заполняется подобный бланк у доски. <Слайд 18>.

Сравнение результатов эксперимента и анализ полученных данных.

Вывод:  сила трения скольжения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей.
Учитель: Сила, возникающая при движении катящегося без скольжения тела по поверхности другого, называется силой трения качения. <Слайд 19>.

Учитель: Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. <Слайд 20>.
<Слайд 21>. Раздаётся шум и гам. Это спорят Тишка и Кешка. Тишка считает, что трение вредное явление. Кешка утверждает, что трение это – полезное явление. Ребята кто же из них прав?

Учащиеся приводят примеры полезного действия сил трения и вредного.

Учитель цитирует стихотворение.

Что такое 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

Учитель: В зависимости от того полезную или отрицательную роль играют силы трения их увеличивают или уменьшают. Пёс  Рекс, спрашивает: «Какие способы уменьшения сил трения вы можете предложить?» <Слайд 22>.

В результате дискуссии  учащиеся находят способы уменьшения сил трения: введение смазки между поверхностями, замена силы трения скольжения силой трения качения.

Учитель: Почему по гладкому стеклу или листу железа коньки не скользят? <Слайд 23>.

Учащиеся выдвигают гипотезы, и если не смогут самостоятельно найти ответ, воспользуются гиперссылкой.

Приложение 1. Гиперссылка  включает видеофрагмент  «Скольжение по льду».

Учитель: У памятника Петру I в Петербурге есть предистория. По замыслу Фальконе основанием конной статуи Петра должна служить огромная естественная скала, очертаниями своими напоминающая морскую волну. Нужно было отыскать, добыть и доставить в Петербург гранитный монолит таких размеров, какие не встречались до этого в строительной практике. После долгих поисков подходящий камень обнаружили в Лахте, недалеко от Петербурга. Камень был грандиозен. Он весил 1600 тонн, в длину имел 13,2 метра, в ширину – 6,6 метра и в высоту – 8 метров. От места установки камень отделяли 9 километров сухопутного и почти 13 километров водного пути. "Гром-камень" произвел на Фальконе неизгладимое впечатление – это был идеальный вариант для постамента. Единственным затруднением было доставить эту 1600 тонную громадину в город. Ни люди, ни лошади не могли ее сдвинуть. Для этого были построены деревянные желоба обитые медью, по которым должен был перемещаться камень, а в них уложили 30 бронзовых шаров. 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. <Слайд 24>.

Приложение 1. Гиперссылка  включает  видеофрагмент  «Перемещение блоков с помощью брёвен».

Учитель  объясняет роль сил трения в технике: использование подшипников, работа тормозных колодок автомобиля, использование ременной и цепной передачи, использование воздушных подушек на транспортных средствах. <Слайд 25>.

– Большую роль играет трение в природе. <Слайд 26>. Например, лианы, хмель, горох, бобы и другие вьющиеся  растения благодаря трению  могут цепляться за находящиеся   поблизости опоры, удерживаются на них и тянутся к свету. У  растений, имеющих корнеплоды, такие, как морковь,  свекла, брюква, сила трения о грунт способствует удержанию их  в почве. Репейнику, трение помогает распространять  семена, имеющие колючки с небольшими крючками на концах.  Эти колючки зацепляются за шерсть животных и вместе с ними  перемещаются. Семена же гороха, орехи благодаря своей   шарообразной форме и малому трению качения перемещаются легко сами. Тело рыб имеет обтекаемую форму и покрыто слизью, что  позволяет им развивать при плавании большую скорость. Щетинистый покров моржей, тюленей, морских львов помогает им   передвигаться по суше и льдинам. Чтобы увеличить сцепление с грунтом, стволами  деревьев, на конечностях животных имеется целый ряд различных  приспособлений: когти, острые края копыт, подковные шипы, тело   пресмыкающихся покрыто бугорками и чешуйками. Действие органов хватания ( хватательные органы жуков, клешни  рака; передние конечности и хвост некоторых пород обезьян; хобот  слона) тоже тесно связано с трением.

IV. Первичное закрепление

Учитель: Ребята, вы много нового узнали на этом уроке. Ваши знания помогут справиться с заданиями, которые приготовил вам пёс Шарик и его друзья. <Слайд 27>.
Объясните физический смысл пословиц. 1) Коси, коса, пока роса, роса долой – и мы домой. 2) Угря в руках не удержишь. А знаете ли вы, зачем на колёсах тракторов делают глубокий рисунок?
Зачем в гололёд тротуары посыпают песком? Зачем ручки плоскогубцев делают из резины.

V. Подведение итогов урока. Рефлексия <Слайд 30>

VI. Домашнее задание: §30-32 <Слайд 31>

Творческое задание: составление презентаций по темам «Трение в природе», «Трение в технике», «Трение у нас дома»

Список использованной литературы:

1. А.В.Пёрышкин. Физика 7:М – Дрофа, 2010.
2. А.Е.Марон, Е.А.Марон Физика 7, дидактические материалы: М – Дрофа, 2004.
3. В.И.Лукашик, Е.В.Иванова. Сборник задач по физике 7-9 М – Просвещение, 2008.
4. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/?subject[0]=30
5. Физика 7-9 классы. Библиотека электронных наглядных пособий.
6. Класс!ная физика для любознательных http://class-fizika.narod.ru/tren8.htm
7. Википедия http://wiki.norcom.ru/wiki/