Сила трения. 10-й класс

Цели:

• образовательная – дать определение силы трения, ее видов, дать формулу для расчета силы трения, познакомить с силой трения покоя, научить решать задачи на расчет движения с учетом силы трения, научить определять ее положительное и отрицательное значение в быту и технике;
• развивающая – развить умение мыслить, анализировать, обобщать; формирование чувства новизны и любознательности; развить самостоятельность, творческое начало, кругозор;
• воспитательная – воспитать внимание, усердие, трудолюбие, стремление к достижению поставленной цели.

Тип урока: комбинированный, т.е. урок обобщения и систематизации знаний с элементами объяснения нового материала.

Методы обучения: диалогический (с обратной связью) и эвристический (поисковая беседа).

Применяемые технологии обучения: компьютерная + тестовая технологии (на этапе повторения пройденного материала); технология проблемного обучения + групповая технология (на этапе формирования ЗУНов) + здоровьесберегающая (физкультминутка).

Оборудование:

• экран с проектором для демонстрации слайдов;
• динамометры – 15;
• бруски деревянные – 15;
• наборы грузов – 15;
• стакан;
• широкий сосуд с водой
• подставка.

Ход урока

I. Организационный момент (6 мин.)

1. мобилизующее начало (проверка готовности к уроку)(1 мин);
2. фронтальный опрос с применением тестовой технологии и ИКТ (5мин).

На экране слайды 3–32 для повторения.

Компьютерная и тестовая технологии обучения.

Один ученик отвечает на вопросы с 4 вариантами ответов, причем с учетом правильности ответа на экране высвечивается «ВЕРНО» или «НЕВЕРНО»; время на обдумывание ответа – 20с, считается автоматически. Еще 10 человек выполняют такую же работу индивидуально на ноутбуках, принесенных в класс.

II. Формирование новых знаний, умений, навыков (20 мин.)

1) Мотивация (1 мин).

Учитель: Мы повторили с вами все про силу упругости, а сейчас приступаем к изучению другой силы – СИЛЫ ТРЕНИЯ.

На экране слайд с названием новой темы (слайд  9).

Учитель: Где в жизни вы встречались с трением?

Ученики: При движении в транспорте, при катании на коньках, нитки в одеждедержатся за счет трения, при ходьбе...

2) Формирование новых ЗУНов (19 мин).

Учитель: Рассмотрим движение автомобиля.

На экране слайд  10.

Вот автомобили с передним и задним приводом. Сила трения, действующая на ведущие колеса, всегда будет направлена по движению и помогает движению.

Сила трения, со стороны ведомых колес направлена против движения. То есть сила трения может помогать, а может и препятствовать движению. Трение может быть полезным, а может быть вредным. Приведите примеры.

Ученики приводят примеры полезного трения (при ходьбе, движении и т.д.) и вредного трения (при трении частей деталей механизмов и т. д.)

Запишем определение силы трения.

Слайд на экране 11 «Определение силы трения»

Учитель: Вспомним причины трения.

Ученики: Называют причины трения и в подтверждение их слов на экране слайд 12 «Причины трения».

Учитель: Рассмотрим виды трения. Вспомните, какие виды трения вы знаете?

Ученики: Называют виды трения, которые они запомнили еще из? класса. В подтверждение их слов на экране слайд 13 «Виды трения».

Первый вид трения – трение покоя Fтр пок.

Беру книгу и кладу на нее карандаш. Книгу осторожно наклоняю, карандаш не падает какое-то время. Значит, сила трения покоя СУЩЕСТВУЕТ. Попробуйте дать определение Fтр пок. Ученики пытаются дать определение, как силы, возникающей между неподвижными телами. В подтверждение их слов слайд 14 на экране.

Также появляется определение Fтр пок max.

Запись на доске:

• F ≈ Fтр пок max – тело в покое;
• F > Fтр пок max – тело начинает скользить.

На экране видео «Сила трения покоя» слайд 16.

Здоровьесберегающая технология (физкультминутка).

Ученикам предлагаю сделать несколько упражнений для рук и ног, а также для глаз (1мин.)

Технология проблемного обучения + групповые технологии.

Попробуем установить формулу для расчета Fтр пок max. У вас на столах находится динамометр и брусок. Используя их, попытайтесь определить величину Fтр пок max, двигая брусок с разным количеством грузов поочередно. Что вы заметили?

Ученики: Нагружая брусок, Fтр пок max увеличивается.

Учитель: С увеличением груза, увеличивается вес тела Р, а по 3 закону Ньютона возникает сила реакции опоры N, противоположная Р. Значит Fтр пок max пропорциональна N. Если ввести коэффициент пропорциональности между Fтр пок max и N равный µ, то формула примет вид

где µ – коэффициент трения покоя, зависит от материала трущихся поверхностей и качества их обработки; определяется из таблиц.

На экране слайд 17.

Учитель: Попробуем определить, зависит ли Fтр пок max от площади поверхности.

Для этого определите Fтр пок max, двигая брусок сначала на широкой поверхности, затем на узкой его части. Что вы можете сказать о величине Fтр пок max?

Ученики: Fтр пок max одинакова в обоих случаях. Вывод Fтр пок max не зависит от площади поверхности.

На экране слайд 19.

Второй вид трения – трение скольжения.

На экране слайд 20.

При движении, когда F > Fтр пок max, возникает Fтр ск – сила трения скольжения, которая зависит от скорости движения (в этом отличие силы трения от силы упругости и силы тяготения). Из опыта мы знаем, что сначала тело сдвинуть трудно, а потом оно движется легко. При малых скоростях

Fтр ск ≈Fтр пок max= µ N.

Fтр ск всегда направлена противоположно скорости движения тел. Уменьшить Fтр ск можно с помощью смазки.

Третий вид трения – трение качения Fтр кач.

На экране слайд 21.

Ставлю на стол стакан и пытаюсь его сдвинуть, затем кладу стакан на бок и он сам катится.

Учитель: Почему катить легче, чем скользить? От чего это зависит?

Ученики: Площадь поверхности соприкосновения различная.

Вывод: Fтр кач << Fтр ск.

На экране слайд 22 с видео «Соотношения между видами трения».

Трение покоя, трение скольжения, трения качения – это разновидности сухого трения, т.к. оно происходит между твердыми телами.

Четвертый вид трения – жидкое трение, его часто называют трение сопротивления Fсопр.

Оно возникает в жидкостях и газах. Это трение возможно только при движении и не существует в покое.

Fсопр зависит от размеров, формы и состояния поверхности; свойств среды; скорости движения.

При малых скоростях Fсопр = k₁υ; при больших скоростях Fсопр = k₂υ²; k₁ и k₂ – коэффициенты сопротивления, зависящие от формы, размеров и состояния поверхности; свойств среды (вязкости). Причем k₁ ≠ k₂

Сравним сухое и жидкое трение (опыт). Прошу одного из учеников сдвинуть с места деревянный брусок, лежащий на столе, подув на него. Затем в широкий сосуд наливаю воду, кладу туда этот же брусок, и прошу ученика, подув также на него, сдвинуть с места. Учащийся без труда делает второй опыт. Какой вывод вы сделаете из этой демонстрации?

Ученики: Fтр пок max существует в твердых телах и имеет определенное значение; Fтр пок в жидкостях не существует; сила сопротивления меньше силы трения покоя максимальной.

III. Закрепление материал (14 мин.)

Слайд 24.

IV. Итог урока (3 мин.)

Что нового узнали на уроке?

Оценки за урок.

V. Домашнее задание (1 мин.)

На доске слайд 25.