Урок физики с комплексом LabQuest. 10-й класс

На уроке используется групповая форма работы. Учащиеся в группах должны определить: какое оборудование они будут использовать, какие измерения будут выполнять, как будут представлять результаты своих измерений. В работе используется новое оборудование комплекса LabQuest: датчик силы и устройство измерения и обработки данных (УИОД).

Тип урока: Лабораторная работа.

Образовательные: систематизировать знания учащихся о силе трения.

Развивающие: развивать познавательную активность учащихся.

Воспитательные: содействовать формированию идеи познаваемости мира. Воспитывать трудолюбие, взаимопонимание между учениками и учителем.

Образовательная: повторить определение, природу, расчетную формулу силы трения, повторить понятие коэффициента трения скольжения, вспомнить от чего зависит коэффициент трения и от чего не зависит.

Развивающая: продолжить работу над формированием навыков проведения самостоятельного эксперимента по физике, анализа результатов, полученных в ходе эксперимента, повышать информационную, коммуникативную культуры.

Воспитательная: воспитание коллективизма, взаимного уважения, нравственных качеств, воспитывать аккуратность и бережное отношение к школьному имуществу.

Оборудование: УИОД, датчик силы, трибометр (линейка и брусок), набор грузов, исследуемые образцы поверхностей (на деревянные линейки наклеены с одной стороны резиновый бинт, с другой стороны – скотч), металлические стержни с круглым сечением (из набора “Кристаллическая решетка” или карандаши с круглым сечением). Компьютер, мультимедийный проектор, интерактивная доска, презентация (Приложение 1)

Этап актуализации знаний и действий.

1. Повторение понятия “сила трения”.
2. Повторение причины возникновения силы трения, ее природы.
3. Повторения видов трения.
4. Повторение расчетной формулы силы трения, ее анализ.
5. Повторение понятия “коэффициент трения скольжения”.

2. Выполнение самостоятельного эксперимента. Работа в группах.
• Группа № 1 изучает зависимость силы трения и коэффициента трения от силы, прижимающей тело к поверхности (силы нормального давления).
• Группа № 2 изучает зависимость коэффициента трения скольжения от рода трущихся поверхностей.
• Группа № 3 производит сравнение силы трения скольжения и силы трения качения.
3. Подведение итогов.
4. Домашнее задание.

Образовательные результаты, которые будут достигнуты учащимися:

1. Учащиеся закрепят смысл физических понятий: “сила трения скольжения”, “коэффициент трения скольжения”.
2. Учащиеся смогут решать практические задачи:
• на измерение сил – веса тела, силы трения;
• на определение коэффициента трения скольжения и качения

Слайд 1. Приветствие.

Слайд 2. Запись темы урока.

Образовательные: систематизировать знания учащихся о силе трения.

Развивающие: развивать познавательную активность учащихся.

Воспитательные: содействовать формированию идеи познаваемости мира. Воспитывать трудолюбие, взаимопонимание между учениками и учителем.

Образовательная: повторить определение, природу, расчетную формулу силы трения, повторить понятие коэффициента трения скольжения, вспомнить от чего зависит коэффициент трения и от чего не зависит.

Развивающая: продолжить работу над формированием навыков проведения самостоятельного эксперимента по физике, анализа результатов, полученных в ходе эксперимента, повышать информационную, коммуникативную культуры.

Воспитательная: воспитание коллективизма, взаимного уважения, нравственных качеств, воспитывать аккуратность и бережное отношение к школьному имуществу.

Учитель: Давайте вспомним, какую силу называют силой трения скольжения. Учащиеся должны дать ответ: Сила трения скольжения – это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения.

У: Какова природа сил трения? Ответ: Сопротивление  сдвигу (сила упругости) в местах неровностей   является  причиной  трения. Если поверхности очень гладкие действуют силы межмолекулярного притяжения. Сила трения имеет электромагнитную природу.

У: Какова классификация основных видов трения? Ответ: Скольжения, качения, покоя, сухое, вязкое (жидкостное).

У: По какой формуле определяют силу трения скольжения? Ответ: F_тр = N.

У: Что такое ? Ответ: Коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения скольжения

У: Как на опыте определить силу трения скольжения? Ответ: Равномерно перемещать брусок при помощи динамометра по поверхности. При равномерном движении силы, действующие на тело, компенсируют друг друга, поэтому сила трения равна по модулю силе тяги.

У: Как определить коэффициент трения скольжения? Ответ: = F/N

У: Зависит ли коэффициент трения от силы трения? От силы нормального давления? Ответ: Коэффициент трения не зависит ни от силы трения, ни от силы нормального давления. Коэффициент трения зависит от рода трущихся поверхностей и качества обработки поверхности.

Выполнение самостоятельного эксперимента. Работа в группах. Учащиеся самостоятельно вырабатывают план проведения эксперимента, выбирают необходимое оборудование, разрабатывают форму отчета по проделанной работе.

• Группа № 1 изучает зависимость силы трения и коэффициента трения от силы, прижимающей тело к поверхности (силы нормального давления).
• Группа № 2 изучает зависимость коэффициента трения скольжения от рода трущихся поверхностей.
• Группа № 3 производит сравнение силы трения скольжения и силы трения качения.

1. Ознакомьтесь с общими правилами техники безопасности проведения практических работ в кабинете физики.
2. Выберите на датчике силы диапазон 10 Н.
3. Подключите датчик к УИОД. Выберите в меню Файл пункт Новый. Если все сделано правильно, датчик определится автоматически, и на экране устройства вы увидите показания датчика.
4. Измените частоту замеров датчика на 5 Гц и Время эксперимента на 10 с.
5. Обнулите показания датчика, выбрав в меню Датчики пункт Ноль.
6. Измерьте вес деревянного бруска с двумя грузами с помощью датчика силы. Занесите значение веса в таблицу отчета.
7. Привяжите один конец нити к крючку датчика силы, а другой конец к крючку бруска. Поместите брусок с прикрепленным к нему датчиком на доску трибометра и положите два груза.
8. Возьмитесь за датчик силы. Запустите процесс измерения. Сбор данных прекратится автоматически через 10 с. Медленно и с небольшим усилием потяните за датчик силы так, чтобы брусок с грузами равномерно перемещался по доске. Следите за тем, чтобы датчик не касался поверхности стола.
9. Проанализируйте полученные данные. Определите среднее значение силы трения скольжения деревянного бруска с грузами по дереву. Для этого выполните следующее:
1. выделите стилусом участок графика, соответствующий скольжению тела;
2. выберите в меню Анализ пункт Статистика, затем пункт Сила;
3. статистические данные эксперимента отобразятся в поле, расположенном справа от графика. Занесите среднее значение силы в таблицу отчета.
10. Повторите работу по пп. 8-9 еще два раза и вычислите среднее значение силы трения. Занесите результаты измерений и вычислений в таблицу отчета.
11. Сделайте вывод и заполните бланк отчета.

Для группы № 1 таблица может иметь следующий вид

Учащимся можно предложить построить график зависимости силы трения от силы нормального давления, доказать, что сила трения пропорциональна силе нормального давления и рассчитать коэффициент трения по графику.

Для группы № 2 таблица может иметь следующий вид

Для группы № 3 таблица может иметь следующий вид

Представитель от каждой группы оформляет на доске результаты работы своей группы.

У: Ребята, давайте посмотрим на результаты исследований и проанализируем их. Мы должны ответить на вопрос: совпадают ли результаты опыта с теоретическими основами.

1. Пропорциональна ли сила трения силе нормального давления? Ответ: результаты опыта подтверждают данное утверждение.
2. Зависит ли коэффициент трения от рода трущихся поверхностей? Ответ: Зависит. Большее значение имеет коэффициент трения дерева по резине, именно поэтому резину используют для увеличения трения (фрикционный материал) при изготовлении шин автомобилей, подошв обуви, лент транспортеров.
3. Сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения? Ответ: Трение качения меньше трения скольжения. Именно поэтому в истории человечества было изобретено колесо. Сейчас в механизмах используют шариковые и роликовые подшипники для уменьшения трения.

§ 3.13, 3.14 по учебнику “Физика. Механика. 10кл.”. Профильный уровень/ Под ред. Г.Я. Мякишева. – М.: “Дрофа”, 2010; вопросы стр.249,251, упр.8 (8,9).

Презентация