Цели урока:
Образовательная – изучить причины трения, силы трения, выяснить природу силы трения, ее направление, отчего она зависит, способы увеличения и уменьшения силы трения.
Развивающая – развитие речевых навыков учащихся, умений анализировать, умений делать выводы по изученному материалу.
Воспитательная – способствовать развитию умения работать в группе, создать условия повышения интереса к изучаемому предмету.
Оборудование: микролаборатория (желоб, штатив, цилиндр, шарик, динамометр, набор грузов, стеклышки, полоски линолеума, бумага, карандаш). Картина В.Перова “Тройка”.
Ход урока
1. Организационный момент. Мотивация учебной деятельности.Ребята, мы сегодня не просто ученики, а естествоиспытатели. Мы с вами – ученый Совет, и на нашем Совете присутствуют УЧЕНЫЕ.
Но прежде чем перейти к испытаниям, нам нужно разгадать кроссворд, который поможет нам узнать, над какой темой мы сегодня будем работать.
2. Повторение пройденного материала.(Проводится актуализация знаний через решение кроссворда) Приложение 1.
Вопросы кроссворда:
- Длина траектории, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени.
- Основная единица длины.
- Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой …
- Физическая величина равная отношению массы тела к его объему.
- Прибор для измерения силы.
- Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.
Итак, мы сегодня будем изучать силу трения.
С явлением трения мы знакомы с детства. В походе мы говорим: “Не натрите ноги”, в школе “Сотрите с доски” и т.д.
Первые исследования трения были проведены итальянским ученым Леонардо да Винчи более 400 лет назад, но его работы не были опубликованы. Законы трения открыли французские ученые Гильом Амонтон и Шарль Кулон.
3. Изучение новой темы.(Объяснение нового материала проводится в виде ролевой игры – заседания Ученого совета. Председателем Ученого совета является учитель, ему помогают трое заранее подготовленных учащихся, играющих роли Галилео Галилея, Исаака Ньютона, и перипатетика. Остальные учащиеся – естествоиспытатели, никаких текстов им не давалось, все выводы они должны сделать сами).
П р е д с е д а т е л ь: Господа естествоиспытатели, коллеги! В Ученый совет поступило заявление некоего Галилео Галилея из Флоренции. А посему я предоставляю ему слово.
Г. Г а л и л ей: Я, Галилео Галилей, сын Винченцо Галилея из Флоренции, утверждаю. Что тело, свободное от воздействия, не меняет свою скорость! Оно будет двигаться по инерции, если на него не действуют другие тела.
П е р и п а т е т и к: Несчастный! Как смеешь ты опровергать учение великого Аристотеля?! Каждому здравомыслящему человеку ясно: чтобы тело двигалось его надо все время толкать! Это очевидно, и не смей тревожить больше великую тень нашего учителя!
И. Н ь ю т о н: Я, сэр Исаак Ньютон, свидетельствую, что закон инерции существует. Великий Галилей совершенно прав.
П е р и п а т е т и к: Еретики! На костер их!
Г. Г а л и л ей: Да, Леонардо Бруно сожгли за идею, “но смерть в одном столетии дарует жизнь в веках грядущих”!
И. Н ь ю т о н: Нас гоните, но мысли наши уже посеяны, ибо ни что не сможет истребить мысль.
П р е д с е д а т е л ь: Господа! Прошу соблюдать порядок и уважать мнение аппонентов. Лучше иметь много идей – с тем, чтобы часть из них смогла оказаться ошибочными, - чем быть правыми всегда. Я думаю, с этим был бы согласен и великий Аристотель.
П е р и п а т е т и к: Но опыт показывает…
Г. Г а л и л ей: Вот именно, опыт Чем проверяется любая гипотеза? Опытом, экспериментом.
И. Н ь ю т о н: полностью с вами согласен, коллега. Надо провести серию опытов. И тогда посмотрим, кто из нас прав.
П е р и п а т е т и к: Ну что ж, посмотрим, хотя я утверждаю…
П р е д с е д а т е л ь: Господа! Довольно дискуссий! Перейдем к опытам.
(Проводит демонстрацию).
Опыт первый: толкнули брусок по столу; он остановился через некоторое время.
П е р и п а т е т и к: Вот видите, я был прав! Тело остановилось, значит, его все время надо толкать.
Г. Г а л и л ей: А я утверждаю, что его не надо тормозить. Значит, его что-то тормозит.
П е р и п а т е т и к: (обращаясь к классу) Что же?
У ч а щ и е с я: Трение. Поверхности трутся друг о друга, и тело тормозится
И. Н ь ю т о н: Я бы выразился точнее: на тело действует сила трения.
П р е д с е д а т е л ь: (обращаясь к классу). И как же она направлена?
У ч а щ и е с я: Против движения.
П р е д с е д а т е л ь: Почему вы так считаете?
У ч а щ и е с я: Если бы она была направлена в сторону движения. То скорость тела возрастала бы. А так как скорость уменьшается, значит, сила направлена против движения.
П р е д с е д а т е л ь: Так и запомним, что сила трения направлена против движения.
П е р и п а т е т и к: Да откуда же она берется эта сила, в чем причина трения?
П р е д с е д а т е л ь: Для этого мы и собрались, чтобы выяснить все вопросы. Прошу, господа, взять листки бумаги и карандаши. Проведите на листке карандашом любую линию. А теперь то же самое попробуйте сделать на стекле. Что вы наблюдаете?
У ч а щ и е с я: На бумаге остался след от карандаша, а на стекле нет.
П р е д с е д а т е л ь: Странно. Надо выяснить, в чем тут дело. Давайте, господа, рассмотрим поверхности грифеля, бумаги, и стекла в лупу.
У ч а щ и е с я: Поверхность бумаги шероховатая, как и у грифеля. А стекло ровное.
П р е д с е д а т е л ь: Правильно. Что же происходит при движении карандаша по бумаге?
У ч а щ и е с я: Происходит скалывание частей карандаша о неровности бумаги, они остаются на бумаге? На стекле же таких неровностей нет.
П р е д с е д а т е л ь: А как вы считаете, господа, неровности поверхностей соприкасающихся тел способствуют движению или тормозят?
У ч а щ и е с я: Тормозят.
П р е д с е д а т е л ь: Значит, в чем же причина?
У ч а щ и е с я: В шероховатости поверхности соприкасающихся тел.
П р е д с е д а т е л ь: Отлично. Следовательно, если сделать поверхности очень- очень гладкими, трения совсем не будет?
У ч а щ и е с я: Не будет… Будет очень малым…
П р е д с е д а т е л ь: Давайте проверим на опыте. (Проводит второй, фронтальный опыт)
Опыт второй: Прижмите друг к другу посильнее два стеклышка и попробуйте перемещать одно относительно другого. Это очень легко сделать? Вам ничего не мешает?
У ч а щ и е с я: Не так уж легко… Достаточно трудно.
П р е д с е д а т е л ь: Так в чем же дело? Ведь шероховатостей нет, а все же что-то мешает. (Если нет ответа, стоит задать наводящий вопрос) Господа, вспомните, из чего состоят вещества?
У ч а щ и е с я: Из молекул.
П р е д с е д а т е л ь: Ну и что, при чем здесь молекулы?
У ч а щ и е с я: Молекулы соприкасающихся тел притягиваются, поэтому трудно перемещать одно стекло относительно другого.
П р е д с е д а т е л ь: Так значит, есть еще одна причина трения? Какая?
У ч а щ и е с я: Притяжение молекул соприкасающихся тел.
П р е д с е д а т е л ь: Вот мы и выяснили причины возникновения трения. Так и запишем! (Работа в тетрадях. Записывают причины трения).
А как вы считаете, тело может только скользить по поверхности другого тела или передвигаться каким-либо образом.
У ч а щ и е с я: Может еще катиться.
П р е д с е д а т е л ь: Докажите это на примерах. (Учащиеся приводят различные примеры: сани скользят, коляска катиться).
Господа, проведем еще один опыт .(Проводится демонстрация с цилиндром, скатывающим по наклонному желобу). Можно ли сделать так, чтобы цилиндр не мог скользить по желобу?
У ч а щ и е с я: Можно. Надо просто уменьшить наклон желоба.
П р е д с е д а т е л ь: Но что же удерживает цилиндр на желобе?
У ч а щ и е с я: Сила трения.
П р е д с е д а т е л ь: Совершенно верно. Ведь трение не только вредит движению, но и способствует устойчивости. С этим видом трения мы более подробно познакомимся на следующем уроке. Мало того, без трения мы бы не могли ходить и ездить. Вспомните, как трудно передвигаться в гололед. (Учащиеся записывают виды трения).
А теперь продолжим эксперимент: снимите с желоба цилиндр и положите вместо него шарик. Что с ним происходит? (Проводится демонстрация с шариком. скатывающим по наклонному желобу).
У ч а щ и е с я: Шарик скатывается
П р е д с е д а т е л ь: Почему же цилиндр держится, а шарик скатывается? На него разве не действует сила трения?
У ч а щ и е с я: Сила трения качения меньше силы трения скольжения?
П р е д с е д а т е л ь: Совершенно верно. Только надо добавить: при прочих равных условиях. (Демонстрируется картина В, Перова “Тройка”). Господа! Посмотрите на эту картину! Кто ее автор, как она называется?
У ч а щ и е с я: В. Перов “Тройка”.
П р е д с е д а т е л ь: Прекрасно, господа! Я вижу, вы сильны не только в науке, но и в искусстве. Давайте рассмотрим картину с точки зрения естествоиспытателя. Какой вид трения имеет здесь место?
У ч а щ и е с я: Трение скольжения.
П р е д с е д а т е л ь: Хорошо. Но почему так тяжело везти детям сани?
У ч а щ и е с я: Очень тяжелый груз.
П р е д с е д а т е л ь: Значит, если бы груз не был таким тяжелым, сила трения была бы меньше?
У ч а щ и е с я: Да.
П р е д с е д а т е л ь: Следовательно, сила трения зависит еще от веса груза. Как?
У ч а щ и е с я: Чем больше вес, тем больше сила трения.
П р е д с е д а т е л ь: Верно. Но это только наше предположение, гипотеза. Нельзя ли как-нибудь это доказать?
У ч а щ и е с я: Надо провести опыт.
П р е д с е д а т е л ь: Хорошо. Но какой опыт, как мы можем это сделать?
У ч а щ и е с я: Надо измерить силу трения.
П р е д с е д а т е л ь: Каким образом?
У ч а щ и е с я: При помощи динамометра.
П р е д с е д а т е л ь: Расскажите подробнее
У ч а щ и е с я: Если равномерно тянуть брусок с грузом при помощи динамометра, то, измеряя силу тяги. Мы узнаем, чему равна сила трения. (Проводим демонстрацию с бруском).
П р е д с е д а т е л ь: Обоснуйте, почему, измеряя силу тяги, мы измеряем и силу трения.
У ч а щ и е с я: Если брусок движется с постоянной скоростью, значит, равнодействующая силы тяги и силы трения равна нулю.
П р е д с е д а т е л ь: Положите на брусок три груза и равномерно тяните его по поверхности стола. Заметьте и запишите показания динамометра. Теперь оставьте на бруске сначала два груза, затем один груз и, наконец, снимите все грузы. Выполните эти действия и запишите результаты измерений. (Учащиеся выполняют задание).
Теперь сравните полученные результаты измерений и сделайте вывод.
У ч а щ и е с я: Чем больше нагрузка, тем больше сила трения.
П р е д с е д а т е л ь: Итак, мы выяснили, что увеличение нагрузки ведет к увеличению силы трения, а уменьшение нагрузки, наоборот к уменьшению силы трения. А можно ли еще каким-либо способом уменьшить трение?
У ч а щ и е с я: Убрать неровности поверхности… Смазать трущиеся поверхности…
П р е д с е д а т е л ь: Проверим. Возьмите полоску линолеума и положите ее шероховатой поверхность вверх. Двигая брусок с грузом, измерьте силу трения. А теперь сделайте то же самое, двигая брусок по поверхности стола. Сделайте вывод.
У ч а щ и е с я: Если поверхности гладкие, то сила трения меньше.
П р е д с е д а т е л ь: Значит, убрав неровности, т.е. отшлифовав поверхности можно уменьшить силу трения.
(Учащиеся записывают в тетрадях как можно уменьшить или увеличить силу трения).
Господа естествоиспытатели, осталось только все обобщить.
4. Закрепление изученного.П р е д с е д а т е л ь: Заседание ученого совета считаю законченным. Работу продолжим завтра.
5. Подведение итогов урока (выставление оценок).