Костяная Р.М. Урок по теме «Сила трения»

Познавательная цель урока:

■ обобщение и систематизация знаний учащихся о трении;
■ приобретение ими знаний о полезных и вредных проявлениях трения;
■ знакомство учеников с экспериментальными способами определения коэффициента трения.

Задачи личностного развития учащихся: создать условия для повышения интереса к физике, формирования экспериментальных умений учащихся (наблюдательности, умения работать с приборами, видеть и решать проблему, анализировать полученный результат).

Оформление: стенд с книжками-самоделками, таблица "Коэффициенты трения различных материалов".

I. Вступительное слово учителя.

Ребята, сегодня мы повторяем тему "Сила трения". Будьте внимательны, работайте быстро и чётко. Надеюсь, что информация, которую вы получите на уроке, будет вам полезна и интересна. Тема, которую мы сегодня рассматриваем, знакома вам с детства. Кажется, вам многое известно. Давайте попробуем повторить, расширить и обобщить знания по данной теме.

II. Актуализация опорных знаний.

Учитель демонстрирует опыты.

Опыт 1. Толкаем рукой детский автомобиль, расположенный на столе.

Опыт 2. Катим шарик по столу, а затем насыпаем на стол песок и вновь катим шарик.

Наблюдаем, что с течением времени и автомобиль, и шарик прекращают движение.

Вопросы. Что вы видите в данных опытах? Почему тела, приведённые в движение, останавливаются?

Вывод. Сила трения возникает из-за шероховатости поверхностей. Эта шероховатость мешает движению одного тела по поверхности другого.

Опыт 3. Смачиваем две стеклянные пластинки водой и просим кого-нибудь из учащихся разорвать их.

Вопросы. Что мы видим? Почему разорвать пластинки очень трудно?

Вывод. Вторая причина трения — молекулярное взаимодействие, которое приводит к прилипанию соприкасающихся поверхностей. Такое трение наблюдается на очень гладких поверхностях.

Учитель. Сила трения может быть полезной и вредной. Послушаем два сообщения.

Первый ученик делает сообщение о полезности трения.

Учитель. В седьмом классе, когда мы изучали тему "Трение", я предложила вам написать сказки о том, что произошло бы, если бы трение исчезло. Ваши работы сейчас находятся на стенде, и после урока вы сможете их посмотреть.

Второй ученик делает сообщение о трении как о крайне нежелательном явлении в механике. Сообщение заканчивается демонстрацией подшипников.

Учитель. А теперь повторим, что мы знаем о трении:

■ Какие силы трения вы знаете?

■ Когда возникает сила трения покоя?

■ Какая из сил больше — трение скольжения или трение качения?

■ Как направлена сила трения при движении одного тела по поверхности другого?

■ Скажите формулу силы трения. Что такое сила нормального давления?

■ Что такое коэффициент трения? Какие значения он принимает?

III. Решение экспериментальных задач.

Один ученик выполняет опыты на демонстрационном столе. Записи он делает на обратном крыле доски так, чтобы одноклассники преждевременно не видели его работу. Остальные учащиеся работают индивидуально или в парах.

Задача 1. Определите коэффициент трения бруска о доску, пользуясь динамомером и линейкой.

Решение.

Будем тянуть брусок по доске равномерно с помощью динамомера. Тогда:

Спроецируем силы на оси:

По определению  ,но N = mg, значит,

По третьему закону Ньютона:

Подставим (3) и (4) в (1), имеем

тогда

Неизвестны k, т, х.

Найдём х, воспользовавшись линейкой.

Для определения k и m выполним второй эксперимент: подвесим брусок на пружине, тогда

Спроецируем силы на ось Оу: 

Измеряем линейкой x₁. Тогда, подставив (6) в (5), получаем

Таким образом, чтобы найти коэффициент трения нужно горизонтальное удлинение пружины разделить на вертикальное.

После выполнения расчета μ можно сравнить его с табличным значением.

Задача 2. Определите коэффициент трения, пользуясь деревянным бруском, доской и линейкой.

Решение.

Положим брусок на доску и будем поднимать один её конец до тех пор, пока брусок не придёт в движение.

Измерим высоту подъёма доски h длину проекции доски х.

Из условия равновесия

Спроецируем силы на оси:

По определению

Подставим (3) в (1):

или

Таким образом, чтобы найти коэффициент трения, нужно высоту подъёма доски разделить на длину её проекции.

Результат сверяем с табличным.

IV. Выполнение теста.

1. Сила трения покоя — это:

    а) сила, возникающая между неподвижными твёрдыми телами, когда какое-либо из них пытаются сдвинуть;
    б) сила, существующая между неподвижными телами;
    в) сила, препятствующая перемещению;
    г) сила, возникающая в плоскости касания двух соприкасающихся тел.

2. В формуледля силы трения покоя величина F_тр0:

    а) это минимальная сила трения;
    б) это максимальная сила трения;
    в) может быть любой;
    г) может быть или минимальной, или максимальной силой трения.

3. При наличии трения покоя тело:

    а) можно привести в движение внешней силой;
    б) иногда можно привести в движение внешней силой любой величины;
    в) нельзя привести в движение внешней силой;
    г) предыдущие ответы неверны.
4. Коэффициент трения покоя:

    а) всегда меньше единицы;
    б) может быть больше единицы;
    в) зависит от величины внешней силы;
    г) зависит от направления внешней силы.

5. Сила трения скольжения:

    а) зависит от величины скорости относительного движения;
    б) зависит от направления скорости относительного движения;
    в) зависит и от величины, и от направления скорости относительного движения;
    г) может не зависеть ни от величины, ни от направления скорости относительного движения.

6. При наличии только трения скольжения:

    а) тело можно сдвинуть сколь угодно малой силой, действующей в направлении движения;
    б) тело можно сдвинуть только силой определённой величины;
    в) иногда тело можно сдвинуть сколь угодно малой силой;
    г) все предыдущие ответы неверны.

7. Чтобы тело начало скользить по поверхности другого тела, сила, приложенная к первому телу:

    а) должна превосходить максимальную силу трения покоя;
    б) может быть меньше максимальной силы трения покоя;
    в) должна быть больше нуля;
    г) мало данных для ответа.

8. При скольжении тела по наклонной плоскости сила трения пропорциональна:

    а) силе тяжести;
    б) весу тела;
    в) сумме веса тела и силы тяжести;
    г) разности веса тела и силы тяжести.

9. Бревно легче катить, чем тащить, потому что:
    а) трение качения меньше трения скольжения;
    б) трение скольжения меньше трения качения;
    в) бревно становится легче;
    г) перемещается центр тяжести бревна.

Список использованной литературы

1. Буров, В. А. Фронтальные экспериментальные задания по физике / В. А. Буров, С. Ф. Кабанов, В. И. Свиридов. — М. : Просвещение, 1981.
2. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе / В. А. Буров [и др.]. — Ч. 1. — М. : Просвещение, 1978.
3. Исаченкова, Л. А. Физика, 9 / JI. А. Исаченкова, И. И. Жолнеревич, И. Н. Медведь. — Минск : Нар. асвета, 2000.
4. Капелян, С. Н. Тестовые задачи по физике. Механика / С. Н. Капелян, И. 3. Джилавдари, Н. И. Инсарова. — Минск : ТетраСистемс, 2002.
5. Рымкевич, А. П. Сборник задач по физике / А. П. Рымкевич, П. А. Рымкевич, — М. : Просвещение, 1982.