Сила трения, 10 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Гаврильская средняя общеобразовательная школа»

Павловского района Воронежской области

Конспект урока по физике
в 10 классе

«Сила трения»

подготовил

учитель физики и информатики

Митрофанов Ярослав Вячеславович

г. Павловск

2010

Тема урока: «Сила трения».

Цели:

Образовательные:

углубить представление учащихся о силе трения, раскрыть ее природу, провести исследования зависимости силы трения от различных факторов;
с помощью эксперимента установить зависимость силы трения от рода трущихся поверхностей, от шероховатости поверхностей, от силы нормального давления ;
привить культуру физической речи, умение строить график на основе опытных данных, умение работать с прибором (динамометр), снимать показания с прибора, анализировать сравнивать, умение производить вычисления и строить графическую зависимость с помощью компьютерной программы Microsoft Excel и языка программирования Pascal .

Развивающие:

способствовать развитию речи, логического мышления, трудоспособности, умения применять полученные знания в нестандартных ситуациях,
развивать творческие способности, интерес к исследованию результатов полученных в результате эксперимента.

Воспитательные:

сформировать коммуникативные навыки работы в процессе коллективной деятельности;
способствовать развитию чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач;
воспитать активную позицию учащихся в учебном процессе и умение добиваться поставленной цели.

Метод: проблемный, исследовательский.

Межпредметные связи: информатика, литература, физика 7 класса.

Приборы: брусок деревянный, деревянная линейка, динамометр, набор грузов, стекло, резина, гладкая бумага, деревянная дощечка, наждачная бумага .

Ход урока:

1. Постановка проблемы

Учитель:

Каждый день куда-то ходим,

Но при этом не скользим,

Потому что наши ноги

Зацепились за дороги,

И мы ими тормозим.

Вопрос: Почему мы не скользим, когда идём? Что способствует нашему перемещению?

Идет обсуждение и вывод: причиной является сила трения.

Учитель: Тема нашего урока “Сила трения”.

Цель: Исследовать факторы от которых зависит сила трения.

(На экране появляется картина) (Слайд № 3)

Посмотрите внимательно на картину. Кто ее автор, как она называется?

(«Тройка», Перов)

Ответим на вопросы:

1. Почему детям тяжело вести санки?

2. Какую силу им приходится преодолевать?

3. Где она действует?

4. Куда направлена?

( Ученики отвечают на вопросы и рисуют на экране силу трения).

2. Виды силы трения.

( На доске появляются фрагменты литературных произведений.

Учитель: Во многих литературных произведениях встречаются физические явления. На примерах поэтических строк попытайтесь увидеть проявление трения и назвать вид.

Кошка за Жучку
Жучка за внучку
Внучка за бабку
Бабка за дедку
Дедка за репку

Тянут – потянут, вытянуть не могут. (сила трения покоя) (Слайд №4)

В зимние сумерки нянины сказки
Саша любила. Поутру в салазки
Саша садилась, летела стрелой,
Полная счастья, с горы ледяной.

Н. А. Некрасов (сила трения скольжения) (Слайд №5)

Хоть тяжело подчас в ней бремя,
Телега на ходу легка;
Ямщик лихой, седое время,
Везет не слезет с облучка.

А. С. Пушкин (сила трения качения) (Слайд №6)

Аннушка! Это её работа! Взяла она в бакалее подсолнечного масла, да литровку-то о вертушку и разбей!.. Осторожный Берлиоз, хоть и стоял безопасно, решил вернуться за рогатку, переложил руку на вертушке, сделал шаг назад. И тотчас рука его соскользнула и сорвалась, нога неудержимо, как по льду, поехала по булыжнику, откосом сходящего к рельсам, другую ногу подбросило, и Берлиоза выбросило на рельсы.

(М.Булгаков. «Мастер и Маргарита».)

Вопрос: Что помешало устоять Берлиозу? Что произошло с трением? Какую роль сыграло подсолнечное масло? В чём причины трения?

(Так как смазка ( подсолнечное масло) резко уменьшает силу трения, то причиной гибели Берлиоза стало уменьшение трения. Причины трения: взаимодействие молекул и атомов соприкасающихся тел, неровности, шероховатости поверхностей соприкасающихся тел. Для уменьшения трения используют следующие приёмы: жидкая и газообразная смазка между взаимодействующими поверхностями, шлифовка поверхностей. Для увеличения трения увеличивают шероховатости соприкасающихся тел.)

Готовь сани летом, а телегу зимой. (Слайд №7)

Вопрос: А как изменяется сила трения саней и телеги при езде зимой и летом?

( Зимой сила трения скольжения полозьев о снег меньше, чем летом сила трения скольжения полозьев о землю, поэтому летом используют телегу, так как сила тения качения колёс по земле небольшая.)

3. Причины трения.

Опыт №1.

Учитель:Чтобы ответить на вопрос: «В чем причина трения?», попробуйте нарисовать какую-нибудь линию на листе бумаги и на стекле. Что вы наблюдаете? Выясните, в чем тут дело. Сделайте вывод.

(на листе бумаги остался след от карандаша, а на стекле – нет; ребята рассматривают поверхности грифеля карандаша, стекла и бумаги в лупу; поверхность бумаги шероховатая, как и грифеля, а стекло- ровное)

Мы выяснили причину возникновения силы трения: неровность или шероховатость поверхностей соприкасающихся тел.

Опыт №2.

А сейчас прижмите друг к другу посильнее два стеклышка и попробуйте перемещать одно относительно другого. Можете ли вы объяснить наблюдаемое явление?

Затрудняетесь? Тогда вспомните, пожалуйста, из чего состоят вещества.

(Вещества состоят из молекул. Молекулы соприкасающихся тел притягиваются, поэтому трудно перемещать одно стекло относительно другого.)

Так значит, есть еще одна причина трения: притяжение молекул взаимодействующих тел.

4. Физический эксперимент.

Ученики выполняют задания по группам:

Экспериментальная работа. “ Исследование факторов от которых зависит сила трения. ”

Изучить зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей;
Изучить зависимости силы трения скольжения от силы давления и от площади трущихся поверхностей;
Измерить коэффициент трения покоя и трения скольжения деревянного бруска на деревянной доске.

Класс делится на три группы. Каждая группа работает над одним из вопросов.

(Слайд №8)

Проводят эксперимент;
Производят расчеты и строят графическую зависимость на компьютере с помощью программы Microsoft Excel и языка программирования Pascal;
Показывают получившиеся результаты, отвечают на вопросы и делают вывод.

( После работы групп на компьютере делается зарядка для глаз под медленную музыку).

Группа №1.

Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: I) динамометр, 2) деревянная дощечка, 3) грузы с двумя крючками - 2 шт., 4) лист бумаги, 5) лист наждачной бумаги.

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений:

Вид трущихся поверхностей

Сила трение скольжения, Н

Сила нормального давления, Н

Коэффициент трения

Дерево по гладкой бумаге

Дерево по дереву
Дерево по наждачной бумаге

2. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

3. Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами:

а) по поверхности деревянной дощечки.

б) по гладкой бумаге

в) по наждачной бумаге

4. Результаты измерений запишите в таблицу.

5. Выполнить вычисления с помощью программы Excel и построить график.

6. Ответьте на вопросы:

1) Зависит ли сила трения скольжения:

а) от рода трущихся поверхностей?

б) от шероховатости трущихся поверхностей?

2) Какими способами можно увеличить и уменьшить силу трения
скольжения? (Слайд №9)

Группа №2.

Изучение зависимости силы трения скольжения от силы давления и независимости от площади трущихся поверхностей

Приборы и материалы: 1) динамометр, 2) деревянная дошечка, 3) грузы с двумя крючками - 2 шт.

Порядок выполнения работы

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

2. Положите на линейку деревянный стол брусок большой гранью, а на него - груз и измерьте силу трения скольжения бруска по линейке

3. Положите на брусок второй груз и снова измерьте силу трения скольжения бруска по столу .

Заполните таблицу:

Масса

Сила трения

С помощью программы Excel постройте график

4. Положите на линейку брусок меньшей гранью, поставьте на него опять два груза и снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке

Заполните таблицу:

Площадь повехности

Сила трения

С помощью программы Excel постройте график.

5. Ответьте на вопрос: зависит ли сила трения скольжения:

а) от силы давления, и если зависит, то как?

б) от площади трущихся поверхностей при постоянной силе давления? (Слайд №10)

Группа №3.

Измерить коэффициент трения покоя деревянного бруска на деревянной доске и выяснить как зависит сила трения от наклона плоскости.

Приборы и материалы: 1) динамометр, 2) деревянная дощечка, 3) грузы, 4) штатив, 5) транспортир.

Порядок выполнения работы

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

2. С помощью динамометра определите вес тела.

3. Положите на брусок на наклонную плоскость и поднимайте плоскость до того момента, когда начнётся движение бруска.

4. С помощью транспортира определите угол наклонной плоскости.

5. С помощью языка программирования Pascal составьте программу для нахождения коэффициента трения.

Program trenie;

const

g=9.8;

var

a:integer;

m,N,Ftr,mu:real;

begin

Write('Масса');

readln (m);

Write('Угол');

readln(a);

Ftr:=m*g*sin(a);

N:=m*g*cos(a);

mu:=Ftr/N;

Writeln('Коэффициент трения',mu:5:2);

end.

6. Ответьте на вопрос:

Как будет изменяться коэффициент трения, если мы использовать различные поверхности? (Слайд №11)

Вывод: Сила трения, измеренная при движении тела вверх по наклонной плоскости, больше. Я думаю, что причина этого в том, что надо было частично преодолевать силу тяжести тела.

5. Подведение итога урока.

После отчета каждой группы формулируем общий вывод и подводится итог урока:

Сила трения скольжения зависит:

От рода трущихся поверхностей.
От шероховатости поверхности. Эти две составляющие характеризует коэффициент трения.
От силы нормального давления: чем больше сила нормального давления, тем больше сила трения.