Силы трения между соприкасающимися поверхностями твердых тел

Цели урока:

Образовательные:

Актуализировать и углубить знания учащихся о силе трения: изучить виды сил сухого трения, природы возникновения сил трения; на опытных фактах установить:

- от чего зависит или не зависит величина силы трения покоя;

- сравнить по модулю силы трения покоя, скольжения, качения.

Установить математическую зависимость между силой трения и силой реакции опоры;

Рассмотреть физический смысл коэффициента трения, решать качественные и расчетные задачи по теме.

Развивающая цель:

развитие речи, развитие мышления: умение сравнивать, проводить анализ, использовать справочные материалы, проводить аналогии, делать выводы; развитие наблюдательности.

Воспитательная цель:

воспитание дисциплинированности, трудолюбия, аккуратности (ведение записей в тетрадях), соблюдения норм поведения, терпимого отношения к ошибкам товарищей, дальнейшее развитие индивидуально-групповой работы на уроке.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления знаний.

План урока

1. Организационный момент. Психологический настрой.

2. Изучение новой темы.

3. Закрепление изученного материала.

4. Контроль знаний.

5.Домашнее задание.

6. Выводы по теме урока. Рефлексия занятия.

Оборудование:

Деревянный брусок, динамометр, набор грузов, деревянная рейка, проектор, презентации урока Новый материал.

Ход урока

1. Организационный момент. Психологический настрой.

Цель:

1. Мотивировать учащихся к учебной деятельности;

2. Сформулировать с учащимися цель урока.

Повторение.

- Ребята, на предыдущем уроке вы познакомились с силой, по вине которой происходит изнашивание деталей машин и оборудования, стирание подошв обуви, благодаря которой мы можем кататься на коньках и лыжах, благодаря которой останавливается движущийся транспорт. Что это за сила?

(Сила трения).

- Ребята, дайте, пожалуйста, определение силы трения.

( Сила трения – сила, возникающая при соприкосновении поверхностей тел, препятствующая их относительному перемещению, направленная вдоль поверхности соприкосновения).

- К какому из четырех типов сил относится сила трения?

(Сила трения относится к электромагнитным силам).

- Какие еще силы относятся к электромагнитным?

( Силы упругости).

- Какова главная особенность силы трения, которая отличает ее от сил упругости?

(Сила трения зависит от скорости движения тел относительно друг друга, а силы упругости зависят от расстояний между молекулами).

- Каковы причины возникновения силы трения?

1. (Причиной трения являются шероховатости соприкасающихся поверхностей).

2. ( Межмолекулярное притяжение, действующее в местах контакта трущихся тел; проявляется в тех случаях, когда поверхности соприкасающихся тел хорошо отполированы).

- Какие разновидности сил трения вам известны?

(Трение покоя, трение скольжения, трение качения).

- Приведите примеры проявления полезного и вредного действия силы трения.

- Ребята, согласны ли вы с тем, что трение – это явление, сопровождающее нас везде и всюду?

(Да)

- Могут ли вам в жизни пригодиться более глубокие знания о трении?

( Наверное, да.)

Конкретно, в каких ситуациях могут пригодиться знания о силе трения?

( При покупке лыж, обуви, чтобы избежать быстрого изнашивания механизмов…)

1. Изучение новой темы

Цель:

1. Организовать подводящий диалог, направленный на построение нового учебного содержания

2. Зафиксировать его вербально, знаково и изобразить схематически в эталонах.

– С силой трения вы уже знакомы, сегодня вы пополните и расширите свои знания по этому вопросу.

А урок я начну с рассказа известной вам сказки:

« Посадил дед репку, выросла репка большая-пребольшая. Стал дед репку из земли тащить: тянет - потянет, вытянуть не может. Не смог дед вытащить репку с помощью бабки, внучки, Жучки, кошки…

Ребята, почему герои сказки репку из земли не могут вытянуть?

Какой вид силы трения не позволяет репке перемещаться?

Позвала кошка мышку. Мышка за кошку, кошка за Жучку, Жучка за внучку, внучка за бабку, бабка за дедку, дедка за репку, тянут - потянут, вытащили репку!»

Ребята, во время вытаскивания репки из земли, какой вид силы трения действовал на неё?

Вытянув огромную репку, дед покатил её к дому.

А в этом случае, на репку действует сила……..

Т.о, в сказке упоминается о трех разновидностях сил: трении покоя, трении скольжения, трении качения. Эти силы относятся к так называемому, сухому трению (т. е. трению между поверхностями соприкасающихся твердых тел). Поэтому, тема нашего урока: «Силы трения между соприкасающимися поверхностями твердых тел».

- Зная тему урока, сформулируйте цель сегодняшнего занятия.

(Изучить силы сухого трения: трения покоя, скольжения, качения.)

-А что значит изучить силу?

(Надо знать определение понятий силы; знать направление силы; уметь измерять силу, знать от каких величин сила зависят и от каких величин не зависят, т. е знать формулу для расчета силы).

После того как изучим силу, каков ваш дальнейший шаг?

(Научиться решать задачи, чтобы закрепить и проверить знания об изученной силе ).

Цель урока:

Изучить силы сухого трения: трения покоя, скольжения, качения.

Задачи урока:

1. Знать определение понятий трения покоя, трения скольжения, трения качения.

2. Уметь определять направление сил сухого трения.

3. Уметь измерять силы трения.

4. Получить формулы для расчета сил трения.

5. Решать качественные и расчетные задачи, используя знания о силах трения.

– Страничку тетради развернули и поделили на три равные части. (На доске с помощью компьютера проецируется таблица (без ответов учеников), идет обсуждение и проводятся опыты). Таблица заполняется по мере изучения новой темы.

На стол положим брусок. Прикрепим к нему динамометр и попробуем сдвинуть брусок с места, измеряя приложенную силу динамометром. Показания динамометра растут, но брусок не движется. Значит, сила, приложенная к бруску, уравновешена другой силой, так же приложенной к нему.

Опр. Силу трения, действующую между двумя телами, неподвижными относительно друг друга, называют силой трения покоя. (F_тр.п.).

Т. о. брусок будет оставаться на месте до тех пор, пока действующая на него сила не достигнет определенного значения. Выясним, почему брусок остается в покое относительно стола. Изобразим силы, действующие на брусок параллельно поверхности стола:

Когда ускорение тела равно нулю, то F_тр.п. равна по модулю и противоположна по направлению силе F, которая наряду с трением действует на тело параллельно поверхности его соприкосновения с крышкой стола.

Т.е сила трения покоя равна по модулю и направлена противоположно силе, приложенной к телу параллельно поверхности соприкосновения его с другим телом.

Значение силы трения покоя меняется:

Если F=0 и параллельно этой поверхности другие силы не действуют, то трение покоя будет равна нулю. Увеличивая силу, приложенную к бруску, заметим, что при некотором значении силы F, брусок придет в движение и показания динамометра скачком уменьшаются. Значит, сила трения покоя возрастает от нуля до максимального значения.

Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение еще не наступает, называется максимальной силой трения покоя то F_{тр.мах..}

Сила трения покоя возрастает от нуля до максимального значения.

Выясним, за счет чего сила трения покоя возрастает от нуля до максимального значения.

Рассмотрим взаимодействие бруска с поверхностью стола. Поверхность соприкасающихся тел не является абсолютно гладкой. При действии на тело силы F, оно слегка (незаметно для глаза) смещается, и это смещение продолжается до тех пор, пока микроскопические шероховатости поверхностей не расположатся относительно друг друга так, что, зацепляясь друг за друга, они приведут к появлению силы трения покоя. При увеличении силы F, тело опять чуть- чуть смещается так, что мельчайшие неровности поверхностей по- иному будут цепляться друг за друга, и сила трения покоя возрастает.

Лишь при F F_тр.мах ни при каком расположении шероховатостей поверхностей по отношению друг другу сила трения не в состоянии уравновесить силу F, и начнется скольжение.

Проделанные опыты свидетельствуют о том, что сила трения покоя препятствует началу движения, удерживает соприкасающиеся тела в относительном покое. Однако бывают случаи, когда сила трения покоя служит причиной ускорения движения тела. Так, при ходьбе именно сила трения покоя, действующая на подошву обуви, сообщает нам ускорение. Подошва не скользит назад, и, значит, трение между ней и опорой (дорогой) – это трение покоя. Сила же F, равная по модулю силе трения покоя, но противоположно направленная, сообщает ускорение опоре.

Сила трения покоя может служить причиной ускорения движения тела.

Трение – наш друг и враг

Что такое трение?
Трение – явление.
Враг оно нам или друг?
Это знают все вокруг:
Если б трение пропало,
Что б со всеми нами стало?
Мы ходить бы не смогли,
Оттолкнувшись от Земли.
Если б взял ты что-то вдруг,
Оно выпало б из рук.
Помогает трение
Начинать движение
Всем машинам, тракторам,
Мотоциклам, поездам.
Ну а также тормозить
И их всех остановить.
Очень нужно тренье нам
Всем растеньям и зверям!
Но притом приносит вред
И немало разных бед:
В станках, приборах трутся части –
И это главное несчастье.
Ну а все автомашины
Быстро снашивают шины!
И поэтому вопрос
Не настолько уж и прост:
Трение – друг нам или враг?
Ответ двоякий: так и так!