Урок по теме "Сила трения"

Класс 10

Тема урока: Сила трения.

№ урока _____________

Дата урока _____________

Тип урока: комбинированный

Цели:

- познавательные: учащиеся должны усвоить понятие силы трения; знать различия сухого и жидкого трения; отличия силы трения-покоя, силы трения-скольжения, силы трения-качения.

- развивающие: учащиеся должны уметь сравнивать силы; находить коэффициент трения; находить нужную информацию и применять ее.

- воспитательные: учащиеся должны убедиться в том, что групповая работа сплачивает; взаимоподдержка учит доброте, толерантности.

Оборудование и учебные пособия: динамометр, брусок, набор грузов по механике, доски различной обработки.

План урока:

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний.

3. Изучение нового материала.

4. Закрепление.

5. Контроль знаний.

6. Подведение итогов.

7. Домашнее задание.

8. Рефлексия.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний

- Сформулируйте закон, определяющий зависимость силы тяготения от других физических величин.

- Сформулируйте закон, определяющий зависимость силы упругости от других физических величин.

- Что общего в зависимость силы тяготения и упругости  от других физических параметров?

- С какой еще силой вы знакомились в 9 классе?

Слайд 1. (Учащиеся называют силу трения. После этого записываем тему урока.)

1. Изучение нового материала.

Слайд 2.

Историческая справка:

Французский физик Гильом писал о трении так: “Вообразим, что трение может быть устранено совершенно, тогда никакое тело, будь оно величиной с каменную глыбу или мало, как песчинка, никогда не удержится одно на другом, все будет скользить и катиться, пока не окажется на одном уровне. Не будь трения, Земля была бы без неровностей, подобно жидкости.»

-Какие известные опыты и наблюдения показывают, что существуют силы трения?

(Тела, которые движутся по инерции останавливаются)

-Приведите примеры, в которых проявляется действие силы трения, но тело покоится или движется равномерно.

-Что такое трение? (Один из видов взаимодействия тел, возникающего при соприкосновении двух тел.)

Причины возникновения силы трения:

1) шероховатость поверхностей

2) взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел

Следовательно, сила трения имеет электромагнитную природу.

-Как направлена сила трения? (По касательной к соприкасающимся поверхностям.)

-Какая сила называется силой трения?

Слайд 3, 4.

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

-Какие виды трения вы знаете? Приведите примеры. (покоя, скольжения, качения.)

Слайд 5, 6.

Все виды трения можно систематизировать:

сухое трение: покоя, скольжения, качения.

жидкое (вязкое) трение: в жидкостях, в газах.

- Как вы понимаете: сухое трение? (Трение, возникающее при относительном перемещении соприкасающихся поверхностей твердых тел, называется сухим трением.)

Пример: На столе лежит брусок. Действует ли на него сила трения? Почему брусок не получает под действием этой силы ускорение? (ускорение равно нулю, т.к. равнодействующая силы тяжести и силы реакции опоры равна нулю, сила трения не действует.)

-Что такое трение покоя?

Каждый знает, что сдвинуть шкаф с места непросто. Какая сила мешает сдвинуть шкаф, с удивительной точностью уравновешивая прикладываемую силу?

Это – сила трения покоя. Слайд 7.

Силу трения, действующую между двумя телами, неподвижными относительно друг друга, называют силой трения покоя.

Если на тело действует сила F, параллельная поверхности, на которой оно находится, и тело при этом остается неподвижным, то это значит, что на него действует сила трения покоя F_тр, равная по модулю и направленная в противоположную сторону силе F

F_тр = - F

Если сила F превысит максимальное значение силу трения покоя, то тело начинает скользить.

Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение еще не наступает, называется максимальной силой трения покоя.

Сила трения покоя максимальная, пропорциональна силе нормального давления:

F_{тр..мах.} = µN

-От чего зависит коэффициент трения?

Эксперимент: брусок, динамометр, различные поверхности, грузы. Тянем динамометром брусок по горизонтальной поверхности, меняя трущиеся поверхности, меняя вес, а также грани бруска.

Слайд 8.

Вывод: зависит: от материалов, из которых изготовлены трущиеся поверхности; от качества их обработки.

Не зависит: от площади соприкасающихся поверхностей.

-Когда возникает сила трения скольжения? (при относительном перемещении соприкасающихся тел.)

Слайд 9.

Сила трения скольжения - сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, направленная противоположно скорости движения тела.

Формула силы трения.

F_тр ≈ F_{тр..мах.} = µN

Модуль: меняя коэффициент, массу тела - меняется сила трения.

-Установим зависимость коэффициента трения от сил, действующих на тело. Для этого вернемся к эксперименту и формуле силы трения.

Вывод: Коэффициент трения скольжения определяется как коэффициент пропорциональности между силой трения и силой нормального давления бруска с грузами на опору.

-Одно из самых гениальных изобретений - колесо. Что легче: тянуть груз на санках или катить на коляске? Почему?

Пример:  сила трения меньше, когда катится коляска.

Сила трения качения – это сила, возникающая, когда одно тело катится по поверхности другого.

Сила трения качения зависит от относительной скорости движения тел.

-Какое трение называют жидким (вязким)? (Возникающее при движении твердого тела в жидкости или газе).

-Сила жидкого трения зависит от скорости движения:

1) при малых скоростях - сила трения пропорциональна скорости;

F_с = k₁v

2) при больших скоростях - сила трения пропорциональна квадрату скорости.

F_с = k₂v²

-От чего зависит коэффициент жидкого трения?

1) от рода среды;

2) от формы тела;

3) от размеров тела.

Слайд 10, 11, 12, 13.

Трение, как и любое физическое явление, может быть вредным и полезным. Когда трение вредно, его стараются уменьшить.

-Какие способы уменьшения трения вы знаете? (смазка, обработка поверхностей, выбор материалов, подшипники качения и скольжения)

Когда трение полезно, его стараются увеличить.

Какие способы уменьшения трения вы знаете? (песок на дороге при гололеде,

цепи на колесах, специальные шины, протектор на ботинках)

Слайд 14.

Что такое трение?

Трение – явление.

Враг оно нам или друг?

Это знают все вокруг:

Если б трение пропало

Чтоб со всеми нами стало?

Мы ходить бы не смогли,

Оттолкнувшись от земли.

Помогает трение

Начинать движение

Всем машинам, тракторам,

Мотоциклам, поездам.

Ну а также тормозить

И их всех остановить.

Но при том приносит вред

И не мало разных бед:

В станках, приборах

Трутся части

И это главное несчастье.

И поэтому вопрос

Не настолько уж и прост

Тренье друг нам или враг?

Ответ двоякий: так и так! 

4. Закрепление

Решение качественных задач:

Зачем зимой дорожки посыпают песком?

Зачем на обуви, шинах автомобилей наносят протектор?

Зачем в двигатель автомобиля наливают масло?

Зачем спортсмены –лыжники наносят особую смазку?

Зачем легкоатлеты надевают спортивную обувь с шипами?

Решение познавательной задачи

Необходимым условием перемещения животных является надежное сцепление между движущимися телом и опорой. Все эти животные имеют форму, удобную для захвата, и шероховатую поверхность для увеличения коэффициента трения.

Определите коэффициент трения между змеей и землей, если змея массой 100г движется равномерно со скоростью 1 м/с, при этом сила трения равна 0,15 Н.

1. Контроль знаний:

Слайд 15.

ТЕСТ

1. Санки скатываются с горы. Какой вид силы трения действует на санки?

А. сила трения качения Б. сила трения скольжения В. сила трения покоя

2. В гололедицу тротуары посыпают песком. При этом сила трения подошв обуви о лед….

А. увеличивается Б. не изменяется В. уменьшается

3. Как направлена сила трения при движении тела?

А. по движению Б. против движения В. не имеет направления

4. При смазке трущихся поверхностей сила трения…

А. не изменяется Б. уменьшается В. увеличивается

5. Электровоз, двигаясь равномерно, тянет железнодорожный состав силой 150 кН. Чему равна сила трения?

А. 15 кН Б. 300 кН В. 150 кН

6. Подведение итогов.

7. Домашнее задание:

1) § Ответить устно на вопросы параграфов.

2) задача 1 на стр.

3) Для сдающих ЕГЭ  -  тест на стр.

8. Рефлексия.