[Только до 13 августа!] Масштабные летние олимпиады по школьным предметам Выбрать олимпиаду→
Конкурс разработок «Пять с плюсом» июль 2021
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 июля по 31 июля

Сила трения. Трение в природе и технике

Конспект по физике на тему Сила трения. Трение в природе и технике
Просмотр
содержимого документа

Сила трения. Трение в природе и технике

Цель урока:

Ознакомление учащихся с силой трения и ее значением в повседневной жизни, природе и технике.

Задачи урока

Образовательные:

  • познакомить учащихся с силой трения, ее видами (сила трения покоя, сила трения скольжения, сила трения качения);
  • установить причины возникновения сил трения;
  • экспериментально установить, от чего зависит сила трения.

Воспитательные:

  • формировать умение планировать и проводить физические опыты, объяснять физические явления;
  • продолжить знакомить  учащихся с взаимосвязанностью и обусловленностью явлений окружающего мира;
  • воспитывать интерес к предмету, повышать мотивацию;
  • формировать умение взаимодействовать при групповой форме работы, воспитывать культуру общения.

Развития мышления:

  • воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность;
  • формировать научное мировоззрение, представление о роли физики в жизни общества, природе и технике.

Тип: урок изучения нового материала с элементами исследования.

 

Ход урока

Организационный момент (1 мин)

Здравствуйте, ребята. Сегодня на уроке мы продолжим с вами путешествие по Королевству Сил.

Приглядывайтесь к облакам,

 Прислушивайтесь к птицам,

 Притрагивайтесь к родникам –

 Ничто не повториться.

 За мигом миг, за часом час

 Впадайте в изумление

 Все будет так и все – не так

 Через одно мгновенье

 В дорогу мы возьмем багаж:

 Учебник, ручку, карандаш,

 Тетрадь и знаний саквояж.

 

 

 

 

 

 Подготовка к изучению нового материала через повторение и актуализацию знаний (2 мин.)

Но прежде чем отправиться в путешествие по Королевству Сил, давайте вспомним страны каких сил мы с вами уже посетили? (СИЛА ТЯЖЕСТИ, СИЛА УПРУГОСТИ, ВЕС ТЕЛА) и повторим полученные знания, ответив на вопросы:

Фронтальный опрос

  1. Что такое сила?
  2. К чему приводит действие силы?
  3. Как называется прибор для измерения силы?
  4. Что принято за единицу силы?
  5. Под действием какой силы изменяется направление движения камня, брошенного горизонтально?
  6. Когда возникает сила упругости?
  7. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называется…
  8. Какая сила вызывает образование камнепадов в горах?
  9.  В чем различия между силой тяжести и весом тела? 
  10.                      В чем различия между весом и массой тела?

 

Карточки «слабым» ученикам

Изобразить силы, действующие на груз, подвешенный на пружине и кирпич, лежащий на столе.

Мотивационное начало урока. Постановка цели и задач урока (2 мин.)

Перед нами открыт путь в Королевство Сил. Садимся поудобнее и поехали.

Ребята, а вы когда-нибудь задумывались, какую роль у слона играет слюна при глотании пищи? для чего медицинские иголки тщательно полируют? Зачем у многих растений есть усики?

На эти вопросы мы сможем ответить, изучив материал урока.

 

А вот на следующий вопрос вы наверняка знаете ответ: «Какое физическое явление помогает вам удалить ластиком не желательный рисунок, сделанный карандашом в тетради?» (Трение)

Верно. В результате этого возникает сила – сила трения.

Я приглашаю вас в путешествие по стране “Сила трения”! В ходе путешествия мы будем вести путевые заметки, т. е. работать с информационной картой, которая есть у каждого (учащиеся записывают в информационную карту тему урока).

Итак, ребята, тема урока СИЛА ТРЕНИЯ.

Исходя из темы урока, на какие вопросы вы бы хотели получить сегодня ответы:

Ученики:

Что такое сила трение

Виды силы трения

Куда она направлена

Где находит применение.

Цель и задачи урока:

Я вам сегодня буду помогать и мы должны узнать, что такое сила трения, познакомлю с видами силы трения, мы с вами установим причины возникновения силы трения и экспериментально увидим от чего зависит сила трения. А также будем с вами развивать логическое мышление, научимся делать выводы, анализировать, сравнивать результаты опыта, раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлением в жизни.

Итак, мы начинаем наше путешествие с посещения научного центра страны “Сила трения”.

 

Изучение нового материала

Опыт У вас на столе имеется деревянный брусок. Возьмите его положите перед собой и толкните. Что с ним произошло? (брусок остановился).

Опыт Толкнём игрушечный автомобиль по столу. Что с ним произошло?

Почему тело приведенное в движение останавливается?

  Что является причиной изменения скорости игрушечного автомобиля, бруска, которые движутся по горизонтальной поверхности?» (ответ: результат соприкосновения тела с поверхностью, по которой оно движется)

 Мы знаем, что причиной всякого изменения скорости движения, в данном случае уменьшения скорости, является сила. Значит, на автомобиль действовала сила.

 При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее движению тела, и называется оно трением. А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения. Значит, на наши тела действовала сила трения.

 

Учитель: И как же она направлена?

Ученик: Против движения.

Попробуйте дать определение силе трения сами.

Сила трения Fтр - сила, возникающая при движении одного тела по  поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения.

Запишем определение в карту. И выполните первое задание. 

Задание 1

Обозначение силы трения      Fтр.

Единица измерения силы трения - Н (ньютон)

Обозначение на рисунке                         

 

Проблемная ситуация: А в чём же причина возникновения силы трения?

Опыт  Проведите на листке карандашом любую линию. А теперь, то же самое попробуйте сделать на стекле. Что вы наблюдаете?

Ученик: На бумаге остался след от карандаша, а на стекле нет.

Учитель: В чем же тут дело?

Рассмотрим поверхности грифеля, бумаги и стекла.

Поверхность бумаги шероховатая, как и у грифеля. А стекло гладкое. При движении карандаша по бумаге происходит скалывание частей карандаша о неровности бумаги, они остаются на бумаге. На стекле же таких неровностей нет.

Учитель:  Значит, в чем же причина трения?

Ученик: В шероховатости поверхностей соприкасающихся тел.

 

Одна из причин возникновения силы трения является шероховатость поверхностей соприкасающихся тел. Даже гладкие на вид поверхности тел имеют неровности, бугорки и царапины. Рассмотрим неровности в увеличенном виде (демонстрация двух поверхностей из пенопласта). Когда одно тело скользит по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга, что создает силу, задерживающую движение.

 

Опыт Прижмите друг к другу посильнее два стеклышка и попробуйте перемещать одно относительно другого.

Ученик:  Это не так уж легко сделать.

Учитель: Так в чем же дело? Ведь шероховатостей нет, а все же что-то мешает?

Ученик:  Притяжение молекул взаимодействующих тел.

 Видеофрагмент «Скольжение гладкого тела»

 

Другая причина силы трения – взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел (демонстрация двух поверхностей из пенопласта). Если поверхности хорошо отполированы, то при соприкосновении часть молекул располагается очень близко друг от друга. В этом случае начинает заметно проявляться притяжение между молекулами соприкасающихся тел.

Запишите причины возникновения трения

  1. Шероховатости поверхностей соприкасающихся тел.
  2. Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел.

 

Проблемный вопрос:  Возникает ли сила трения у покоящихся тел?

Опыт Положим брусок на наклонную плоскость. Брусок остается на месте в состоянии покоя.

Проблемная ситуация: Что удерживает его  от соскальзывания вниз?

Решение поставленной задачи:

 Если бы не было силы трения, то тело под действием силы тяжести соскользнуло бы вниз по наклонной плоскости. Сила же трения покоя удерживает брусок на месте.

 Теперь рассмотрим случай, когда тело находится в покое на горизонтальной поверхности. Пусть, например, на полу стоит шкаф. Попробуем его передвинуть. Если на шкаф нажать слабо, то он не тронется с места. Почему? Действующая сила, которую мы прикладываем  уравновешивается силой трения  между полом и ножками шкафа. Поэтому  сила, которая  существует между покоящимися друг относительно друга телами принято называть силой трения покоя.

 Сила трения покоя удерживает гвоздь, вбитый в доску, не дает развязаться банту в ленте, шнуркам в ботинках, удерживает нитки, которыми сшиты  рубашки.

Рисунок в учебнике 81 стр. 74. Почему тюки на транспортере удерживаются в покое?

 

Опыт с учениками:

А теперь вы сами проведите такой эксперимент. Прижмите свою руку к лежащей на столе тетради и передвиньте её.

Ответьте, пожалуйста, на вопрос, относительно каких тел ваша тетрадь будет двигаться, а относительно каких тел покоиться? (Ответ: тетрадь будет двигаться относительно стола, но покоится по отношению к ладони).        

Проблемная ситуация:   С помощью чего вы заставили эту тетрадь двигаться? И почему она относительно руки покоится?

Решение поставленной задачи: Между тетрадью и рукой возникла сила трения покоя.

 

Сделаем вывод по силе трения покоя. Сила трения покоя может быть разной. Она растёт вместе с силой, стремящейся сдвинуть тело с места. Но для двух  соприкасающихся тел она имеет максимальное значение больше которого быть не может.

 Приложив к телу силу, превышающую максимальную силу трения покоя,  мы сдвинем тело с места, и оно начнет двигаться.  В этом случае сила трения покоя сменится силой трения скольжения.

 Значит, кроме силы трения покоя существует сила трения скольжения.

А что же это за сила?

Опыт:   Потяните брусок  за нитку по столу. При скольжении одного тела по поверхности другого возникает трение, которое называется трением скольжения. Например, такое трение возникает при движении саней или лыж по снегу.

Видеофрагмент «Сила трения покоя и скольжения»

Опыт:  движение тележки по горизонтальному столу, автомобиля.

 А если же одно тело не скользит, а катится по поверхности другого, то  сила трение, возникающая при этом, называется силой трения качения. Так, при движении колес вагона, автомобиля, при перекатывании бревен или бочек по земле проявляется трение качения. Давайте посмотрим почему?

 Колесо, которое катится, вдавливается в дорогу и образует бугорок и впадину, которые ему надо преодолеть. Поэтому катящемуся колесу постоянно приходится взбираться на появляющиеся бугорки и при этом скорость движения уменьшается, таким образом, возникает  сила трения качения.

Выполните задание 3 на информационных картах

Виды сил трения 

Трение покоя     

Трение скольжения

Трение качения                                            

 

Приведите свои примеры возникновения сил трения трёх видов из жизни.

 

Закрепление на виды сил трения:

 

А сейчас я предлагаю отдохнуть в литературной гостиной. О каких видах сил трения говориться в стихотворениях? (определите вид силы трения)

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)

 

    Кошка за Жучку

   Жучка за внучку

   Внучка за бабку

   Бабка за дедку

   Дедка за репку

   Тянут - потянут, а вытянуть не могут

(русская народная сказка)   (сила трения покоя)

 

Вдоль опушки Вова едет

   На своем велосипеде

   И везет варенье

   Всем на угощенье. (сила трения качения)

 

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА

Посмотрите, пожалуйста, на картинки и скажите, какие виды сил трения возникают на этих рисунках?

 

Проблемная ситуация:

Ребята, а вы знаете, что в этой загадочной стране силу трения постоянно изменяют. Ее, то уменьшают, то увеличивают. Давайте попытаемся узнать об этом поподробнее.

А можно ли измерить силу трения?

Какой прибор нам в этом поможет? (динамометр)

 

Например, чтобы измерить силу трения скольжения деревянного бруска по столу, надо прикрепить к нему динамометр. Затем равномерно двигать брусок по столу, держа динамометр горизонтально.

Опыт деревянный брусок, динамометр.

Что при этом покажет динамометр?

На брусок в горизонтальном направлении действуют две силы. Одна сила – сила упругости пружины динамометра, направленная в сторону движения. Вторая сила трения, направленная против движения. Так как брусок движется равномерно, то это значит, что эти силы равны по модулю, но противоположны по направлению. Динамометр показывает силу упругости или силу тяги, равную по модулю силе трения.

Таким образом, измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении, мы измеряем силу трения.

 

Проблемный  вопрос:

Как легче передвигать сумку  на колесиках или волоча её по земле? Почему?

Для этого нам надо сравнить силу трения скольжения и силу трения качения для тел одинаковой массы?
 

Решение поставленной задачи путем проведения опыта:

Опыт  возьмём деревянный каток и деревянный брусок одинаковой массы. Будем их перемещать по столу, измеряя при этом силу трения скольжения бруска и силу трения качения катка.

 Из данного опыта мы видим, что сила трения качения оказалась меньше силы трения скольжения. Таким образом, при равных массах трение качения «победило» трение скольжения. 

Именно поэтому люди в древности применяли катки для перетаскивания больших грузов, а позднее стали широко использовать колесо. Недаром человечество уже очень давно перешло на колесный транспорт.
 На листах поставьте знак между силой трения скольжения и качения.

                 Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

 

Первое исследование  законов трения принадлежит знаменитому   итальянскому ученому и художнику  Леонардо да Винчи (15 век):

Он измерял силу трения, действующую на деревянные  бруски, скользящие по доске, причем, ставя бруски на разные грани, определял зависимость силы трения от площади опоры. Но, к сожалению, работы Леонардо да Винчи не были опубликованы.

Продолжим наше путешествие. Заглянем в мастерскую. Я – экспериментатор и вы тоже.

 

Выдвижение задачи исследования

  1. Зависит ли сила трения от силы, прижимающей брусок к столу (от веса тела)?
  2. Зависит ли сила трения от рода материала поверхностей?
  3. Зависит ли сила трения от площади соприкасающихся поверхностей?

Обеспечение планируемого уровня знаний. Учащиеся, пользуясь алгоритмом, который им выдан, измеряют силу трения, изменяя условия опыта. Делают вывод.

(см. Приложение «Информационная карта»)

 

Анализ полученных результатов и их обобщение

Запишите выводы в информационную карту

      Сила трения зависит:

  1. от силы, прижимающей тело к поверхности (веса тела);
  2. от рода материала поверхности.
  3. от качества шлифовки поверхностей

  Сила трения не зависит:

  1. От площади соприкасающихся поверхностей.

 

Как говорится, нет худа без добра. Трение во многих случаях вредно и с ним приходится бороться.

Какими способами можно уменьшить трение?

 

Ученик: Убрать неровности, т.е. отшлифовать поверхности

 

Учитель: Износ деталей машин и механизмов происходит из – за трения. Для уменьшения трения соприкасающихся поверхностей между ними вводят смазку.

Силу трения можно уменьшить в несколько раз, если ввести между трущимися поверхностями смазку. Слой смазки разъединяет поверхности трущихся тел. В этом случае соприкасаются не поверхности тел, а слои смазки. Смазка жидкая, поэтому трение слоев жидкости меньше, чем твердых поверхностей.

Например, на коньках малое трение при скольжении по льду объясняется также действием смазки. Между коньками и льдом образуется тонкий слой воды. Поэтому на коньках очень легко двигаться по льду. В технике в качестве смазки применяются различные масла.

Опыт «Можно ли поднять стакан?»

Стакан с водой не удастся поднять, если пальцы смочить в мыльном растворе. За счет смазки уменьшается сила трения и стакан выскальзывает из рук. Сила трения покоя очень маленькая. Чтобы взять стакан необходимо увеличить силу трения, наши пальцы должны быть сухими.

Значит трение бывает и полезно. Гвозди и винты выскользнут из стен, ткани расползутся, ни одну пуговицу невозможно будет пришить, нитки просто не будут держаться ни в иглах, ни в тканях. Мало того. Без трения покоя мы бы не могли ни ходить, не ездить,  колеса, вращаясь, проскальзывали бы, а автомобиль продолжал  бы стоять на месте, буксовал. 

Значит надо увеличить силу трения. Как увеличить силу трения? (сделать шероховатую поверхность).

Что бы увеличить трение, поверхность шин у автомобиля делают с ребристыми выступами. Вспомните, как трудно передвигаться в гололед.

Работа с буклетом

 

А теперь самостоятельно найдите в § 32 ответы на вопросы (задание по вариантам)

1  ряд Когда выпал первый снег, папа Вани стал менять летнюю автомобильную резину на зимнюю. У зимних шин рисунок протектора был глубже, а так же на них были шипы. Ваня спросил у отца, зачем меняют шины у автомобиля?

2 ряд Ваня заметил, что зимой автотрассы посыпают специальной смесью (песок и соль). Он решил спросить у отца, какую роль играет эта смесь в движении автомобилей?

3 ряд Где  в животном и  растительном мире необходимо наличие силы трения?

 

  1. Закрепление пройденного материала

Используется система тестирования и голосования VOTUM.

«Сила трения» 1 вариант

«Сила трения»  2 вариант

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

А) сила трения качения

Б) сила трения скольжения

В) сила трения покоя

1. Мячик катится по дороге. Какой вид силы трения действует на мячик?

А) сила трения качения

Б) сила трения скольжения

В) сила трения покоя

2. Как направлена сила трения при движении тела?

А) по движению

Б) против движения

В) не имеет направления

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

А) увеличивается            Б) не изменяется

В) уменьшается

3. Каким прибором можно измерять силу трения?

А) линейкой

Б) мензуркой 

В) динамометром

3. Брусок лежит неподвижно на наклонной плоскости. Какое направление имеет вектор силы трения?

А) 1         Б) 2         В) 3        Г) 4

4. Во время пробуксовки автомобиля под колеса подсыпают гравий или шлак. При этом сила трения

А) уменьшается

Б) увеличивается

В) не изменяется

4. При смазке у 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

5. Зачем при передвижении тяжелого груза под него кладут катки?

А) чтобы увеличить силу трения

Б) чтобы уменьшить силу трения

В) сила трения не изменяется

 

  1.  В чем заключаются причины силы трения?
  2. При каком условии возникает сила трения покоя?
  3. Почему зимние сапоги делают с рифлёной подошвой?
  4. Объясните поговорку:

«Угря в руках не удержишь»

          «Пошло дело как по маслу»

          «Что кругло – легко катится»

  1. Для чего иголки тщательно полируют? (Уменьшают силу трения скольжения и тогда легче шить).

Вопросы на закрепление (дополнительно)

  1. Дверцы шкафа в Ваниной комнате стали скрипеть. Ваня смазал петли маслом и скрип прекратился. Какое явление он использовал?
  2. Ваня увидел, что мама никак не может снять перстень с пальца, и посоветовал ей намылить палец. Мама приняла совет, и перстень легко снялся. На чем основано Ванино предложение?
  3. Из окна Ваня увидел, что перед дверью их дома образовалась ледяная дорожка. Ваня вышел на улицу и посыпал лед песком. Почему он так сделал?
  4. Ваня собрался в поход на велосипеде. Но педали плохо крутились, и он смазал их машинным маслом. Какое явление он использовал?
  5. Мы покидаем Королевство Сил, но на выходе нас ждет испытание. Возьмите листы контроля знаний и выполните предлагаемые в тесте задания.

Возьмите лист самооценки и ответьте на вопросы.

Рефлексия. Лист самооценки   

Ответьте на вопросы и поставьте (+) в столбце «Да» или «Нет» или  «Затрудняюсь ответить»

Вопрос

Да

Нет

Затрудняюсь

ответить

Я знаю виды силы трения 

 

 

 

Я знаю единицу измерения силы трения

 

 

 

Я знаю, куда направлена сила трения

 

 

 

Я могу определить вид силы трения

 

 

 

Я могу измерять силу трения

 

 

 

Я считаю свою работу на уроке эффективной 

 

 

 

    

Информационная карта остается у вас. Вы ее вклеите в свою тетрадь.

Оценки за урок.

 

Домашнее задание

  1. § 32, 33, 34 вопросы

 

Информация о публикации
Загружено: 24 мая
Просмотров: 156
Скачиваний: 0
Попова Елена Юрьевна
Физика, 7 класс, Уроки

Проверьте знания своих учеников интересными заданиями

Красочные наградные дипломы и сертификаты для участников, свидетельства и благодарности каждому учителю, ежемесячный розыгрыш ценных призов!

Скачать материал