Конспект урока по теме: «Сила трения»

Конспект урока по теме: «Сила трения»

в 7 «А».классе гимназии № 000

22.12.2009г.

Преподавание ведется по учебнику Перышкина -7 – М.: Дрофа, 2007;

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока:

·  ознакомить учащихся с физическим явлением трения;

·  сформировать понятие “сила трения”, знание ее особенностей;

·  экспериментально установить, от чего зависит эта сила;

·  раскрыть связь изучаемого материала с реальной жизнью на примерах;

·  выяснить причины появления силы трения и виды трения.

Задачи урока: Обучающие:

·  Формирование навыков работы с физическими приборами;

·  Умение строить гипотезу и подтверждать ее опытом;

·  Умение находить решение поставленной проблемы;

·  Умение самостоятельно делать вывод.

Развивающие:

·  развивать умение работать с цифровыми лабораториями,

·  развить умение проанализировать полученный графический материал,

·  научиться систематизировать изученное, увидеть взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлениями в жизни, развитие способности к анализу и синтезу;

·  Развитие умений взаимодействовать при групповой форме работы.

Воспитательные:

·  Развитие умения работать в группе, развитие сотрудничества;

·  Воспитание умения выслушать товарища, уважать мнение оппонента;

·  Развитие стремления к познанию.

Оборудование демонстрационное:

·  легкоподвижная тележка, флажки,

·  штатив, наклонная плоскость, демонстрационный динамометр;

·  сильно измятая бумага, песок

·  шарик, наждачная бумага.

Оборудование для фронтальной работы:

·  карточки для групповой работы,

·  бруски один отшлифованный, другой грубообточенный, но одинаковой формы ;

·  бруски стандартные (из набора);

·  трибометры, бруски деревянные, наборы грузов;

·  лаборатория «Архимед» - используется датчик силы.

Дополнительное оборудование:

·  компьютер, мультимедийный проектор, экран, программа “Живая физика”

Технология: информационно-коммуникативная.

Использование компьютера позволяет оптимизировать учебный процесс, направленный на передачу информации. Компьютерная презентация дает возможность показать большее количество информации, отразить некоторые исторические факты, лежащие в основе изучаемого материала. Это увеличивает мотивацию учащихся. Работа с моделями «Живая физика» дает возможность логического и аналитического анализа. Работа с персональными компьютерами Palm позволяет наглядно увидеть (графически) изменение значений физических величин что сильно увеличивает интерес к предмету.

Структура урока:

Организационный момент,

Актуализация опорных знаний,

Изучение нового материала,

Первичное закрепление,

Подведение итогов урока,

Домашнее задание

Ход урока:

Организационный момент:

Подготовка учащихся к уроку. Сообщение темы и основных целей и задач урока.

Учитель приветствует учащихся и сообщает о результатах практической работы, проведенной на прошлом уроке.

Метод обучения: словесный.

Форма организации деятельности: коллективная.

Актуализация опорных знаний:

Вопросы для повторения демонстрируются на слайде №1.

1) Как в природе можно обнаружить действие силы?

2) В чём проявляется действие силы?

3) Приведите примеры взаимодействия тел друг с другом, в результате которого изменяется направление скорости движущихся тел.

4) Приведите примеры взаимодействия тел друг с другом, в результате которого изменяется значение скорости.

5) Каковы основные свойства сил?

6) Каким прибором измеряется сила?

7) Назовите единицы силы.

8) Дайте определение равнодействующей сил.

Методы: словесный.

Форма организации деятельности: словесный опрос.

Изучение нового материала:

I Учитель создает проблемную ситуацию, опираясь на рассмотрение которой учащиеся втягиваются в процесс обсуждения и осмысления. Демонстрируется опыт: Учитель облокачивается спиной на стену, как бы толкая ее. И спрашивает учащихся: если бы на нем были одеты роликовые коньки – возможно ли было устоять в таком положении? А если одеть простые коньки и стоять на льду, облокачиваясь на борт площадки? Учащиеся понимают, что ноги в двух последних случаях начинают скользить. Учитель поясняет, что задача урока – понять какая сила не дает нам упасть. От чего она зависит. Учащиеся строят предположение, что есть сила, которая тормозит движение и она различна в этих случаях.

Примеры из жизни: напоминаем, что санки, спустившись с горки, через некоторый промежуток времени останавливаются. Приводим другие примеры: математический маятник, дорожки посыпают песком. и др.)

Метод: наглядно-иллюстративный и частично-поисковый

Форма: коллективная.

II Демонстрации: 1. Скатываем с наклонной плоскости легкоподвижную тележку. Тележка катится почти до конца демонстрационного стола. Отмечаем ее положение флажком после остановки.

2. На поверхность демонстрационного стола подкладывает сильно измятую бумагу. Тележка скатывается с наклонной плоскости и останавливается, пройдя значительно меньшее расстояние. Отмечаем флажком ее новое положение.

3. На поверхность стола насыпаем песок. Движение тележки после скатывания быстро замедляется, и она останавливается недалеко от наклонной плоскости. Отмечаем третье положение тележки. Как объяснить эти явления?

. Даем определение новой силы: сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная в сторону, противоположную движению, называется силой трения.

Учитель: чем характеризуется любая сила?

1) модулем или числовым значением;

2) направлением;

3) точкой приложения.

Показываем, как обозначается сила трения (Fтр). Как можно измерить силу трения? На фанерную плоскость положить деревянный брусок с грузами, зацепить динамометром и равномерно перемещать по плоскости. Динамометр показывает некоторую силу.

Учитель проводит демонстрацию, после чего ссылаясь на слайд №2 - схему эксперимента - и просит продублировать ее учащихся в тетради. После этого задает вопросы: 1) Какое значение силы показывает динамометр? (2 Н.) 2) На тело действует сила, но скорость движения не изменяется. Значит, существует компенсирующая сила, равная силе, приложенной со стороны динамометра. Куда направлена сила, равная движущей силе? (Сила направлена против движения бруска.) 3) Где находится точка приложения этой силы? (В месте контакта двух поверхностей.)

Метод: наглядно-иллюстративный и частично-поисковый

Форма: коллективная.

III Далее учитель предлагает учащимся воспользоваться лабораторией «Архимед» и провести самостоятельно, по начерченной ими схеме, эксперимент, используя датчик силы. (С этим датчиком они уже работали на прошлом уроке.) Проводя измерения, учащиеся обращают внимание, что в момент начала движения график, который показывает монитор, имеет скачок. Возникает вопрос – с чем он может быть связан. Это сила трения покоя.

Метод: практический

Форма: индивидуальная.

IV Далее учитель переключает компьютер в режим работы с программой «Живая физика».

Учитель предлагает проследить на дисплее, при каких условиях возникает сила трения покоя, как она направлена и как изменяется ее величина. (работа Тр1)

Метод: наглядно-иллюстративный и частично-поисковый

Форма: коллективная.

V Теоретический этап. Каковы причины возникновения силы трения? Для получения ответа сравниваем движение металлического шарика по стеклу, столу и наждачной бумаге. На подобных примерах устанавливаем, что причиной трения является шероховатость поверхности соприкасающихся тел. Отмечаем, что даже самые гладкие на вид поверхности имеют неровности, которые препятствуют движению одного тела по поверхности другого. Но оказывается, уменьшение неровностей снижает силу трения только вначале. Дальнейшее уменьшение шероховатости приводит к увеличению силы трения (называем и вторую причину возникновения силы трения — молекулярное взаимодействие, которое приводит как бы к прилипанию соприкасающихся поверхностей). Итак, есть две причины возникновения силы трения: неровности поверхности и наличие сил притяжения между молекулами соприкасающихся поверхностей. При шероховатых поверхностях трение обусловлено главным образом первой причиной, а при очень гладких поверхностях сказывается молекулярная природа трения. Делаем соответствующие записи в опорном конспекте на доске. Далее даем определение: если при движении соприкасаются твердые поверхности тел, трение называют сухим.

Метод: наглядно-иллюстративный и словесный

Форма: коллективная.

VI Практическая часть. Учитель предлагает разделить класс на несколько бригад. Каждой дается карточка с заданием для исследования.

Бригада 1. Изучение зависимости силы трения скольжения от шероховатости трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: Лаборатория «Архимед» - датчик силы, трибометр, брусок деревянный отшлифованный, брусок грубообточенный, грузы, лист бумаги.

Порядок выполнения работы:

1. Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами:

а) отшлифованного бруска по поверхности линейки трибометра;
б) грубообточенного бруска по поверхности линейки трибометра;
Бруски одинаковой формы. Скольжение проходит по грани с большей площадью.

Вид трущихся поверхностей	Сила трения скольжения, Н
Отшлифованное дерево по листу бумаги
Грубообточенное дерево по листу бумаги

Сделайте выводы: зависит ли сила трения скольжения от шероховатости трущихся поверхностей?

Бригада 2. Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей (2 вариант работы)

Приборы и материалы: Датчик силы, трибометр, брусок деревянный, набор грузов, лист бумаги, лист наждачной бумаги.

Порядок выполнения работы:

1. Измерьте силу трения скольжения бруска:

а) по поверхности линейки трибометра;
б) по наждачной бумаге.

Перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи датчика силы. Результат измерений силы трения скольжения запишите в таблицу.

Вид трущихся поверхностей	Сила трения скольжения, Н
Дерево по дереву
Дерево по наждачной бумаге

Сделайте выводы: зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей

Бригада 3 . Изучение зависимости силы трения скольжения от давления

Приборы и материалы: датчик силы, трибометр, брусок деревянный, набор грузов.

Порядок выполнения работы:

1.  Положите на линейку трибометра брусок большой гранью, а на него – груз. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи динамометра. Результат измерения силы трения скольжения запишите в таблицу.

2.  Положите на брусок второй груз и снова измерьте силу трения скольжения бруска. Результат измерения силы запишите в таблицу.

3.  Сравните полученные данные.

Количество грузов	Сила трения скольжения, Н
1 груз
2 груза

Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения от силы давления, если зависит, то как?

Бригада 4 Изучение независимости силы трения от площади трущихся поверхностей.

Проводится измерение силы трения для одного бруска, но используя две различные по поверхности.

Приборы и материалы: датчик силы, трибометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками.

Порядок выполнения работы:

1.  Положите на линейку трибометра брусок большой гранью, а на него – груз. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи датчика сила. Результат измерения силы трения скольжения запишите в таблицу.

2.  Положите на линейку брусок меньшей гранью, поставьте на него груз и снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке. Результат измерения силы запишите в тетрадь. Сравните его с результатом, полученным при выполнении пункта 1.

Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей при постоянной силе давления?

	Сила трения скольжения, Н
Поверхность, площадью S1
Поверхность, площадью S2 S1 > S2

Бригада 5. Проводит измерение силы трения для одного бруска, но скользят грани по двум различным поверхностям скольжения (одна из них смазана вазилином.)

Порядок выполнения работы:

1. Положите на линейку трибометра брусок большой гранью, а на него – груз. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи датчика сила. Результат измерения силы трения скольжения запишите в таблицу.

2.  Капнете несколько капель вазелинового масла на линейку трибометра. Положите на линейку брусок, поставьте на него груз и снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке. Результат измерения силы запишите в тетрадь. Сравните его с результатом, полученным при выполнении пункта 1.

Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения от применения смазочных материалов при постоянной силе давления?

	Сила трения скольжения, Н
Без смазки
С использованием смазки

Учитель вывод на экран слад с таблицей, которую заполняют в тетради учащиеся на основании отчетов бригад о проведенном эксперименте.

Результаты отчетов бригад 1 и 2 должны совпадать

Вносятся ответы «да» или «нет»

Вопрос	Ответ
зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей?
зависит ли сила трения скольжения от шероховатости трущихся поверхностей?
зависит ли сила трения скольжения от силы давления?
зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей при постоянной силе давления?
зависит ли сила трения скольжения от применения смазочных материалов при постоянной силе давления?

Метод: практический

Форма: групповая

Дублирующие бригады проверяют правильность полученных выводов. На основании проделанной работы делается вывод: сила трения зависит от материала соприкасающихся тел, от нагрузки, от шероховатости, применения смазки и не зависит от площади контакта тел.

Обращается внимание, что в ходе выполнения эксперимента может не выполняться последняя зависимость, т. к. если трение обусловлено молекулярным взаимодействием, то есть, на гладких поверхностях сила трения зависит от площади соприкасающихся тел. Делаем совместный вывод о том, что теория подтверждается практикой

Современные положения о силах сухого трения в уточненной форме могут быть сформулированы так: а) коэффициент трения можно считать постоянным, а силы трения прямо пропорциональными нормальным давлениям только в определенном диапазоне скоростей и нагрузок; б) силы трения всегда направлены в сторону, противоположную относительным скоростям; в) трение покоя в начальный момент движения в большинстве случаев несколько больше трения движения; г) с увеличением скорости движения тела трение в большинстве случаев уменьшается, приближаясь к некоторому постоянному значению; д) с возрастанием удельного давления сила трения в большинстве случаев увеличивается; е) с увеличением времени предварительного контакта сила трения возрастает.

Как же можно уменьшить силу трения? Предлагаем учащимся высказать свои предположения. Обращаем внимание на то, что уменьшить силу трения можно, повлияв на причины, обусловливающие значение силы трения (шероховатость, материал, нагрузка). Но в жизни часто бывает так, что эти причины не устранимы. Единственный способ — заменить один вид трения на другой.

Высказанное предположение подтверждаем опытами. На перевернутую вверх колесами тележку помещаем груз. Тележку равномерно перемещаем по поверхности. Отмечаем показание динамометра. Затем тележку ставим на колеса и помещаем тот же груз. При равномерном перемещении динамометр отмечает меньшее значение силы. При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. Наклонную плоскость устанавливаем под таким углом, что легкоподвижная тележка свободно въезжает вверх по наклонной плоскости. Поверхность наклонной плоскости смазываем вазелиновым маслом. Теперь тележка не может въехать вверх, ее колеса скользят. При равных условиях вязкое (жидкостное) трение всегда меньше сухого трения. Демонстрируем смазанный машинным маслом подшипник качения, где для уменьшения трения применяют сразу два способа.

Метод: наглядно-иллюстративный и частично-поисковый

Форма: коллективная.

Первичное закрепление.

Задача 1. На столе лежит стопка книг. Что легче: вытянуть нижнюю книгу, придерживая остальные, но не поднимая их, или привести в движение всю стопку, потянув за нижнюю книгу?

Задача2. К стене дома прислонена лестница. Человек поднимается по лестнице. В некоторый момент времени концы лестницы начинают соскальзывать вдоль стенки дома. Почему это может произойти?

Метод: частично-поисковый

Форма: устная коллективная

Подведение итогов урока.

Совместно с учениками подводим итог урока: достигли ли мы целей, поставленных в начале своей работы; понравилась ли групповая работа. Для закрепления изученного материала и контроля знаний учащихся обсуждаем заполнение следующей таблицы.

Положительная роль силы трения	Отрицательная роль силы трения

Метод: частично-поисковый

Форма: коллективная

Домашнее задание:

П.31,32. №№ 000-426.

Лауреат Нобелевской премии, физик Шарль Гийом сказал: “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 катиться, пока не окажется на одном уровне. Не будь трения, Земля была бы без неровностей, подобно жидкости”.

Директор ГБОУ Гимназии № 000