Интегрированный урок 

  (физика и биология)

ТЕМА:  Сила трения. Сила трения в быту, технике, природе.

Цель:  Изучение  взаимодействия тел.

Задачи:  1.  Дать понятие силы трения.  Выяснить особенности этой силы.

Обсудить вопрос о  роли силы  трения в природе. Воспитывать  интерес к естественным наукам.

  Оборудование:  Динамометр, набор грузов,  набор тел различной формы. Таблицы по биологии, презентации «Сила трения в природе».

  Ход урока

I  Орг. момент.

II.  Содержание урока: Познакомимся подробно с силой трения. Выясним  причины ее возникновения, границы ее применения.

III.  Актуализация: Сила – это мера взаимодействия тел.

  Сила  обозначается буквой F

  Сила  измеряется динамометром.

  Сила тяжести – это сила, с которой земля притягивает к себе тела.

  Сила упругости – это сила, которая  возникает в результате деформации.

  Сила трения - ……..

IV.  Изучение нового материала.  С помощью динамометра определите силу тяжести.

Чему будет равна сила упругости?  А теперь положите брусок на поверхность стола и потяните его динамометром. Что вы заметили? Чему равна сила? А почему она возникла?

Сила трения – это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, и направлена  противоположно движению.

  Сила тяжести

  Скольжения  Качения  Покоя

Причины возникновения силы трения: шероховатость поверхности трущихся поверхностей и силы молекулярного взаимодействия. Сила трения вычисляется по формуле F = Мmg 

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

  Задача. Определите силу трения скольжения, действующую на деревянный ящик массой 20 кг при его движении по деревянному полу. Коэффициент трения скольжения дерева по дереву принять равным 0,3.

Решение

F = 0,3*20 кг*10Н/кг = 60 Н

Ответ: 60 Н

  Трение может быть полезным и вредным. Приведите примеры. Полезное трение: (посыпание дорожек песком, обувь, смазка трущихся поверхностей агрегатов, ) Вредное трение  ( гладкая подошва у зимней обуви, гололед на дорогах, несмазанная телега).

  Когда необходимо уменьшить трение, то трение  скольжения  заменяют трением качения. Оно намного меньше трения скольжения. Проверим на опыте.

  В технике для уменьшения сухого трения используют смазку, различные приспособления (подшипники, ролики). (Проверить на опыте)

  При движении твердых тел в жидкости возникает сила вязкого трения.

Величина вязкого трения зависит то формы тела, рода жидкости и скорости движения  тела.

Показать формы тел. Чаще всего такие формы очень важны в природе, а где именно? На этот вопрос вам ответит учитель биологии.

Сила трения и сопротивления в организмах животных

Значительное трение существенно для рабочих поверхностей органов движения. Необходимым условием перемещения является надежное сцепление между движущимся телом и опорой. Сцеп­ление достигается либо заострениями на конечностях (когти, острые края копыт, подковные шипы), либо мелкими неровно­стями, например щетинками, чешуйками, бугорками и т. д.

Среди живых организмов распространены приспособления (шерсть, щетина, чешуйки, шипы, расположенные наклонно к поверхности), благодаря которым трение получается малым при движении в одном направлении и большим — при движении в противоположном направлении. На этом принципе основано движение дождевого червя. Щетинки, направленные назад, сво­бодно пропускают тело червя вперед, но тормозят обратное движение. При удлинении тела головная часть продвигается вперед, а хвостовая остается на месте, при сокращении головная часть задерживается, а хвостовая подтягивается к ней  (фрагмент фильма Тип Кольчатые черви»).

Не­обходимо значительное трение и для хватательных органов. Ин­тересна их форма: это либо щипцы, захватывающие предмет с двух сторон, либо тяжи, огибающие его (по возможности несколько раз). В руке сочетается действие щипцов и полный охват со всех сторон; мягкая кожа ладони хорошо сцепляется с шероховато­стями предметов, которые надо удержать (Опыт. Необходимо поднять и удержать колбу, обхватывая её  ладонью. Затем намылить ладонь и повторить опыт. Поднять не удаётся. Объяснить результаты опыта).

У многих растений и животных имеются различные органы, служащие для хватания (усики растений, хобот слона, цепкие хво­сты лазающих животных и др.). Все они имеют форму, удобную для навивания, и шероховатую поверхность для увеличения коэф­фициента трения (Фильм «Слоны. Змеи. Обезьяны»)

       В строении хоботных особенно поражает хобот, аналогов которому нет в животном мире. Это не нос, как иногда думают, а верхняя губа, сросшаяся с носом. Благодаря сложной системе мускулов и сухожилий хобот обладает удивительной подвижностью и огромной силой. Вместе с тем особое хватающее устройство, которым он заканчивается, позволяет ему поднимать с земли мельчайшие предметы. В зоопарках, например, слоны легко собирают с пола монеты или пуговицы. Хобот для слона гораздо больше, чем рука для человека. С его помощью слоны дышат, добывают пищу, пьют, защищаются, выражают свои эмоции, избавляются от паразитов, купаются. Слон, лишившийся хобота (а такие случаи в Африке сейчас не редкость — слоны часто именно хоботом попадают в петли, расставляемые браконьерами), обречен на голодную смерть. Правда, они пытаются тогда пастись на коленях, но долго так жить не могут.

Лучшие пловцы — рыбы, дельфины. Скорости многих рыб достигают десятков километров в час. Например, скорость голубой акулы около 36 км/ч. Такую скорость рыбы могут развивать благодаря обтекаемой форме тела, конфигурации головы, обус­ловливающей малое лобовое сопротивление (Фото голубой акулы).

Формы тела некоторых морских обитателей (дельфин, тунец) подсказали конструкторам идеи для пересмотра моделей ряда морских и воздушных судов. Вместо длинного сигарообразного корпуса самолета, считавшегося ранее оптимальным, предложен корпус, сходный по форме с телом этих животных (Фото дельфинов). 

  Многие птицы во время далеких перелетов собираются в цепочку или косяк. В последнем случае более сильная птица летит впереди, ее тело рассекает воздух подобно тому, как киль корабля — воду. Ос­тальные птицы летят таким образом, чтобы сохранить острый угол косяка; они поддерживают правильное расположение относитель­но ведущей птицы инстинктивно, так как оно соответствует минимуму сил сопротивления (Фото летящих птиц).

Планирующий полет. Планирующий полет довольно часто наблюдается как в растительном, так и в животном мире. Многие плоды и семена снабжены либо пучками волосков (одуванчик, хлопчатник и т. д.), действующими наподобие парашюта, либо поддерживающими плоскостями в форме отростков и выступов (хвойные растения, клен, береза, липа, многие зонтичные). Не­которые плоды и семена снабжены «планерами» (семена клена с крылатками, семена чертополоха с пучками волосков).

Растительные планеры во многих отношениях даже совер­шеннее созданных человеком. Они поднимают сравнительно со своей массой гораздо больший груз, кроме того, они обладают большей устойчивостью.

Интересно строение тела белок-летяг. Между передними и задними конечностями (иногда между конечностями и хвостом и передними конечностями и шеей) расположена кожная складка, служащая для планирующего полета. Белки-летяги могут перепрыгивать расстояния до 20—30 м с верхушки одного дерева к нижним ветвям другого (фото белки-летяги).

         Распространены на северо-востоке Европы, в Северной, Восточной и Южной Азии, в Северной и Центральной Америке.

         Населяют леса разных типов в умеренном и тропическом поясах. Ведут древесный образ жизни.  Активны ночью. День проводят в дуплах деревьев. Питаются семенами, плодами, листьями деревьев, иногда насекомыми.

Подведение итога урока.

Вот мы и узнали сегодня ответы на вопрос - где применяется сила трения?.

А сейчас объясните пословицу  с точки зрения  физики, опираясь на новый материал. 1.«Коси коса пока роса, роса долой и мы домой».

2. «Не подмажешь не поедешь»

3. «Что кругло - легко катится»

Задача: Жили брат с сестрой на крутой сопке. Долго там жили. Брат, когда ждал врагов, сопку водой поливал. В одном месте, где на подъеме была тропа,  там  он сам врагов поджидал.  Объясните, почему так поступал брат.

Домашнее задание:

  Жил -  был царь Гравитон, и было у него три дочери. Звали их Сила тяжести, Сила упругости, и Сила трения. И вот однажды царь заболел и собрал он своих дочерей,  для того чтобы сказать им о том, что ему нужно лекарство, которое находится у их родственницы Инерции. Но надо выбрать, кто туда пойдет. Ведь дорога дальняя. И решили тогда сестры прекратить свою деятельность, и отсутствие которой  будет менее заметно, та и пойдет.

  Сила тяжести прекратила свое действие. Прибежала Баба яга. Это что за безобразие. Я не могу поймать Аленку с братом, ступа моя вниз не отпускается. Верните силу тяжести.

  Сила упругости  прекратила свое действие. Прибежал акробат. Без силы упругости я не могу подпрыгнуть на батуте.

  Тогда решила Сила трения прекратить свое существование.

  Напишите продолжение этой сказки.