Урок-практикум «Сила трения» (7 класс)

Урок- практикум «Сила трения».

Цели урока: сформировать понятие силы трения. Познакомить учащихся с видами трения: покоя, качения, скольжения.

Планируемые результаты:

Метапредметные: проводить исследование зависимости силы трения скольжения от веса тела, качества обработки поверхностей тел и независимости силы трения от площади соприкосновения тел; научиться воспринимать, перерабатывать информацию, анализировать и выделять основное в прочитанном тексте, находить в нем ответы на поставленные вопросы.

Личностные: сформировать познавательный интерес к видам трения в природе; развивать творческие способности, практические умения, самостоятельность в приобретении знаний о силе трения и видах трения. Ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; использовать экспериментальный метод исследования при изучении силы трения, самостоятельно принимать решения, обосновывать и оценивать результаты своих действий, развивать инициативу.

Общие предметные: пользоваться методами научного познания при исследовании силы трения, проводить наблюдения, обнаруживать зависимость силы трения от шероховатости поверхности, силы нормального давления, анализировать и делать выводы; применять знания о силе трения для решения практических задач в повседневной жизни, при обеспечении безопасности жизни; овладеть коммуникативными универсальными учебными действиями при ответах на вопросы по закреплению материала.

Частные предметные: объяснять явления, происходящие из-за наличия силы трения, использовать полученные

знания о силе трения и видах трения в повседневной жизни, измерять силу трения скольжения, приводить примеры практического применения силы трения покоя.

Оборудование для проведения фронтальных опытов:

деревянная доска 50×10 см, доски такого же размера, обитые линолеумом, резиной, круглые карандаши; бруски; динамометры; наборы грузов; стёклышки

Тип урока: Комбинированный урок.

План урока.

Организационный этап.

Этап постановки целей и задач урока

Этап актуализации опорных знаний.

Этап открытия и усвоения новых знаний.

Этап закрепления нового материала.

Рефлексия.

Итоги урока.

Домашнее задание.

 

Ход урока:

1.Организационный этап.

Приветствую учащихся, настраиваю на восприятие нового материала урока.

 

2.Этап постановки целей и задач урока.

 

На демонстрационном столе стоят две глубоких тарелки, наполненные до краев водой. Учитель приглашает к доске двух помощников и предлагает поучаствовать в эксперименте. Дает в руки одному ученику теннисный шарик, другому – такой же резиновый. Задача: заставить шарики вращаться в воде как можно быстрее.

- Что наблюдаем?

- Какой шарик крутится в воде быстрее?

- Как вы думаете, почему теннисный шарик крутится быстрее, чем резиновый?

Вывод, к которому приходим после всестороннего анализа задачи: теннисный шарик вращается быстрее, чем резиновый, т.к. его поверхность вызывает меньше трения с водой.

Трение – это взаимодействие, возникающее при соприкосновении одного тела с другим и препятствующее их относительному движению. А сила, характеризующая это взаимодействие, – сила трения.

На данном уроке мы изучим еще одну силу, не менее важную - силу трения.

Поэтому целью нашего сегодняшнего урока является изучение силы трения и её видов; экспериментально установить от чего зависит сила трения, так же определить положительную и отрицательную роль силы трения в жизни человека. Для выполнения поставленной задачи вначале необходимо повторить полученные знания.

 

3.Этап актуализации опорных знаний.

Ребята, давайте вспомним:

Что такое сила?

Какие силы существуют в природе?

Формула для вычисления силы тяжести.

Формула для вычисления силы упругости.

От чего зависит результат действия силы?

Для чего предназначен динамометр?

 

4.Этап открытия и усвоения новых знаний.

Первые исследования трения были проведены великим итальянским ученым Леонардо да Винчи более 400 лет назад, но его работы не были опубликованы. Законы сухого трения открыли французские ученые Гильон Амонтон и Шарль Огюстен Кулон.

Выясним, когда возникает сила трения. На столах учеников находится оборудование для проведения фронтальных опытов.

 

Исследовательская часть урока.

 

Сегодня на уроке вы тоже будете учеными – экспериментаторами.

 

Опыт 1. Наблюдение явления трения.

Опыт №1: толкните брусок по столу. Почему он остановился?

Выводы:

Трение возникает при соприкосновении поверхностей взаимодействующих тел: при соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называют трением.

А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения

Сила трения — это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого. 

Она обозначается Fтp.

Направлена сила трения всегда противоположно движению тела.

Как направлена сила трения?

Против движения бруска, так как скорость тела уменьшается.

 

Виды силы трения.

Опыт №2:

1) покоящийся брусок на наклонной плоскости;

2)скатывающийся брусок с наклонной плоскости;

3) детский автомобиль, скатывающийся с наклонной плоскости.

Вывод: существует три вида силы трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения.

Причины возникновения сил трения

Опыт №3:

 

1) Положите брусок с грузом на деревянную доску. Прикрепите к нему динамометр и, подействовав с силой, параллельной доске, равномерно перемещайте груз. Запишите показания динамометра. Какую силу мы измерили? (силу тяги, равную силе трения скольжения).

- Повторите опыт на линолеуме и резине.

 

Вывод: причина трения заключается в шероховатости поверхностей.

2) Прижмите друг к другу два стёклышка и попробуйте перемещать одно относительно другого. Это сделать трудно. Капните 2-3 капли воды на поверхность стёклышка и попробуйте повторить опыт. Перемещать стёклышки стало ещё труднее.

Вывод: причина возникновения трения – притяжение молекул, взаимодействующих тел.

 

Зависимость силы трения от силы давления.

 

Опыт №4:

 

 Добавить груз на брусок. Повторить эксперимент. Сформулировать вывод.

 

Вывод: Сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления

 

Как измерить силу трения?

Для измерения силы трения необходимо брусок двигать равномерно. Тогда динамометр покажет силу, равную силе трения.

 

Зависимость силы трения от площади соприкасающихся тел

 

В свое время великий итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи, удивляя окружающих, проводил странные опыты: он таскал по полу веревку то во всю длину, то собирая ее кольцами. Он изучал: зависит ли сила трения скольжения от площади соприкасающихся тел?

Прежде, чем мы узнаем, к какому выводу пришел Леонардо да Винчи, давайте тоже попробуем ответить на этот вопрос.

 

Находим выход из положения в бруске, у которого различны площади граней. Сравнив силу трения скольжения при трех положениях бруска, приходим к выводу, что сила трения скольжения во всех случаях оказалась одной и той же, т. е. она не зависит от площади соприкасающихся тел.

 

Сравнение силы трения скольжения и силы трения качения.

 

Положите брусок с грузиками на карандаши. Равномерно перемещайте с помощью динамометра.

Вывод.

Результаты исследований записать в таблицу.

 

 

Роль cил трения

В технике и повседневной жизни силы трения играют огромную роль. В одних случаях силы трения приносят пользу, в других – вред. Сила трения удерживает вбитые гвозди, винты, гайки; удерживает нитки в материи, завязанные узлы и т.д. При отсутствии трения нельзя было бы сшить одежду, собрать станок, сколотить ящик.

Наличие трения покоя позволяет человеку передвигаться по поверхности Земли. Идя, человек отталкивает от себя Землю назад, а Земля с такой же силой толкает человека вперед. Сила, движущая человека вперед, равна силе трения покоя между подошвой ноги и Землей.

Чем сильнее человек толкает Землю назад, тем больше сила трения покоя, приложенная к ноге, и тем быстрее движется человек.

Когда человек отталкивает Землю с силой большей, чем предельная cила трения покоя, то нога скользит назад, и это затрудняет ходьбу. Вспомним, как трудно ходить по скользкому льду. Чтобы легче было идти, необходимо увеличить трение покоя. С этой целью скользкую поверхность посыпают песком. Сказанное относится и к движению электровоза, автомобиля. Колеса, соединенные с двигателем, называются ведущими.

Когда ведущее колесо с силой, создаваемой двигателем, толкает рельс назад, то сила, равная трению покоя и приложенная к оси колеса, двигает вперед электровоз или автомобиль. Итак, трение между ведущим колесом и рельcом или Землей – полезно. Если оно мало, то колесо буксует, а электровоз или автомобиль стоит на месте. Трение же, например, между движущимися частями работающей машины вредно.

Силой трения также пользуются для удержания тел в состоянии покоя или для их остановки, если они движутся. Вращение колес прекращается с помощью тормозных колодок, тем или иным способом прижимаемых к ободу колеса. Наиболее распространены воздушные тормоза, в которых тормозная колодка прижимается к колесу при помощи сжатого воздуха.

 

 

5.Этап закрепления нового материала.

Выполнение тестовых заданий.

Вопросы теста (используется тестирование и самопроверка)

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

А сила трения качения
б сила трения скольжения
с. сила трения покоя

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

а. увеличивается
б. не изменяется
с. уменьшается

3. Как направлена сила трения при движении тела?

А. по движению
б. против движения
с. не имеет направления

4. При смазке трущихся поверхностей сила трения…

А не изменяется
б уменьшается
с. увеличивается

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

а. 15 кН
б. 300 кН
с. 150 кН

(после теста - оценка работы учащихся, возможно предложить учащимся оценить самому свою работу)

8.Рефлексия деятельности.

• Какую задачу ставили?

 • Удалось решить поставленную задачу?

 • Каким способом?

• Где можно применить новые знания?

5.Этап закрепления нового материала.

Посадил дед репку. Репка выросла большая-пребольшая, и стал её дед тянуть. Тянет-потянет, вытянуть не может. Почему? Что не даёт вытянуть репку? А не даёт её вытянуть СИЛА ТРЕНИЯ, да не простая, а СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ.
⠀
Позвал дед бабку, стали они вдвоём тянуть репку. Но не тут-то было. Не могут вытянуть, опять мешает СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ. Как так? Они же вдвоём с большей силой действуют. Но сила трения покоя - она такая. Чем с большей силой мы тянем репку, тем она становится больше.

Позвали они внучку, потом Жучку, потом кошку. И тянут каждый̆ раз все сильнее и сильнее. А воз, то есть репка, и ныне там. Почему? Потому что сила трения покоя каждый раз сводит на нет все их усилия. То есть компенсирует приложенную силу, скажет физик.
⠀
То есть сила трения покоя всегда равна приложенноӗ силе. Но потом они позвали мышку и вытащили репку. Что случилось? Мы же помним, что сила трения покоя должна компенсировать приложенную силу. Как же у них получилось?
⠀
Оказывается, есть ещё один факт, который нужно знать про силу трения покоя. Существует максимальное значение силы трения покоя. И если та сила, с которой герои сказки тянут репку, окажется больше этой максимальной силы трения покоя, то она уже не сможет им помешать вытянуть репку.

 

7.Итог урока.

8. Домашнее задание.

Параграф 25.

Приготовить сообщение о трении в природе и технике.

Пословицы и поговорки о трении.