Конспект урока по физике «Сила трения»

Разработка урока физики в 10 классе.

Учитель физики средней школы №3

г. Мурома Владимирской обл.

Чернышева А.Г.

Тема урока: Сила трения.

Цели урока: Дать понятие силы трения, рассмотреть виды трения. Экспериментально определить зависимость силы трения от силы реакции опоры.

Ход урока.

1. Историческая справка.

Французский физик Гильом писал о трении так: «Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий стоило нам удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что обычно земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль у нас возникает, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой.

Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся по возможности устранить его в машинах - и хорошо делают.

Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и ручки упадут со стола на пол, что стол не будет скользить по полу и т. д.

Вообразим, что трение может быть устранено совершенно, тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинка, никогда не удержатся одно на другом: все будет скользить и катиться, пока не окажется на одном уровне. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкому».

2. Трение.

Рассмотрим, какая сила называется силой трения, виды трения, причины силы трения (см. презентацию, слайды № 1 - 4).

3. Качественные задачи.

   1. Как увеличивают силу трения? Как ее уменьшают?

   2. Приведите примеры, когда нужно уменьшать, а когда увеличивать силу трения?

   3. Куда направлена сила трения?

   4. Зачем зимой дорожки посыпают песком?

   5. Зачем зимой на задние колеса автомобилей надевают цепи?

   6. Зачем на обуви, шинах автомобилей наносят протектор?

   7. Зачем в двигатель автомобиля наливают масло?

   8. Зачем спортсмены-лыжники на лыжи наносят особую смазку?

   9. Зачем подшипники колес и педалей велосипедов смазывают солидолом?

   10. Как устроен вездеход на воздушной подушке? Что для него является смазкой?

   11. Зачем легкоатлеты надевают спортивную обувь с шипами?

3. Таблица для запоминания формул расчета силы трения, коэффициента трения, силы реакции опоры.

(См. презентацию, слайд №5).

Используя таблицу вывести формулу силы трения, формулу расчета коэффициента трения и силы реакции опоры.

5. О силе трения покоя.

Что такое, что такое

Сила трения покоя?

Если ты стоишь спокойно,

Вертикально на земле,

Сила трения покоя,
Очевидно, на нуле.

За веревку тянут двое,

Ты стоишь пока, и вот

Сила трения покоя

Потихонечку растет.

Вот достигла сила тренья

μ на N произведенья,

И под действием всех сил

Ты по полу заскользил.

5. Решение задач.

   1. Меч - это костяной отросток верхней челюсти рыбы. Он легко рассекает воду и значительно улучшает гидродинамическую характеристику тела рыбы. Вот рыба-меч и устанавливает рекорды по скорости передвижения под водой - 130 километров в час. Но чего бы стоил меч, если бы не белковая смазка - муцин, сводящая на нет трение рыбы о воду.(См.презентацию, слайд №6)

      • Как возникает трение о воду? Как уменьшают рыбы сопротивление?

2. Речь пойдет о многократном победителе мировых, региональных, российских, затем всесоюзных чемпионатов по классической борьбе среди супертяжеловесов Хаджи-Мукане Мунайтпасове (1871 - 1948). Родившись в бедной крестьянской семье в ауле Карауткель (Акмолинской области), Мукан с ранних лет приобщился к тяжелому наемному труду. Работая у купца О. Масликова, как-то зимой по велению хозяина он поехал за сеном. На обратном пути степь внезапно завьюжила, и начался сильный буран. Дорога отяжелела, лошади выбились из сил, а одна, не устояв даже на ногах, упала и больше не вставала. Тогда Мукан погрузил ее на сани поверх сена, а вторую привязал сзади, сам же, впрягшись вместо тягловой силы, приволок все вместе домой. Тогда юноше было 18 лет от роду. (См. презентацию, слайд №7)

• Какую силу прикладывал Мукан к саням, если масса саней с сеном 500 кг, а коэффициент трения равен 0,002?

3. - Аннушка! Это ее работа! Взяла она в бакалее подсолнечного масла, да литровку-то о вертушку и разбей!.. Осторожный Берлиоз, хоть и стоял безопасно, решил вернуться за рогатку, переложил руку на вертушке, сделал шаг назад. И тотчас рука его соскользнула и сорвалась, нога неудержимо, как по льду, поехала по булыжнику, откосом сходящему к рельсам, другую ногу подбросило, и Берлиоза выбросило на рельсы. (См. презентацию, слайд № 8)

(М. Булгаков. «Мастер и Маргарита»)

• Что помешало устоять Берлиозу? В чем причины трения? Как уменьшают и как увеличивают трение? (Так как смазка (подсолнечное масло) резко уменьшает силу трения, то причиной гибели Берлиоза стало уменьшение трения . Причины трения: взаимодействие молекул и атомов соприкасающихся тел, неровности, шероховатости поверхностей соприкасающихся тел. Для уменьшения трения используют следующие приемы: жидкая и газообразная смазка между взаимодействующими поверхностями, шлифовка поверхностей. Для увеличения трения увеличивают шероховатости соприкасающихся тел.)

4) - Но мы не поднимем их! - закричала вся толпа, силясь сдвинуть мешки.

- Постойте, - сказала Оксана, - побежим скорее за санками и отвезем на санках!

(См. презентацию, слайд № 9)

(Н.Гоголь. «Вечера на хуторе близ Диканьки»)

• Какую силу необходимо приложить к саням, чтобы увезти два мешка, массой 30 кг каждый, если коэффициент трения саней о лед равен 0,1?

(При равномерном движении саней F=-F_тр=-μN=-60Н. Знак « - » означает, что сила будет направлена в противоположную сторону по направлению к силе трения.)

5. Под снежком - ледок.

Скользко, тяжко,

Всякий ходок

Скользит - ах, бедняжка!.. (См. презентацию, слайд №10)

(А.Блок. «Двенадцать»)

• А как можно увеличить силу трения? (Для этого обычно в зимнее время лед посыпают песком, чтобы увеличить силу трения.)

5. Занимательный факт.

(См. презентацию, слайд №11).

Что увеличивает маневренность птиц и уменьшает сопротивление при полете?

5. Физический эксперимент.

Определите коэффициент трения скольжения.

Приборы и материалы :динамометр, деревянный брусочек, деревянная дощечка, полоска резины, полоска оргстекла, набор грузов.

Примечание. Для определения коэффициента трения сначала измерим силу трения, затем силу тяжести, действующую на брусочек.

В ходе работы заполните таблицу.(См. презентацию, слайд №12).

Дополнительное задание. Постройте график зависимости силы трения от силы реакции опоры. Сделайте вывод.

5. Ориентировочные коэффициенты трения скольжения.

(См. презентацию, слайд №13).

Составьте по этим данным задачи.

5. Домашнее задание.

Подготовить сообщения по темам «Трение в живой природе», «Трение в быту и технике».

Этапы урока

Деятельность учащихся

I-II Объяснение нового материала

Воспроизведение по слайдам презентации

III Качественные задачи

Фронтальное закрепление нового материала

IV Вывод формулы расчета коэффициента трения, силы реакции опоры

Самостоятельная работа в тетради с последующей проверкой у доски

VI Решение задач

Работа в паре с последующим обсуждением всем классом, выбор правильного ответа

VIII Физический эксперимент

Самостоятельная работа (применение полученных знаний на практике)

IX Примеры коэффициента трения скольжения

Работа в группах по составлению задач