Конспект урока физики в 7 классе

Конспект урока физики в 7-м классе по теме "Сила трения"

ТРЕНИЕ - СИЛА ЗНАКОМАЯ,
НО ТАИНСТВЕННАЯ
А.А. Первозванский

Цель:

• изучить явление трения (его причины, закономерности); создать условия для формирования у учащихся практических навыков:

• измерения силы трения;

• развивать логическое мышление учащихся;

• воспитывать интерес к предмету;

• развивать интерес к решению задач.

Задачи урока:

• Познавательные: формировать умение планировать и проводить физические опыты, объяснять физические явления.

• Развивающие и воспитательные: формировать умение систематизировать изученное, раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлением в жизни, формировать умение взаимодействовать при групповой форме работы.

Тип урока: урок формирования новых знаний.

Ход урока:

1. Организационный момент.

Здравствуйте, дорогие ребята!

Итак, начинаем наш урок,
Пусть он всем пойдет вам впрок.
Будем слушать, отвечать,
Задачки надо по решать.
Как, почему и отчего,
А вам оценивать его!

2. Мотивация урока

Ребята на протяжении нескольких недель мы с вами изучали тему: "Взаимодействия тел", где рассматривали многообразие сил, которые помогают нам в жизни. На сегодняшнем уроке мы разберем такую знакомую, но таинственную силу - силу трения, но сначала необходимо повторить полученные знания по теме.

3. Проверка знаний , полученных на предыдущих уроках

А. Итак, к доске выходят для решения задач 2 учащихся.

1. С какой силой растянута пружина, к которой подвесили брусок из латуни объемом 0,5 м³? Плотность латуни 8500 кг/м³.

2. Мальчик массой 50 кг надел на плечи рюкзак массой 5 кг. С какой силой мальчик давит на пол?

Б. Фронтальный опрос.

• Что такое сила.

• К чему приводит действие силы?

• Почему изменяется скорость движения тела?

• Какие силы вы уже знаете?

• Укажите название прибора для определения силы.

• Укажите единицы измерения силы.

• Куда направлена сила тяжести?

• Куда направлена сила упругости?

• Под действием какой силы изменяется направление движения камня, брошенного горизонтально?

• Какая сила действует на пружинку? (на доске на магнитах висит прибор.)

• В чем различия между силой тяжести и весом тела?

Учитель: Проверяем задачи на доске. Ребята задайте учащимся вопросы.

Молодцы. Выставление оценок.

4. Постановка цели урока:

Учитель Ребята мы с вами сейчас повторили тему: "Взаимодействия тел", а именно силы. Тема сегодняшнего нашего урока: « Сила трения». Запишите в тетрадях число и тему урока. Теперь нам необходимо изучить, на мой взгляд, одну из самых важных сил - силу трения, которая сильнее бурь, ветров и непогоды. И я думаю, вы со мной в конце урока с этим согласитесь. Поэтому целью нашего сегодняшнего урока является следующее : знакомство с силой трения, выяснить действительно ли сила трения сильнее бурь, ветров и непогоды, экспериментально установить причины возникновения силы трения, какие существуют виды силы трения, а также выяснить положительную и отрицательную роль силы трения в жизни.

5. Изучение нового материала:

Учитель: С явлением трения и силой трения мы знакомы с детства. Первые исследования силы трения были проведены великим итальянским ученым Леонардо да Винчи более 400 лет назад, но эти работы не были опубликованы. Законы сухого трения были описаны французскими учеными Гильомом Амонтоном и Шарлем Кулоном . Очень красочно о роли трения пишет французский физик Гильом:
"Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий требовалось, чтобы удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся устранить его в машинах - и хорошо делают. В прикладной механике о трении говорится, как о крайне нежелательном явлении, и это правильно, однако лишь в узкой специальной области. Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и чернильница упадут на пол. Трение представляет настолько распространенное явление, что нам, за редким исключением, не приходится призывать его на помощь: оно является к нам само.

Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, куда их поставили. Блюда, стаканы, поставленные на стол, остаются неподвижными без особых забот с нашей стороны, если только дело не происходит на пароходе во время качки.

Вообразим, что трение может быть устранено совершенно. Тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинки, никогда не удержится одно на другом. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкой капли".

Исходя из жизненного опыта, попробуйте сформулировать определение этому явлению. Что такое трение?

Варианты ответа: сопротивление движению, механическое сопротивление движению.

Постановка проблемы:

Учитель: Что перед вами лежит? (брусок). Давайте сейчас проведем опыт.

Опыт 1 "Наблюдение явления трения".

На столе лежит деревянный брусок. Толкните его и наблюдайте за его движением. Прикрепите к нему динамометр и тяните равномерно. Замените брусок цилиндром и проделайте то же самое.

Что вы можете сказать о скорости тела? Как она изменялась в опытах?

Какая сила возникает? В результате чего она возникает?

Выводы:

- Трение возникает при соприкосновении поверхностей взаимодействующих тел.

Учитель: Правильно, 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 F_тр. Направлена сила трения всегда противоположно движению тела.

Учитель: Когда возникает трение? Каковы причины возникновения силы трения? На эти вопросы мы сможем ответить, по результатам опытов.

Опыт 2: возьмите 2 стеклянные пластины, прижмите их друг к другу, а затем сдвиньте одну пластину относительно другой. Что вы наблюдаете? Почему пластины трудно сдвинуть?

Капните пипеткой на одну пластину 2-3 капельки воды и повторите опыт. Почему стало еще труднее сдвигать пластины?

Опыт 3: возьмите 2 кусочка наждачной бумаги и лупу. Рассмотрите поверхность этих тел. Сложите их и попробуйте сдвинуть относительно друг друга.

Назовите причины возникновения трения. После прослушивания ответов.

Выводы:

шероховатость поверхности.

Молекулярное взаимодействие (по основным законам МКТ)

Учитель: Какую силу показывает динамометр?

Динамометр показывает силу тяги, которая равна по модулю и противоположна по направлению силе трения.

Выводы:

- сила трения направлена в сторону, противоположную движению;

-имеет точку приложения, расположенную в точке соприкосновения

тела с поверхностью;

Учитель: Можно выделить три вида сил трения:

1.Трения скольжения (санки)

2.Трения качения (колёса)

3.Трения покоя (для того чтобы сдвинуть с места любое тело, необходимо приложить какую-либо силу)

Учитель: Вот, сколько интересного мы узнали о силе трения. А хотите знать, от чего зависит сила трения? Давайте разобьемся на группы и выясним это. (Учащиеся получают карточки для групповой работы).

Работа в группах:

Группа 1. Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, карандаши круглые - 2 шт.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н_

2) Измерьте вес бруска с двумя грузами при помощи динамометра. Вес бруска с грузами равен_______Н_

3) Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Для этого положите брусок на стол, а на брусок - два груза. К бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение. Каковы показания динамометра, при начале движения бруска___________Н

4) Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы_________Н

5) Измерьте силу трения качения бруска по столу. Для этого положите брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы_______Н

Ответьте на контрольный вопрос: какая сила больше:

вес тела или максимальная сила трения покоя? максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения? сила трения скольжения или сила трения качения?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 2. Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, лист бумаги, лист наждачной бумаги.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н

2) Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами:

а) по поверхности линейки.

б) по гладкой бумаге.

в) по наждачной бумаге.

Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи динамометра. Результат измерений силы трения скольжения запишите в таблицу.

Ответьте на контрольные вопросы:

Зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей? от шероховатости трущихся поверхностей?

Какими способами можно увеличить и уменьшить силу трения скольжения?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 3. Изучение зависимости силы трения скольжения от давления и независимости от площади трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_________Н

2) Положите на линейку брусок большой гранью, а на него - груз. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи динамометра. Сила трения скольжения равна________Н

3) Положите на брусок второй груз, и снова измерьте силу трения скольжения бруска. Сила трения скольжения равна _________Н. Сравните полученные данные.

4) Положите на линейку брусок меньшей гранью, поставьте на него опять два груза и снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке. Сила трения равна________Н. Сравните его с результатом, полученным при выполнении пункта 3.

Ответьте на контрольные вопросы:

Зависит ли сила трения скольжения от силы тяжести, если зависит, то как?

Зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей при постоянной силе тяжести?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Обсуждение результатов работы в группах.

Каждая группа докладывает о проведенном эксперименте по следующему плану:

цель экспериментальной работы;

порядок выполнения работы;

полученные результаты, выводы.

От чего зависит сила трения?

Сила трения зависит: - от силы тяжести, действующей на движущееся тело;

- от материала, из которого изготовлены тела и от качества их обработки:

- площади трущихся поверхностей;

- вида трения.

Учитель: благодаря наличию в природе силы трения возможна жизнь в том виде, в каком она существует на Земле. Но вместе с тем, трение изнашивает машины и подошвы нашей обуви, двигатели автомобилей, самолетов, паровозов. Они все работают против трения (сухого и жидкого), на это тратится огромное количество различных видов горючего. Трение в одних условиях полезно, а в других вредно. Следовательно, надо умело использовать силы трения. Когда в повседневной жизни, в производстве, в технике, на транспорте трение нам необходимо, нужно увеличивать его. Когда трение мешает, вызывает расход энергии и материалов, необходимо уменьшать его. Так люди поступают с незапамятных времен. Но, чтобы подчинить себе трение нужно знать, как можно увеличивать и уменьшать трение.

Как уменьшить трение?

1) шлифовка деталей трущихся поверхностей и подшипники;

2) смазка.

Чтобы увеличить трение надо:

1) Увеличить нагрузку (вес).

1)Увеличить шероховатости поверхностей

Учитель: Жизненный опыт подсказывает нам, что трение очень важно в нашей жизни и играет как положительную, так и отрицательную роль.

Наше отношение к трению противоречиво: с одной стороны - ведется борьба: трущиеся поверхности машин шлифуются, простые подшипники скольжения заменяются шариковыми или роликовыми, применяется обильная смазка, создаются смазочные материалы.

С другой стороны-если бы трение исчезло? Трение помогает при ходьбе, не могли бы тронуться без трения поезда, машины.

Учитель: нужно ли избавляться от трения?

При отсутствии трения гвозди, винты выскальзывали бы из стен, не могли бы удержать в руках ни одну вещь, вихрь никогда не прекратился, звуки не умолкали.

Учитель: Мудрость и жизненный опыт любой народ заключает в поговорки. Например:

• не подмажешь, не поедешь;

• пошло дело как по маслу;

• угря в руках не удержишь;

• что кругло - легко катится;

• лыжи скользят по погоде;

• из навощенной нити сеть не сплетешь;

• колодезная веревка сруб перетирает;

• ржавый плуг только на пахоте очищается;

• ловкий человек и на дынной корке не поскользнется;

• нет такого человека, который бы хоть раз не поскользнулся на льду.

Как же можно использовать изученное явление в жизни? Приведите свои примеры. Явление трения используют в технике:

• для передачи движения;

• при обработке металлов и других материалов;

• при сварке трением;

• при заточке инструментов;

• для скрепления материалов, деталей конструкций;

• при шлифовке, полировке материалов и т.д.

Какую оценку можно дать роли трения в жизни? Учитывая отрицательную роль трения, необходимо его уменьшить. Для этого необходимо:

- подбирать материалы с низким коэффициентом трения;

- повысить качество обработки трущихся поверхностей;

- заменить трение скольжения трением качения;

- использовать смазку.

6. Закрепление изученного материала.

Учащиеся выполняют тестовое задание. Ответы показывают с помощью сигнальных карточек по команде учителя.

1. Какая сила не позволяет сдвинуть с места тяжелый шкаф?

А. Силы трения скольжения. Б. Сила трения покоя. В. Сила тяжести.

2. При смазке трущихся поверхностей сила трения …

А. не изменяется. Б. увеличивается. В. уменьшается.

3. Как направлена сила трения, когда брусок движется по столу вправо?

А. Вправо. Б. Влево. В. Вертикально вниз.

4. В гололед тротуары посыпают песком. При этом трение подошв обуви о лед …

А. не изменяется. Б. уменьшается. В. увеличивается.

7. Выводы. (Учитель еще раз с учащимися делает вывод)

Итоги урока:

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ. §

Найти поговорки или пословицы о трении и дать им объяснение.

Благодарю вас за хорошую работу. И быть может в далеком будущем кто-нибудь из вас станет великим ученым, а мы все будем этим гордиться.

Группа 1. Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, карандаши круглые - 2 шт.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н_

2) Измерьте вес бруска с двумя грузами при помощи динамометра. Вес бруска с грузами равен_______Н_

3) Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Для этого положите брусок на стол, а на брусок - два груза. К бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение. Каковы показания динамометра, при начале движения бруска___________Н

4) Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы_________Н

5) Измерьте силу трения качения бруска по столу. Для этого положите брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы_______Н

Ответьте на контрольный вопрос: какая сила больше:

вес тела или максимальная сила трения покоя? максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения? сила трения скольжения или сила трения качения?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 2. Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, лист бумаги, лист наждачной бумаги.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_______Н

2) Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами:

а) по поверхности линейки.

б) по гладкой бумаге.

в) по наждачной бумаге.

Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи динамометра. Результат измерений силы трения скольжения запишите в таблицу.

Ответьте на контрольные вопросы:

Зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей? от шероховатости трущихся поверхностей?

Какими способами можно увеличить и уменьшить силу трения скольжения?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).

Группа 3. Изучение зависимости силы трения скольжения от давления и независимости от площади трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками.

Порядок выполнения работы:

1) Определите цену деления шкалы динамометра. Цена деления равна_________Н

2) Положите на линейку брусок большой гранью, а на него - груз. Измерьте силу трения скольжения бруска. Для этого перемещайте брусок с грузом равномерно при помощи динамометра. Сила трения скольжения равна________Н

3) Положите на брусок второй груз, и снова измерьте силу трения скольжения бруска. Сила трения скольжения равна _________Н. Сравните полученные данные.

4) Положите на линейку брусок меньшей гранью, поставьте на него опять два груза и снова измерьте силу трения скольжения бруска по линейке. Сила трения равна________Н. Сравните его с результатом, полученным при выполнении пункта 3.

Ответьте на контрольные вопросы:

Зависит ли сила трения скольжения от силы тяжести, если зависит, то как?

Зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей при постоянной силе тяжести?

Подготовьте отчет о проделанной работе для сообщения другим группам (цель работы, ход работы, результаты).