Методическая разработка урока по теме «Экспериментальное исследование силы трения скольжения. Способы изменения этой силы»

Методическая разработка урока по теме
«Экспериментальное исследование силы трения скольжения. Способы изменения этой силы»

учителя физики Борковой Т.Б.

МОУ лицей №1 г. Тутаева, Ярославской области

Предмет, класс , УМК

Физика, 7 класс, УМК Пёрышкин А.В.

Цели урока.

1) Образовательная: сформировать у учащихся знание о зависимости силы трения от рода трущихся поверхностей и от силы нормального давления, познакомить учеников с формулой для расчета силы трения и способами изменения этой силы.

2) Развивающая: развивать умение измерять силу трения, планировать эксперимент, сравнивать и обобщать результаты эксперимента, формировать навыки коллективной работы.

3) Воспитательная: воспитание наблюдательности, самостоятельности, целеустремленности.

Планируемые результаты обучения:

Личностные: сформировать познавательный интерес, самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.

Предметные: сформировать умение из экспериментальных фактов выводить физические законы, правила ; развитие теоретического мышления на основе формирования умений устанавливать факты, развитие, умения анализировать, сравнивать, делать выводы; умение решать физические задачи на применение открытого правила; сформировать коммуникативные умения докладывать о результатах своего исследования, кратко и точно отвечать на вопросы.

Метапредметные: формирование навыков организации учебной деятельности, постановки целей, планирования и оценки результатов своей деятельности; развитие речи, умения выражать свои мысли; формировать умение перерабатывать и предъявлять информацию в словесной и символической формах; формирование умений работать в группе.

Оборудование: динамометры, деревянные доски с разным качеством обработки поверхностей, листы наждачной бумаги, стеклянные пластинки, деревянные бруски, наборы грузов.

Ход урока.

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащиеся

Организационный

Самоопределение к деятельности

Актуализация знаний, фиксация затруднения в деятельности

Постановка учебной проблемы.

«Открытие» нового знания.

Закрепление знаний.

Рефлексия деятельности,

итог урока

мотивирует учеников к учебной деятельности на уроке, организует беседу:

- Сегодня на уроке мы продол-жим разговор о силе трения; вам предстоит работать в группах, проводить экспериментальное исследование. Желаю всем успеха в нашей совместной работе.

Организует диалог, направленный на актуализацию знаний, достаточных для построения нового знания:

- Какие виды трения вам из-вестны?

- Какую силу называют силой трения покоя? Скольжения? Качения?

- Приведите примеры проявления этих сил.

- Для чего при спуске воза с горы одно колесо тележки иногда закрепляют так, чтобы оно не вращалось?

- Как этот факт используют в технике?

- Каковы причины появления си-лы трения?

- Брусок тянут равномерно с по-мощью динамометра. Какая по величине сила трения при этом действует на тело, если сила упругости возникшая в пружине 3Н?

-Расскажите, как можно измерить силу трения.

Организует подводящий к теме урока диалог:

- Требуется перетащить волоком по полу тяжелый брус. Как легче тянуть, поставив его на ребро или положив плашмя?

- Как вы думаете, почему воз-никли разные мнения? Что мы не знаем о силе трения?

- А каким образом это можно уз-нать?

- Значит, какой будет тема на-шего урока?

С помощью подводящего диалога, помогает учащимся построить и реализовать проект учебных действий, направленных на реализацию поставленной цели:

- Итак, от каких факторов, по вашему мнению, могла бы зависеть сила трения?

- А почему вы так думаете?

- Какие еще есть идеи? От каких факторов, кроме указанного, мо-жет зависеть эта сила?

- Кто еще желает высказать пред-положения?

- Почему сила трения должна за-висеть от материала, из которого сделаны тела?

- Какая сила в данном случае является силой давления?

Записывает высказанные учени-ками гипотезы.

На доске:

Сила трения может зависеть:

1.от площади трущихся поверхностей;

2. от силы давления;

3. от рода трущихся поверхностей.

- Какие приборы и материалы потребуются для исследования?

-Можно ли одновременно ус-тановить влияние на силу трения всех факторов, записанных на доске?

- Как же следует поступить?

- Как будем проверять первую гипотезу? Какие условия надо соблюдать при этом?

-Какое оборудование вам потребуется?

- Итак, приступайте к выполне-нию первого задания.

Наблюдает за работой групп, оказывает помощь тем, кто испытывает затруднение при выполнении задания.

Организует обсуждение резуль-татов исследования.

- Какой вывод вы сделали на основе опытов?

- Кто же был прав в начале урока, во время обсуждения вопроса о том, как легче тянуть брус?

- Как проверить вторую ги-потезу? Какие условия при этом необходимо соблюдать?

- Как будете определять силу давления?

- Как удобно записать результаты измерений?

- Приступайте к выполнению второго задания.

Наблюдает за работой групп.

Организует обсуждение резуль-татов исследования.

- Какой вывод вы сделали на основе опытов?

- Как направлена сила давления по отношению к поверхности соприкосновения тел?

- Верно, поэтому эту силу назы-вают силой нормального дав-ления.

- Нам осталось проверить послед-нюю гипотезу. Как будете про-водить исследование?

- Какую таблицу составите для записи результатов?

Наблюдает за работой групп.

Организует обсуждение резуль-татов исследования. Дает зада-ние:

- Попробуйте представить сде-ланные вами на основе экспе-риментов выводы с помощью схемы.

- Составьте отношение силы тре-ния к силе нормального давления, обозначив это отношение буквой µ, и найдите его значение, ис-пользуя результаты измерений; запишите полученные значения µ в дополнительные графы ваших таблиц.

- Что можно сказать об отно-шении силы трения к силе нормального давления для двух данных поверхностей?

-Это отношение называют коэф-фициентом трения скольжения.

- По результатам ваших расче-тов, сделайте вывод: от чего зависит коэффициент трения?

- Таким образом, что можно сказать о силе трения на ос-новании наших исследований?

- Выразите силу трения через коэффициент трения и силу давления.

- На основании полученной фор-мулы скажите, что нужно делать для уменьшения силы трения?

- А каким способом для данных материалов можно уменьшить коэффициент трения?

- Приведите примеры, когда не-обходимо уменьшить силу трения.

- Что следует делать для увели-чения силы трения?

- Приведите примеры, когда не-обходимо увеличить силу трения.

- А теперь уточните тему урока.

Организует решение следующих качественных и расчетных задач на «открытое» правило:

1.На шляпке гвоздя имеется насечка в виде сетки, а под нею на стержне - несколько попереч-ных рисок. В чем их назначение?

2. Гвоздь легко можно выдернуть из сухой доски и трудно из набухшей. Почему?

3. Изучая зависимость силы тре-ния деревянного бруска по дере-вянной дощечке, мальчик полу-чил данные, на основе которых заполнил таблицу. Какова была сила трения при равномерном движении бруска весом 3Н?

Р, Н

1Н

2Н

3Н

4Н

F,Н

0,5Н

1Н

?

2Н

4. По графику зависимости силы трения от веса тела определите коэффициент трения (график дан на доске).

Организует рефлексию и самооценку учениками их учебной деятельности на уроке.

- - Достигнута ли нами цель, поставленная в начале урока?

- Каким способом достигли этого?

- В чем заключается открытое вами правило?

- Что с помощью данного правила научились определять?

- Удовлетворены ли вы своей работой на уроке?

Задает домашнее задание:

§30, §32(до конца). Составить опорный сигнал, отражающий способы изменения силы трения.

Для желающих: если трение вдруг исчезнет, что будете кри-чать: «Ура!» или «Караул!»? Напишите небольшое сочинение на эту тему.

слушают, участвуют в беседе

Участвуют в беседе, отвечают на вопросы, приводят примеры, решают качественные задачи.

Называют виды трения.

Формулируют определение каждой силы.

Приводят примеры.

- Увеличивают трение, т.к. сила трения скольжения больше силы трения качения.

Рассказывают о применении подшипников и об использовании колеса.

Рассказывают о причинах появления трения.

- Сила трения равна 3Н, т.к. рав-номерное движение возможно тогда, когда равнодействующая сил равна нулю, а это может быть в том случае, если сила упругости равна силе трения.

Рассказывают правило измерения силы трения.

Участвуют в диалоге, выявляют место и причину затруднения, формулируют тему урока.

Высказывают разные мнения.

-Мы не знаем от чего и как зависит эта сила.

- С помощью эксперимента.

- Экспериментальное исследование силы трения скольжения.

Учащиеся в коммуникативной форме обдумывают проект будущих учебных действий: формулируют цель экспериментов, составляют план экспериментов, подбирают необходимое оборудование.

Выдвигают гипотезы:

- От площади трущихся поверх-ностей.

- Так как на поверхности с большей площадью находится больше бугорков и других неровностей.

- От силы давления, т.к. чем больше сила, прижимающая трущиеся тела, тем сильнее будут цепляться друг за друга неровности, находящиеся на поверхности тел.

- Может зависеть от материала, из которого сделаны тела и от обработки их поверхности.

-Одной из причин появления трения является притяжение частиц, из которых состоят соприкасающиеся тела, а силы взаимодействия между частицами разных веществ различны.

- В нашем случае силой давления является вес тела, движущегося по поверхности.

- Динамометр, набор грузов, дере-вянный брусок, разные поверхности, по которым будем двигать брусок.

- Нет, так как в этом случае не сможем выяснить, какой именно фактор вызвал изменение силы трения.

- Сначала надо изменить что-нибудь одно, а все остальное оставить прежним.

- Надо динамометром измерять силу трения сначала при одной площади соприкосновения, а потом - при другой, но прежними оставаться должны материалы поверхностей и сила давления тела на поверхность.

- Можно использовать деревянный брусок и деревянную доску.

Работают в группах, используя карточки, следующего содержания:

Задание 1.

1.Сформулируйте и запишите цель исследования.

2.Подберите и запишите не-обходимое для исследования обо-рудование.

3. Измерьте силы трения при разном значении площади соприкасающихся поверхностей; результаты измерений запишите в тетрадь.

4. Сделайте вывод: зависит ли сила трения от площади трущихся поверхностей?

- Сила трения не зависит от пло-щади трущихся поверхностей.

- Все не правы, т.к. сила трения от площади соприкосновения тел не зависит.

- Надо изменять только силу дав-ления, для этого на брусок можно ставить грузы, постепенно уве-личивая эту силу, и каждый раз измерять силу трения.

- Ее можно определить, взвесив брусок с грузами с помощью ди-намометра.

- С помощью таблицы: в первую графу - значение силы давления, а во вторую - значение силы трения.

Работают в группах, используя карточки, следующего содержания:

Задание 2.

1. Сформулируйте и запишите цель исследования.

2. Подберите и запишите необ-ходимое для исследования обору-дование.

3. Измерьте силу трения при раз-ных значениях силы давления и измерьте силу давления; резуль-таты измерений запишите в таблицу.

4. Ответьте на вопрос: зависит ли сила трения от силы давления?

5. Постройте график зависимости силы трения от силы давления.

6. Сделайте вывод: каков харак-тер зависимости силы трения от силы давления?

- Сила трения прямо пропор-циональна силе давления.

- Она направлена перпендикулярно.

- Будем перемещать брусок сначала по необструганной деревянной дос-ке, потом по наждачной бумаге, затем по стеклу, оставляя постоян-ной силу давления.

Предлагают вид таблицы.

Работают в группах, используя карточки, следующего содержания:

Задание 3.

1. Сформулируйте и запишите цель исследования.

2. Запишите оборудование.

3.Измерьте силу трения при движении бруска по разным поверхностям, результаты измере-ний запишите в таблицу.

4. Сделайте вывод: зависит ли си-ла трения от материала, из которого сделаны тела и качества обработки их поверхностей?

Предлагают схему, оформляют её на доске и в тетрадях.

Составляют указанное отношение и находят его значения.

- Это отношение для данной пары трущихся поверхностей одинаково, не зависит ни от силы давления, ни от силы трения.

Записывают: µ - коэффициент тре-ния скольжения.

- Он зависит от материала, из ко-торого сделаны тела и качества обработки их поверхностей.

- Она зависит от значения коэф-фициента трения и от силы нор-мального давления.

Получают формулу: F_тр.= µ F_дав.

- Надо уменьшать силу давления и подбирать материалы, для которых мал коэффициент трения.

- С помощью смазки.

Приводят примеры.

- Надо увеличивать силу давления и подбирать материалы с большим коэффициентом трения.

Приводят примеры, уточняют тему урока

- Способы изменения силы трения.

Решают устно качественные задачи:

-Риски увеличивают силу трения между гвоздем и древесиной. А насечка нужна, чтобы увеличить трение при ударе молотка о шляпку гвоздя.

- В этом случае сила давления увеличивается, а значит, увели-чивается и сила трения.

Оформляют решение задач на дос-ке и в тетрадях, комментируют решение.

Отвечают на вопросы, соотносят цель и результаты своей учебной деятельности и фиксируют степень их соответствия.

25