Конспект урока "Сила знакомая, но таинственная"
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Объявления:

Трение – сила знакомая, но таинственная.

А. А. Первозванский.

Источник всякой науки есть опыт.

Резерфорд.

Тема: Сила трения

7 класс

Цель:

• сформировать у учащихся основные понятия «силы трения» и научить их применять свои знания на практике и в быту;
• обобщить знания о силах в природе, закрепить изученный материал;
• проверить и закрепить полученные знания.

Тип урока: обобщение и повторение полученных знаний.

Использованные технологии: модульная, здоровьесберегающая, интерактивные.

Задачи: 

Образовательные задачи:

1. Дать представление о трении как о физическом явлении.

2. Выяснить какое важное значение имеют силы трения в окружающей жизни, технике; какими способами можно увеличить или уменьшить трение.

3. Проверить теоретические предположения экспериментально.

4. Продолжить формирование навыков работы с приборами.

Воспитательные задачи:

1. Показать значение эксперимента в создании модели взаимодействующих твёрдых тел и в изучении предмета физики.

2. Воспитывать трудолюбие, точность и четкость при ответе; умение видеть физику вокруг себя.

3. Воспитывать интерес к предмету.

4. Привить культуру умственного труда.

Развивающие задачи:

1. Формировать умение делать логические заключения на основе анализа, систематизировать изученное, планировать, сравнивать явления, делать выводы и обобщения; проводить физические опыты.

2. Научить раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлением в жизни.

3. Развивать творческие способности учащихся.

Приобретаемые навыки детей:

• учащиеся учатся наблюдать, обобщать, сопоставлять и проводить исследования;
• развитие логического мышления, памяти, речи учащихся, пространственного воображения;
• повышается уровень восприятия, осмысления и запоминания;
• воспитание внимательного отношения к окружающим, друг к другу, учебной дисциплины.
• Подводить итоги своей работы, анализировать свою деятельность.

Формы организации работы детей:

Используется словесно-иллюстративный метод, репродуктивный, практический и проблемный методы, метод письменного текущего контроля..

Оборудование: компьютер, проектор, экран, динамометры, наждачная бумага, бруски, набор грузов, карандаши, стакан, наклонные  плоскости.

Ход урока

I. Орг. момент

Проверка готовности кабинета к проведению урока.

Здравствуйте, ребята. Присаживайтесь.

Нарисовали на полях (около схемы) настроение с которым вы пришли на урок.(слайд)

II. Фронтальный опрос.

Мы часто говорим: «сила удара, сила духа, сила разума». В физике термин «сила» имеет иное, более четкое значение.

Назовите виды сил.

- сила тяжести, сила упругости, сила трения.

• Сила тяжести:

- сила, с которой Земля притягивает к себе все тела;

- направлена по радиусу к центру Земли;

- сообщает телам одинаковое ускорение;

- не зависит от массы тела;

- ;

• Вес тела:

- сила упругости, действующая на опору или подвес;

- приложена к опоре или подвесу

-  (если тело находится в покое).

• Силы упругости:

- возникает при деформации (сжатии, растяжении, изгиба или скручивании);

- одновременно у двух тел;

- перпендикулярны поверхности;

- противоположны смещению;

-   англ. ученый Роберт Гук

III.  Сообщение нового материала.

Ребята, скажите, пожалуйста, какой праздник приближается? (Новый год). А за ним новогодние каникулы. Я вспоминаю себя в вашем возрасте: мы с одноклассниками любили ходить кататься на снежной горке. Сейчас я вам прочитаю отрывок из рассказа Николая Носова «На горке».

На горке.

Целый день ребята трудились – строили снежную горку во дворе. Сгребали лопатами снег и сваливали его под стенку сарая в кучу. Только к обеду горка была готова. Ребята полили её водой и побежали домой обедать.

А Котька Чижов горку не строил. Когда ребята ушли, он быстро оделся, нацепил коньки и выскочил во двор. Подъехал к горке.

- О, - говорит, - хорошая горка получилась! Сейчас скачусь.

Полез на горку – бух носом! Поднялся на ноги и снова бух! Раз десять падал. Никак на горку взобраться не может.

«Что делать?» - думает.

Придумал: «Вот сейчас её песочком посыплю и заберусь на неё». Посыпает впереди себя, а сам лезет всё выше и выше. Взобрался на самый верх.

- Вот теперь, - говорит, - скачусь!

Оттолкнулся ногой и снова – бух носом! Коньки-то по песку не едут! Лежит Котька на животе…

- Как вы думаете , ребята , почему коньки у Котьки не поехали по песку? (Песок мешает движению коньков)

- Правильно. Песок помешал движению коньков. Значит, коньки и песок взаимодействовали друг с другом. Мы с вами можем сказать, что при соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называется трением. А силу, которая  характеризует это взаимодействие, называют силой трения. И сегодня на уроке мы поговорим об этой силе.

                         Тема нашего урока: «Трение союзник или враг человека?». 

В результате совместной работы мы сегодня на уроке пополним наши знания о силе трения.

Открываем тетради и пишем тему урока.

Основные вопросы:                                                                                          Слайд 2

1. что такое сила трения ?
2. направление силы трения?
3. каковы причины возникновения трения?
4. виды силы трения?
5. способы уменьшения и увеличения силы трения?
6. роль трения в природе и технике.

- Ребята, дайте определение силы трения.

Сила, возникающая при соприкосновении поверхностей тел и препятствующая их перемещению относительно друг друга, называется силой трения.                                                                                          Слайд 3.

Как и любая физическая величина сила трения имеет своё обозначение Fтр – векторная величина, а измеряется она в  Ньютонах.

Сила трения всегда направлена вдоль соприкасающихся поверхностей противоположно движению.

Трибология – наука, изучающая трение.

Ребята, у каждого из вас на столе находятся задания, которые мы будем выполнять в течение урока; оборудование.                                                                                Слайд 4.

Задания состоят из схемы, 2–х практических работ и проверочного теста.

Слово трение знакомо каждому из нас, не редко можно услышать такие слова: «не натрите ноги», «сотрите с доски» и т. д., а вы когда-нибудь задумывались о причинах возникновения силы трения?

Наш великий соотечественник М. В. Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысяча мнений, рожденных только воображением». Поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы.

Опыт  № 1.                                                                                                         слайд 5.

“Выяснение причин возникновения трения”.

Установим 2 причины возникновения трения.

 1: 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? (начинают проявлять себя силы взаимодействия (притяжения) между молекулами)

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

Назовите 2 причины возникновения трения.                                                         Слайд 6.

Выводы:                                                              

• молекулярное взаимодействие (притяжение молекул взаимодействующих тел);
• шероховатость поверхности.

Ребята на столах у вас лежат таблицы, которые вы  в течение урока будите заполнять.

Давайте постараемся разобрать этот вопрос. Оказывается, даже гладкие на вид поверхности тел имеют неровности, бугорки и царапины. И если мы будем рассматривать эти поверхности в увеличенном виде, то получится такая картинка (слайд). Когда одно тело скользит по поверхности другого,  то эти неровности цепляются друг за друга, что является причиной возникновения силы препятствующей движению.

Но, однако, есть ещё причина это взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Расстояние между молекулами очень маленькое, что становится возможным такое притяжение. Там где расстояние побольше связь слабая, а где расстояние поменьше - связь сильнее. Но все же основной причиной возникновения силы трения является первая причина.

Запишите полученные данные в свои таблицы.

(На столах лежат приборы и все необходимое для проверки и проведения экспериментальной  работы.)

Опыт  № 2.     

Исследуйте, от чего зависит сила трения.

“Выяснение зависимости силы трения”.

1 опыт – измерим силу трения скольжения бруска

2 опыт -  изменим массу тела с помощью груза.

3 опыт - изменим рабочую поверхность .

4 опыт - изменим площадь бруска.

Проделывают эксперименты.

Опыт №1                                                                                                                 Слайд 7

Измерим силу трения скольжения бруска по поверхности.

Для этого тянем брусок равномерно по поверхности стола. Приложенная сила тяги равна силе трения  скольжения при равномерном движении тела по поверхности стола. Это сила

Опыт №2

1. На брусок поместите грузы.
2. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами - Fтр2.
3. Показания внесите в таблицу.

(увеличим вес тела, во столько же раз увеличилась сила трения скольжения. Чем больше вес тела, тем больше сила трения скольжения)

Опыт №3

1. Положите брусок  на наждачную бумагу.
2. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами - Fтр3.
3. Показания внесите в таблицу.

(сила трения скольжения зависит от материала, из которого изготовлены поверхности)

Опыт №4

1. Положите брусок гранью с цифрой 2  на парту.
2. Измерьте силу трения скольжения бруска - Fтр4.
3. Показания внесите в таблицу.

(сила трения скольжения не зависит от площади трущихся поверхностей)

Давайте посмотрим, какие результаты вы получили.

В таблицу внесём полученные значения.

Ребята сравните полученные результаты. Что у нас изменилось? (какая величина?). Попробуйте сделать вывод.

                                                                                                                              Слайд 8

ВЫВОД: Сила трения скольжения зависит:

• от массы тела,
• от материала, из которого изготовлены поверхности,

но не зависит 

• от площади поверхности.

                                                                                                                              Слайд 9

Существует несколько видов силы трения.

 Первый вид это сила трения покоя.

 Разберём пример: Стоит шкаф, попробуем его сдвинуть с места, но нажмём на него с небольшим усилием. Он останется на месте. Почему? Потому что наша приложенная сила уравновешивается силой трения между полом и шкафом.

Силу трения, возникающую между неподвижными друг относительно друга телами, называют силой  трения покоя.                                                                 Слайд10

Второй вид - это сила трения скольжения.

Сила трения, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, называется силой трения скольжения.                                                                 Слайд 11.

Третий вид – это сила трения качения.

Сила трения, возникающая при качении одного тела по поверхности другого, называется силой трения качения.                                                                        Слайд 12.

Как любую физическую величину мы можем измерить и сравнить различные виды сил трения.                                                                                                      Слайд 13.

А теперь предлагаю нам опытным путем определить величину силы трения качения и силы трения скольжения, а затем сравнить их.

Опыт 4. “Сравнить виды сил трения”.                                                                Слайд 14.

ОПЫТ № 1.

Эксперимент № 1.

Измерим максимальную силу трения покоя.

 Для этого положим брусок на стол, а на брусок – 2 груза; к бруску прицепим динамометр и приведем брусок с грузами в движение. Запишем показание динамометра, соответствующие началу движения бруска.

- 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.

ОПЫТ № 2.

Одно из самых гениальных изобретений человечества – колесо. Оно использовалось для транспортировки грузов еще 500 лет назад.

Какое преимущество имеют колеса, шарообразные и цилиндрические тела?

Рассмотри как отличаются сила трения качения от силы трения скольжения ():

1)Положи ручку или карандаш на книгу так, как показано на рисунке. Приподними чуть-чуть один конец книги. Карандаш удерживается на книге и не движется (не скользит).
Сила трения скольжения так препятствует движению, что движение даже не может начаться.

2)Теперь, не меняя наклона книги, положи карандаш поперек. Он, естественно, покатится. (Особенно, если карандаш круглый и не имеет граней).
Скольжением в этом случае невозможно переместить карандаш, а вот качением - пожалуйста!

Пусть это простой опыт, но он очень хорошо показывает насколько сила трения качения меньше силы трения скольжения.

Эксперимент № 2

Измерим силу трения скольжения бруска с грузом по столу.

Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы запишем в тетрадь.

Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. Именно поэтому без колеса не обойтись! Колесо позволяет переместиться значительно дальше.

Эксперимент № 3

Измерим силу трения качения бруска по столу. Для этого положим брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и переместим равномерно брусок по столу при помощи динамометра. Показания занесем в таблицу.

Какая сила больше?

- Самая большая сила трения – это трение покоя, а самая  маленькая – сила трения качения.

Ведь не зря чаще всего с парт падают карандаши и ручки.

Катить всегда легче, чем тащить. Об этом знали уже давно.

Петр I «тащил» корабли к морю подкладывая бревна.

III. Закрепление.

Вот мы повторили все о силе – силе трения. И о нём хочу вам зачитать такое четверостишие.

Что такое трение?

Трение – явление.

Враг оно нам или друг?

Это знают все вокруг.

А вы, ребята, знаете приносит трение нам пользу или  вред?                    Слайд 15.

То, что мы знаем о трении из повседневной жизни, заставляет нас считать трение вредным и нежелательным, а борьбу с ним – делом разумным, естественным и необходимым

Но так ли хорошо нам будет без трения?

Представьте себе, что невозможное стало возможным. Трение исчезло сразу и целиком.

                                                                                                                          Слайд 16.

Мебель сгрудилась около стены. Ходить невозможно, ноги скользят по полу. Одеться тоже нелегко, скользит одежда, невозможно завязать ни одного узла.

Ветер, не ослабляемый больше силой трения, дул бы со скоростью урагана; катастрофы изменили бы и Землю, и жизнь на ней.

 Но на самом деле нам не угрожает полное исчезновение сил трения и это хорошо.

Вряд ли в природе есть явление более необходимое для нас, чем трение.

Выступление учащихся.                                                                                  Слайд 17.

• Благодаря трению покоя люди и животные ходят по земле.
• Автомобили и поезда могут двинуться с места и остановиться.
•  Трение удерживает все стоящие на столе и на полу предметы.
• Если бы не было трения, то все дома и другие конструкции рассыпались бы на составные части, так как все гвозди и шурупы выскочили бы.
• Без трения не играла бы скрипка, так как при движении смычка по струнам не издавался бы звук.
• Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук.
• Поэтому трение во многих случаях необходимо и выступает очень часто помощником человека.

                                                                                                                              Слайд 18.

(В жизни многих растений трение играет положительную роль. Растения благодаря трению цепляются за находящиеся поблизости опоры, удерживаются на них и тянутся к свету. Трение здесь создается за счет того, что стебли многократно обвивают опоры и поэтому очень плотно прилегают к ним.

А вот растения, имеющие корнеплоды, такие, как морковь, редька. Сила трения о грунт способствует удержанию корнеплода в почве. С ростом корнеплода давление окружающей земли на него увеличивается, а это значит, что сила трения возрастает. Именно поэтому так трудно вытащить из земли большую редьку или репу.

                                                                                                                         Слайд 19.

Благодаря силе трения происходит 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.

Таким растениям, как репейник, трение помогает распространять семена, имеющие колючки с небольшими крючками на концах. Эти колючки зацепляются за шерсть животных и вместе с ними перемещаются.

Семена же гороха, орехи благодаря своей шарообразной форме и малому трению качения перемещаются легко сами.

Кости животных и человека в местах их подвижного сочленения имеют очень гладкую поверхность, а внутренняя оболочка сустава выделяет специальную смазку

При глотании пищи, смачивание  ее слюной  уменьшает трение и облегчает продвижение по пищеводу.

                                                                                                                          Слайд 20.

Трение помогало первобытному человеку добывать огонь. В сущности, и наши средства добывания огня основаны на трении.

Хорошо известно, что в критические моменты, чтобы не сорваться со скользящей жерди или каната человек предпочитает действовать босиком. И  не зря.  Преимущество нашей голой стопы в том, что она весьма  эластична. Это дает возможность "вписаться" в шероховатый рельеф, увеличивая площадь контакта с поверхностью.

Любопытно, что в большей степени этим свойством обладают ступни слонов. В поднятом состоянии конец ноги гигантов имеет закругленную форму. Зато при опоре на землю ступня буквально расплющивается так, что ее диаметр превышает толщину ноги.)

Прошу детей встать и перейти с пятки на носок несколько раз (здоровьесберегающие технологии)

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

Мудрость и жизненный опыт любой народ заключает в поговорки.

Вредное трение.                                                                                                       Слайд 21.

Нагреваются и изнашиваются многие движущиеся части различных механизмов.

Изнашиваются подошвы обуви и покрышки колёс автомобилей.

Исторический факт.

18 августа 1851 г. император Николай I совершил первую поездку из Петербурга в Москву по железной дороге. Начальник строительства дороги, генерал Клейнмихель, чтобы подчеркнуть торжественность события, приказал первую версту железнодорожного полотна покрасить белой масляной краской. Это подчеркивало то обстоятельство, что императорский поезд первым пройдет по нетронутой белизне уходящих в даль рельсов. Однако генерал не учел одного обстоятельства … паровоз буксовал!

- Какое это обстоятельство? (масляная краска являлась смазкой)

А что было дальше? Жандармы, подобрав полы шинелей, бежали эту версту перед поездом и посыпали песком покрашенные рельсы.

- Зачем? (для увеличения силы трения)

Если сила трения нам мешает, приносит вред, можно ли что-нибудь с ней сделать чтобы она не мешала?                                                                                Слайд 22.

Как уменьшить трение?

• Замена трения скольжения трением качения;
• Смазка;
• Шлифование, обработка поверхностей до гладкого состояния (если сильно отполированы поверхности могут возникнуть силы молекулярного притяжения и тогда сила трения увеличится)

А обратная ситуация, когда она приносит пользу?

Как увеличить трение?

• Увеличить нагрузку;
• Использование специальных материалов.

Занесите полученные данные в таблицу.

Релаксация.

Закройте глаза и прикройте их ладонями. Представьте лист белой бумаги и попытайтесь на нем тушью свое имя. Если это удастся, то напишите по буквам свое имя, четко представляя себе каждую букву в отдельности. В конце записи поставьте точку. Теперь забудьте о буквах и вспоминайте только точку. Она должна казаться вам двигающейся из стороны в сторону короткими, медленными и легкими покачиваниями. Вы расслабились, … уберите ладони, откройте глаза, мы с вами возвращаемся в реальный мир полные сил и энергии.

У вас на столе тесты, проверим как вы усвоили тему.

IV. Подведение итогов урока.

Какую цель поставили в начале урока?

Справились ли мы с поставленной задачей?

(ученики делают выводы о проделанной работе на уроке, о практических навыках, которые они получили в процессе работы)

На сегодняшнем уроке мы рассмотрели силу, по вине которой происходит изнашивание деталей машин и оборудования, стирание подошв обуви, благодаря которой мы можем кататься на коньках и лыжах, благодаря ей останавливается движущийся транспорт.

Слайд 23.

Ваше д/з будет немного необычным - прошу вас написать фантастический рассказ на тему «Если бы не было силы трения на Земле».

Оцениваю работу детей на уроке.                                                                         Слайд 24.

Существует на свете сила трения.

Она имеет большое значение!

Есть три вида трения: скольжение, покоя, качения.

Все по себе очень важны

И в этом мире, конечно, нужны. (В. Саяпин)

Нарисуйте на полях настроение, с которым вы завершаете урок.

Урока время истекло

Я вам ребята благодарна

За то, что встретили тепло

И поработали ударно.

Урок окончен, можете идти. До свидания.

(дополнительно!!!!!!!!!!!!!!!!!!)

Какие пословицы и поговорки о силе трения вам известны? (объяснить поговорки)

Например:

1. не подмажешь, не поедешь;
2. пошло дело как по маслу (русская);
3. что кругло – легко катится;
4. лыжи скользят по погоде;
5. из навощенной нити сеть не сплетешь;
6. ржавый плуг только на пахоте очищается;
7. нет такого человека, который бы хоть раз не поскользнулся на льду.
8. баба с воза – кобыле легче.
9. близко – да склизко.
10. кататься как сыр в масле

Дайте физическое обоснование пословице: «Коси коса пока роса; роса долой и мы домой». Почему при росе легче косить? (роса увеличивает массу стебля. Поэтому при ударе косой         он в меньшей степени изгибается, и коса срезает его. Роса создает смазку и уменьшает силу трения, когда при обратном движении она скользит по траве)

Физическая пауза.

Прежде чем приступить к решению задачи проведем физическую викторину:

1. зачем на обуви и шинах автомобилей наносят протекторы?
2. зачем в двигатель автомобиля наливают масло?
3. почему пловец, прыгая со стартовой тумбы, вытягивает руки вперед?
4. нужно ли орбитальным станциям придавать обтекаемую форму?
5. зачем спортсмены-лыжники на лыжи наносят особую смазку?
6. почему  иглы полируют до зеркального блеска? (чем меньше сила трения, тем легче шить)
7. какую роль играет слюна при глотании?(смазки)

Качественные задачи.

1. автомашина с прицепом должна перевезти тяжелый груз. Куда  его выгодней поместить: в кузов или прицеп? Почему? (в кузов. Это увеличит силу давления на задние колеса машины, значит, увеличит трение и сцепление с дорогой)
2. Почему зимой задние колеса некоторых грузовых автомобилей, работающих в сельской местности, перевязывают цепями? (это увеличивает силу трения и уменьшает скольжение)
3. Автомобиль с грузом в кузове движется равномерно. Какой вид трения возникает между ним

А) дорогой и колесами;

Б) грузом и автомобилем. (А – трение качения, Б – трение покоя.)

4. Почему надо беречь смазочные материалы от попадания в них песка и пыли? (песок и пыль увеличивают силу трения между деталями, и, значит, увеличивают износ)
5.  Почему осенью около трамвайных путей, проходящих в районе парков, бульваров, садов, вывешивают надписи «Осторожно листопад!»? (лист на рельсах уменьшает трение и может помешать торможению)