Сила трения. Трение в природе и технике
методическая разработка по физике (7 класс)

Сценарий урока физики в 7 классе

на тему: «Сила трения. Трение в природе и технике»

Цели урока: сформировать понятие силы трения, раскрыть её природу, познакомить школьников с особенностями действия силы трения.

Задачи:

• Образовательные: изучить явление трения (его причины, закономерности); формировать практические навыки;
• Развивающие: развивать умение выделять главное, аргументировать свой ответ, приводить примеры, формулировать выводы, анализировать предлагаемую информацию, давать полный развернутый ответ; способствовать овладению методами научного исследования (проводить самостоятельно эксперимент и делать выводы на основе анализа общих и отличительных черт объектов).
• Воспитательные: создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приёмы деятельности, сообщая интересные сведения; формировать умения работать в группах.

Тип урока: урок освоения новых знаний.

Методы обучения: 

1.словесный, наглядно-демонстрационный, практический (по источникам знаний);

2. обобщающий (по принципу расчленения и соединения знаний);

3. творческий (по характеру познавательной деятельности учащихся и участию учителя в учебном процессе);

4. контроль – самоконтроль;

5. частично - поисковый

6. объяснительно-иллюстративный

Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, экран; приборы для демонстрации опытов.

План урока:

I.Организационный этап.

II. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

III. Актуализация знаний.

IV. Первичное усвоение новых знаний.

V. Первичная проверка понимания.

VI. Первичное закрепление.

VII. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

VIII. Рефлексия (подведение итогов занятия)

Ход урока:

I. Организационная часть.        

Здравствуйте ребята, готовы ли вы к уроку? Сегодня мы с вами будем экспериментировать. У вас на столах находится необходимое оборудование для работы на уроке. Я вижу, что у вас хорошее настроение. Я предлагаю вам сохранить его до конца нашего урока. Всем желаю удачи.

II. Целеполагание и мотивация.

Ребята, посмотрите на эти предметы (наждачная бумага,  коньки, коробок спичек, ластик, мячик, вьющийся цветок). Как вы думаете, что общего с точки зрения физики может быть между этими предметами?(не догадываются). Пока не понятно, да?. Тогда Ребята, я хочу рассказать вам историю.(Слайд 1) Случилось это в далеком 1851 году. 18 августа император Николай I совершил поездку из Петербурга в Москву по железной дороге. Императорский поезд был готов к отправлению в 4 утра. Начальник строительства дороги, генерал Клейнмихель, чтобы подчеркнуть особенную торжественность события, приказал первую версту железнодорожного полотна покрасить белой масляной краской. Это красиво и подчёркивало то обстоятельство, что императорский поезд первым пройдёт по нетронутой белизне уходящих вдаль рельсов. Однако случилось непредвиденное – был дан сигнал к отправлению, а паровоз не мог тронуться с места! Что же случилось, какой злоумышленник не давал отправиться в путь царствующей особе?

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

Задаю проблемные вопросы.

Что не учел генерал Клейнмихель?

 (Учащиеся выдвигают свои предположения. Подходят к тому, что общим может быть трение)

Совершенно верно, трение.  И соответственно, тема нашего урока  «Сила трения. Трение в природе и   технике». Тогда согласно теме, какие цели мы будем преследовать в ходе урока?

-1)Узнать, что такое трение ( определение)

-2) сила трения(какой буквой обозначается, в каких единицах измеряется, формула)

- 3)причины возникновения

- 4)применение(необходимо нам трение или нет?)

III. Актуализация знаний.

Хорошо, но прежде чем приступить к изучению нового материала, давайте вспомним некоторые термины из прошлых параграфов. Воспользуемся одним из наших предметов – мячом.

Упражнение «Передай мяч» - учащиеся передают на соседнюю парту маленький мяч, отвечая на вопросы по данной теме. Если ученик не знает ответа, то он просто передает мяч следующему ученику.

Вопросы:

1. Какую величину называют силой? (Физическая величина, показывающая меру взаимодействия тел)
2. Что такое взаимодействие тел? (Взаимное действие двух тел друг на друга)
3. Как обозначается сила? (F)
4. Единица измерения силы? (1 Ньютон)
5. Какая сила приложена к телу и направлена к Земле? (Сила тяжести)
6. Как вычислить силу тяжести, действующую на тело любой массы? (Нужно 9,8 Н/кг умножить на массу этого тела)
7. Что называют весом тела? ( Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес)
8. Как вычислить вес тела? (Так же, как и силу тяжести)
9. Чему равен вес петуха массой 3 кг? (30 Н)
10. Главное отличие силы тяжести от веса тела? (Сила тяжести приложена к телу со стороны Земли, а вес тела приложен к опоре или подвесу со стороны тела, т.е. точкой приложения)
11.  Какой прибор предназначен для измерения силы? (Динамометр)
12. Что нужно сделать, чтобы определить цену деления шкалы прибора? (Нужно, найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины, вычесть из большего значения меньшее значение и полученное число разделить на число делений между ними)
13. Определите цену деления динамометра на вашей парте. (0,1 Н)
14. Определите вес бруска. (0,8 Н)

IV. Первичное усвоение новых знаний. Первичная проверка понимания.

Молодцы. Теперь возвращаемся к теме нашего урока.

1. Чтобы ответить на этот вопрос, я предлагаю вам обратиться к  материалу, который лежит у вас на парте.

Возьмите наждачную бумагу и проведите одной по поверхности другой. Что вы наблюдали? (Бумаги трутся друг о друга, но очень плохо).

Теперь возьмите бумагу обратной стороной  и повторите действия.

Что вы наблюдали теперь?  (Трутся легче)

Теперь возьмите стекло  и проведите по поверхности другого стекла.

Что вы наблюдали теперь? (Трутся очень плохо)

Скажите, какой процесс с точки зрения физики вы наблюдали? (Трение)

Дайте, пожалуйста, определение, что такое трение.

(Трение – взаимодействие при соприкосновении одного тела с другим, которое препятствует их относительному движению)

Давайте  запишем  в тетрадях, что называют трением.

Хорошо. А что вы назовете силой трения?

(Сила, характеризующая взаимодействие соприкасающихся тел, называется силой трения.)

Запишем в тетрадь.

2)А как вы думаете, куда направлена сила трения? ( в сторону, противоположную движению тела относительно другого)

Следует сказать, что сила трения обозначается также буквой F с индексом:  Fтр . Единица измерения Ньютон.

3)Как вы думаете, каковы причины возникновения силы трения?

Для выяснения причин возникновения силы трения учитель предлагает выполнить индивидуальные экспериментальные задания.

Опыт первый : возьмите карандаш и на бумаге проведите им любую линию. Попробуйте сделать это же на стекле. Что вы наблюдаете? Рассмотрите поверхности грифеля, бумаги и стекла в лупу.

Сделайте выводы.

Предполагаемые ответы:

- На бумаге остался след от карандаша, а на стекле нет. В чем тут дело?

- Поверхность бумаги шероховатая, как и у грифеля. А стекло ровное. При движении карандаша по бумаге происходит скалывание частей грифеля о нервности бумаги, они остаются на бумаге в виде следа. На стекле же таких неровностей нет.

Значит, в чем же причина трения?

- В шероховатости поверхностей соприкасающихся тел.

Выясним еще одну причину возникновения силы трения.

Опыт второй:

Прижмите друг к другу посильнее два стеклышка и попробуйте перемещать одно относительно другого.

Легко ли это сделать? Вам ничто не мешает? - Так в чем же дело?

Предполагаемые ответы:

- Стекла гладкие, не перемещать их не так уж легко.

Ведь шероховатостей нет, а все же что – то мешает?

- Притяжение молекул взаимодействующих тел.

 (Шероховатость поверхностей взаимодействующих тел и взаимное притяжение молекул) Запишите в тетрадь.

Давайте ещё поэкспериментируем.

Возьмите свои ручки, положите их вдоль парты и слегка толкните. Ручка … скользит… по парте.

Теперь положите её поперек парты и также слегка толкните. Ручка… катится …по парте.

А если её совсем не трогать, то она лежит в покое.

Во всех трех случаях между ручкой  и партой возникает сила трения.

Сила трения

        скольжения                               качения                           покоя

Великий Аристотель говорил: «Сначала нужно собирать факты, и только после этого связывать их мыслью». Давайте прислушаемся к его совету.

У вас на партах есть маршрутные листы, в которых указан ход ваших действий. В результате выполнения указаний в листе вы должны сформулировать вывод согласно заданию. На работу отводится 5-7 минут.

Группы определяют зависимость силы трения от веса, от площади движущейся поверхности, от вида поверхности, сравнивают силу трения и силу качения.(См.приложения)

Итак, эксперименты проведены. Выводы сформулированы, давайте проверим результаты.

??? Зависит ли сила трения от веса тела?

(Да, зависит, чем больше вес, тем больше возникающая сила трения)

??? Зависит ли сила трения  от площади поверхности?

(Нет, не зависит)

??? Зависит ли сила трения от вида поверхности?

(Да, чем больше шероховатость, тем больше сила трения)

??? При сравнении силы трения скольжения и силы трения качения,  какие получены выводы?

(Сила трения качения меньше силы трения скольжения) 

Устали? Давайте отдохнем.

ФИЗМИНУТКА

Чтобы нам не уставать

Надо телу отдых дать.

Быстро с вами разомнёмся

И на место вновь вернёмся.

Мышцы бёдер мы потрём                                     

Трение вспомним мы при том                                      

Польза здесь от трения                                      

От трения скольжения. 

Мышцы плеч мы разминаем

Трение снова вспоминаем

Руки сцепим меж собою

Будет трение покоя.

Отдохнули, продолжим работать.

V. Первичная проверка понимания

Работа по готовым рисункам и схемам

Давайте обратимся к литературе, истории и изобразительному искусству.

1. Картина «Зимние забавы»

В зимние сумерки нянины сказки

Саша любила. Поутру в салазки

Саша садилась, летела стрелой,

Полная счастья, с горы ледяной.

 (Н.А.Некрасов)

Какая сила присутствует?         (сила трения скольжения)        

2. Вдоль опушки Вова едет

На своем велосипеде

И везет варенье

Всем на угощенье.

(сила трения качения)

3. Кошка за Жучку,

Жучка за внучку,

Внучка за бабку,

Бабка за дедку,

Дедка за репку

Тянут-потянут, вытянуть не могут…Почему не могут?

(сила трения покоя между репкой и почвой очень большая)

4. Объясните смысл пословицы с точки зрения физики:

Баба с возу, кобыле легче.

(сила трения с уменьшением веса тела уменьшается, следовательно, меньше противодействует движению телеги)

5. Не подмажешь, не поедешь.

(для уменьшения трения применяют смазки)

6. пошло дело как по маслу

- 4)применение(необходимо нам трение или нет?)

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

Полезное трение:

при ходьбе

- удерживать предметы

- остановка автомобиля - начало движения машины

при письме

- чистить зубы

- накладывать повязку

- носить одежду

- зажигать огонь и т д

Трение помогает человеку и животным ходить по земле.

Если бы между телам не было трения, мы ничего не смогли бы взять и руки. Подошвы кроссовок делают из рифленой резины, чтобы увеличить их трение о землю. Трение используется во многих механизмах. На поверхность шины наноситься своего рода «узор». Он улучшает сцепление резины с дорогой. Для увеличения трения в гололед тротуары посыпают песком.

Вредное трение:

нагреваются и изнашиваются движущиеся части машин

- скрип дверей, полов

-  мозоли на ногах и руках

- боли в суставах 

Трение тормозит движение; на преодоление трения всех видов расходуется громадное количество ценного топлива. Трение вызывает износ трущихся поверхностей. Для уменьшения трения используют смазку. В движущихся частях машин используют подшипники, в которых трение скольжения заменяется трением качения. Рыбы и птицы имеют обтекаемую форму тела, что также уменьшает трение. Поэтому автомобилям, самолетам и ракетам придают обтекаемую форму.

VI. Самостоятельная работа с проверкой по эталону и самооцениванием. Экспресс-диагностика

3-4 правильных ответов – оценка 3,

5 правильных ответов – оценка 4,

6 правильных ответов – оценка 5.

VII. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению. 

Задание на дом:

– § 30-32

– творческое задание (по выбору): Сочинение на тему : «Если бы не было силы трения…»

VIII. Рефлексия.

Мы с вами прошли трудный путь от предположения о существовании трения до выяснения зависимости силы трения от разных факторов. Цели нашего исследования достигнуты. В ходе нашего исследования вы показали себя хорошими наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.

Наш урок подошёл к концу. Наш мяч снова вернулся к нам. Ответьте на вопрос: «Что вы узнали нового, что  понравилось на уроке? Может быть, не понравилось».

СПАСИБО ВСЕМ ЗА УРОК!!!

http://class-fizika.ru/tren2.html

http://xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/596895/

Группа № 1

Сравните силы: трения покоя, скольжения, качения.

Порядок выполнения работы.

А) Вычислите цену деления шкалы динамометра.

Ц.д. = ___________  = ___________

Б) Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по деревянной доске.

Для этого положите брусок на стол, а на брусок - два груза;

к бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение.

Запишите показание динамометра, соответствующее началу движения бруска(именно начальное показание)

В) Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по деревянной доске.

Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи динамометра.

Результат измерения силы запишите в таблицу.

Г) Измерьте силу трения качения бруска.

Для этого положите брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок по коврику при помощи динамометра. Результат измерения силы запишите в таблицу.

Сделайте вывод: какая сила больше:

1) максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения?

2) сила трения скольжения или сила трения качения?

Группа № 2

Изучите зависимость силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей.

Порядок выполнения работы:

А) Вычислите цену деления шкалы динамометра.

Ц.д. = _________=____________

Б) Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами. Для этого положите брусок на стол, а на брусок - два груза; к бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение.

1) по деревянной поверхности

2) по гладкой бумаге

3) по шероховатой поверхности

Результаты измерений запишите в таблицу:

Сделайте вывод:

1. зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей?

2.Двигаясь по разным поверхностям сила трения (разная или одинаковая?)

Чем шершавее поверхность, тем сила трения (больше или меньше?)

Группа № 3

Изучите зависимость силы трения скольжения от силы давления

и независимости от площади трущихся поверхностей.

Порядок выполнения работы:

А) Вычислите цену деления шкалы динамометра.

Ц .д. = ____________  =_____________

Б) Измерьте силу трения скольжения бруска динамометром. Для этого динамометр прикрепить к бруску и равномерно перемещать. Результаты запишите в таблицу.

В) На брусок положить груз и измерить силу трения скольжения. Результаты запишите в таблицу

Г) Положите брусок большой гранью, а на него два груза и измерьте силу трения

скольжения бруска динамометром. Результаты запишите в таблицу.

Д) Положите  брусок меньшей гранью, поставьте на него опять два груза

и снова измерьте силу трения скольжения. Результаты запишите в таблицу.

Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения:

а) от массы груза? Чем больше масса груза, тем сила трения (больше или меньше?)

б) зависит ли сила трения от площади поверхности бруска при одинаковой массе?

Группа № 1

Сравните силы: трения покоя, скольжения, качения.

Порядок выполнения работы.

А) Вычислите цену деления шкалы динамометра.

Ц.д. = ___________  = ___________

Б) Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по деревянной доске.

Для этого положите брусок на стол, а на брусок - два груза;

к бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение.

Запишите показание динамометра, соответствующее началу движения бруска(именно начальное показание)

В) Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по деревянной доске.

Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно при помощи динамометра.

Результат измерения силы запишите в таблицу.

Г) Измерьте силу трения качения бруска.

Для этого положите брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок по коврику при помощи динамометра. Результат измерения силы запишите в таблицу.

Сделайте вывод: какая сила больше:

1) максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения?

2) сила трения скольжения или сила трения качения?

Группа № 2

Изучите зависимость силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей.

Порядок выполнения работы:

А) Вычислите цену деления шкалы динамометра.

Ц.д. = _________=____________

Б) Измерьте силу трения скольжения бруска с двумя грузами. Для этого положите брусок на стол, а на брусок - два груза; к бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение.

1) по деревянной поверхности

2) по гладкой бумаге

3) по шероховатой поверхности

Результаты измерений запишите в таблицу:

Сделайте вывод:

1. зависит ли сила трения скольжения от рода трущихся поверхностей?

2.Двигаясь по разным поверхностям сила трения (разная или одинаковая?)

Чем шершавее поверхность, тем сила трения (больше или меньше?)

Группа № 3

Изучите зависимость силы трения скольжения от силы давления

и независимости от площади трущихся поверхностей.

Порядок выполнения работы:

А) Вычислите цену деления шкалы динамометра.

Ц .д. = ____________  =_____________

Б) Измерьте силу трения скольжения бруска динамометром. Для этого динамометр прикрепить к бруску и равномерно перемещать. Результаты запишите в таблицу.

В) На брусок положить груз и измерить силу трения скольжения. Результаты запишите в таблицу

Г) Положите брусок большой гранью, а на него два груза и измерьте силу трения

скольжения бруска динамометром. Результаты запишите в таблицу.

Д) Положите  брусок меньшей гранью, поставьте на него опять два груза

и снова измерьте силу трения скольжения. Результаты запишите в таблицу.

Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения:

а) от массы груза? Чем больше масса груза, тем сила трения (больше или меньше?)

б) зависит ли сила трения от площади поверхности бруска при одинаковой массе?