Разработка урока физики в 7 класс по теме "Трение. Сила трения. Коэффициент трения скольжения"

Цель урока: выяснить природу силы трения; рассмотреть способы уменьшения и увеличения силы трения.

  Образовательная: изучить явление трения, причины его возникновения, формировать практические навыки.

Развивающая: Развивать у учащихся произвольное внимание, мышление (умение анализировать, сравнивать, проводить аналогии, делать выводы), познавательный интерес (на основе физического эксперимента).

Воспитательная: воспитывать любознательность, умение видеть физику вокруг себя, развивать коммуникативную компетентность.

Основные понятия: трение, сила трения, сила трения скольжения, коэффициент трения скольжения, сила трения покоя, сила трения качения.

Тип урока: усвоение новых знаний

                                             Ход урока

I. Организационный момент, проверка домашнего задания.

II. Актуализация знаний учащихся.

III. Изучение нового материала.

IV. Закрепление материала.

V. Домашнее задание.

1.                      Что называют силой?

2.                      Какой буквой обозначается сила?

3.                      Единица измерения силы?

4.                      Какая сила приложена к телу и направлена к Земле?

5.                      Назвать формулу, по которой вычисляется сила тяжести?

6.                      Что называют весом тела?

7.                      Главное отличие силы тяжести от веса тела?

8.                      Какой прибор предназначен для измерения силы.

Изучение нового материала

1. У вас на партах лежит наждачная бумага, 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)

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

Давайте запишем в тетрадях, что называют трением.

 А что вы назовете силой трения?

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

Виды силы трения.

С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем.

Трение может быть полезным и вредным, этот аксиому человек овладел еще на заре цивилизации. Ведь два главных изобретения — колесо и добыча огня — связаны именно со стремлением уменьшить и увеличить эффекты трения.

Движение тела в реальных условиях не может длиться до бесконечности долго. Если толкнуть лежащий на столе брусок, он приобретет определенную скорость, но во время движения бруска его скорость будет уменьшаться. Какая же «невидимая» сила тормозит брусок?

Это сила трения скольжения. Она действует со стороны стола и направлена ​​противоположно движению бруска. Такая же по модулю, но противоположно направленная сила – тоже сила трения скольжения – действует на стол со стороны бруска.

Сила трения скольжения– это сила, возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого тела.

Сила трения скольжения всегда направлена ​​против направления движения тела, к которому она приложена.

От чего же зависит сила трения скольжения?

Сделаем эксперимент:

Будем с помощью динамометра тянуть брусок вдоль поверхности стола так, чтобы двигался брусок с постоянной скоростью.

Силы, действующие при этом на брусок, уравновешивают друг друга. Сила упругости со стороны пружины уравновешивает силу трения скольжения, поэтому по показателям динамометра можно определить модуль силы трения.

Положив на брусок второй такой же брусок, мы удвоим силу веса (и силу нормального давления). При этом мы заметим, что сила трения скольжения увеличилась также в два раза.

Это наводит на мысль, что модуль силы трения скольжения F_тр пропорциональна модулю силы нормального давления N.

F_{тр. =} μ N

Коэффициент пропорциональности μ называется коэффициентом трения скольжения. Он определяется материалом соприкасающихся поверхностей и качеством их обработки.

Коэффициент трения определяется экспериментально.

  Относительно большой коэффициент трения между резиной и бетоном способствует безопасному движению автомобилей. Осенью, когда мокрые листья покрывают дорогу и коэффициент трения между колесами и дорогой значительно уменьшается, движение становится достаточно опасным.

 Сила трения скольжения возникает при скольжении тела по поверхности другого тела. Она направлена ​​противоположно направлению вектора  скорости,

Сила трения покоя

Каждый знает, как тяжело сдвинуть с места тяжелый шкаф. Какая же сила уравновешивает прилагаемую к шкафу силу?

Это сила трения покоя. Она возникает при попытке сдвинуть одно из соприкасающихся тел относительно другого и потому препятствует движению тел друг к другу.

Если увеличивать приложенную к шкафу силу, мы все-таки сдвинем шкаф. Выходит, сила трения покоя не может превышать некоторую «предельную» величину, называемую максимальной силой трения покоя. Опыт показывает, что максимальная сила трения покоя чуть больше силы трения скольжения, однако во многих задачах упрощения эти силы считают равными.

Сила трения покоя может принимать любые значения.  Несмотря на свое название, сила трения покоя часто приводит тела в движение.

Например, без этой силы мы буквально и шага не могли бы ступить: делая шаг, мы отталкиваемся от дороги именно с помощью силы трения покоя. Сила трения покоя разгоняет и автомобили: с ее помощью вращающиеся колеса отталкиваются от дороги. Если по натянутой струне скрипки провести смычком, то за счет силы трения покоя струна будет дергаться рывками, начнет колебаться и зазвучит.

Сила трения качения

Возьмем какой-нибудь шар, кругляш или просто круглый карандаш. Эти предметы двигаются от толчка, конечно, гораздо легче, потому что они уже не скользят по поверхности стола, а катятся по нему. И в этом случае, конечно, тоже возникает трение. Но это уже другое трение, и имеет другое название: трение качения.

Вероятно, здесь и доказывать не надо, что при тех же условиях трение качения всегда будет меньше трения скольжения.

Обычное трение качения тем меньше, чем тверже поверхности соприкасающихся тел: поэтому, например, стальной шарик долго катится по стеклу. Вот почему рельсы и колеса вагонов делают из стали, а шоссе делают с жестким покрытием.

Способы уменьшения и увеличения силы трения

   Поскольку трение действительно существует не только для того, чтобы добавлять нам забот и работы; оно также спасает нас от немалых забот и часто облегчает наш труд.

Давайте представим себе, что трения больше нет.

 Что тогда произошло? Да мы бы не смогли с вами и шагу ступить, наши ноги повсюду бы так и разъезжались, причем куда больше, чем на гладком льду; а поезд стоял бы на путях — машина работала бы, а он не двигался бы с места; книга не смогла бы удержаться на столе, да и стол тоже ездил бы по полу — смотришь, а он уже где-то в углу. Ручка ускользала бы у нас из рук, чашка с чаем - тоже, гвозди вылезли бы из стен, а винты - из гаек. Мы бы не смогли построить ни одного здания, и ветер так и гулял бы повсюду, как в чистом поле.

Закрепление материала.

Тестовая работа.

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

А) сила трения скольжения

Б) сила трения покоя

В) сила трения качения.

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

А) вправо

Б) влево

В) вертикально вниз.

                3. В гололёд тротуары посыпают песком. При этом трение подошв о лёд …

А) не изменяется

Б) уменьшается

В) увеличивается.

 4. При смазке трущихся поверхностей сила трения …

А) не изменяется,

Б) уменьшается,

В) увеличивается.

5. Куда направлена сила трения покоя при ходьбе человека?

А) вниз

Б) в сторону, противоположную движению

В) по ходу движения.

 Учимся решать задачи

1. Брусок тянут по горизонтальному столу, прикладывая горизонтальную силу 6 Н. Масса бруска 0,1 кг. При этом брусок двигается с постоянной скоростью. Каков коэффициент трения между бруском и столом?

2. Тело тянут по столу, прикладывая горизонтальную силу 2 Н. Какова масса тела, если он движется равномерно и коэффициент трения между бруском и столом равен 0,22?

Подумай и ответь.

1. Почему не развязываются шнурки на ботинках?

2. Что меняется с увеличением веса автомобиля: сила трения или коэффициент трения?

3. С какой целью гимнасты перед выступлением натирают ладони рук специальным веществом, увеличивающим коэффициент трения между ладонями и перекладиной — тальком?

Домашнее задание

§ 32,33. (учебник),  

           творческое задание (по выбору): Сочинение на тему: «Как ты представляешь

             мир без трения?», «Трение в природе и технике»