План-конспект уроку Сила тертя. Коефіцієнт тертя ковзання + Презентація

Мета: пояснити чому силу тертя спокою називають рушійною силою, коли спостерігається сила тертя ковзання і від яких чинників вона залежить, сформувати уявлення про причини виникнення тертя; розвивати логічне і аналітичне мислення учнів; виробляти політехнічний світогляд учнів, сприяти розвитку соціальної компетентності й компетентності самоосвіти та саморозвитку; виховувати активного, компетентного, творчого учня-дослідника.

Тип уроку: засвоєння знань, умінь і навичок.

І. Організаційний етап

ІІ. Актуалізація та корегування опорних знань

Запитання до учнів

ІІІ. Повідомлення теми, мети та завдань уроку; мотивація навчальної діяльності

А що, якби тертя зникло? Світ без тертя був би досить незатишним! Розв’язалися б геть усі вузли, повикручувалися б шурупи і цвяхи, розповзлася б тканина (волокна ниток «тримаються» тертям). Легкий поштовх — і всі предмети (важка шафа, стіл, автобус тощо) вирушили б у невпинний рух. Без тертя жодне тіло не змогло б почати рух! Приміром, наші ноги просто роз’їжджалися б у різні боки. Без тертя в повітрі неможливо було б спускатися з парашутом, а метеорити всіх розмірів з величезними швидкостями урізалися б у поверхню нашої планети.

Підшипник для колеса

Французький фізик Ґійом Амонтон (1663–1705), розмірковуючи про роль тертя, писав: «Усім нам траплялося виходити в ожеледицю: скільки зусиль потрібно, щоб утриматися від падіння, скільки смішних рухів доводиться робити, щоби встояти на ногах… Уявімо, що тертя зникло зовсім. Тоді ніякі тіла, чи то завбільшки з кам’яну брилу, чи то малі, як піщинки, ніколи не втримаються одне на одному. Якби не було тертя, Земля являла б собою кулю без нерівностей, подібну до рідкої краплини».

ІV. Сприйняття нового матеріалу.

1. Сила тертя спокою

Якщо ви намагаєтесь пересунути важке тіло, наприклад великий ящик, і не можете зрушити його з місця, то це означає, що силу ваших м’язів зрівноважує сила тертя спокою, яка виникає між підлогою і нижньою поверхнею ящика .

Сила тертя спокою — це сила, яка виникає між двома контактними тілами в разі спроби зрушити одне тіло відносно іншого. Сила тертя спокою завжди напрямлена в бік, протилежний тому, в який би рухалось тіло, якби тертя не було. Ця сила прикладена вздовж поверхні, якою тіло дотикається з іншим тілом.

Сила тертя спокою дорівнює за значенням і протилежна за напрямком силі, що намагається зрушити тіло:

У разі збільшення сили, що намагається зрушити тіло, збільшується й сила тертя спокою.

Сила тертяСила тертя

Коли зовнішня сила набуде певного значення і тіло ось-ось почне рух, сила тертя спокою стане максимальною.
Найчастіше дія сили тертя спокою є дуже «корисною»:

  • завдяки їй ручки й олівці залишають слід на папері,
  • речі не вислизають із рук,
  • не розв’язуються вузли;
  • ця сила утримує піщини в купі піску, важкі камені на схилі гори,
  • коріння рослин у ґрунті.

Саме сила тертя спокою є тією рушійною силою, завдяки якій: пересуваються люди, тварини, транспорт.

Шини автомобіля (а) і ступні людини (б) у момент дотику з поверхнею дороги намагаються, по суті, здійснити рух назад. Через це виникає сила тертя спокою, напрямлена вперед,— рушійна сила

Сила тертяСила тертя

У техніці, на транспорті, у побуті досить часто вживають заходів, щоб одне тіло не рухалось відносно іншого. Наприклад, для збільшення максимальної сили тертя спокою тротуари під час ожеледиці посипають піском, узимку автомобілі «перевзувають» у зимові шини.

2. Сила тертя ковзання

Сила тертя ковзання — це сила, яка виникає в разі ковзання одного тіла по поверхні іншого і напрямлена протилежно напрямку руху тіла.

Сила тертя ковзання прикладена до поверхні дотику тіл і трохи менша за максимальну силу тертя спокою. Тому тіло починає рухатися з місця ривком, а масивні предмети зрушити важче, ніж потім їх рухати.

Робота в групах

Експеримент 1. Залежність сили тертя від роду поверхонь , що дотикаються.

Експеримент сила тертя

Прилади:динамометр лабораторний , дерев’яна дошка ,шматок гуми, шліфувальний папір,брусок дерев’яний.

Порядок роботи

1 Виміряйте силу тертя ковзання при рівномірному переміщенні бруска з тягарцями по:

  • дерев’яній дошці;
  • склі.
  • шліфувальному папері;

2 Порівняйте одержані значення сил тертя у всіх випадках і зробіть висновок про залежність сили тертя від роду поверхонь стичних тіл.

Сила тертя залежить від властивостей дотичних поверхонь тіл.

Експеримент 2 . Залежність сили тертя від площі поверхонь дотикання.

Прилади:динамометр лабораторний ,брусок дерев’яний.

Порядок роботи

1 Покласти брусок на дошку більшою гранню. Виміряти силу тертя ковзання при рівномірному переміщенні бруска.

2 Покласти брусок на дошку меншою гранню. Виміряти силу тертя.

3 Порівняйте одержані значення сил і зробіть висновок.

Сила тертя не залежить від площі поверхонь дотикання.

Експеримент 3. Дослідження залежності сили тертя від навантаження

Прилади:динамометр лабораторний , дерев’яна дошка ,брусок дерев’яний, тягарці.

Порядок роботи

1 Покласти на лінійку брусок. Виміряти силу тертя ковзання.

2 Покласти на брусок один тягарець. Виміряти силу тертя ковзання

3 Покласти два тягарці. Виміряти силу тертя ковзання

4 Дати відповідь на питання : «Чи залежить сила тертя ковзання від навантаження»

Сила тертя ковзання зростає у стільки разів, у скільки разів збільшується сила нормальної реакції опори.

Сила тертя ковзання прямо пропорційна силі нормальної реакції опори:

Коефіцієнт тертя ковзання визначається, зокрема , матеріалами, з яких виготовлені дотичні тіла, та якістю обробки їхніх поверхонь.

3. Причини виникнення сили тертя

Поверхні твердих тіл завжди є шорсткими, нерівними. Під час руху або спроби руху нерівності чіпляються одна за одну й деформуються. У результаті виникає сила, що протидіє руху тіла .

Сила тертя, як і сила пружності, — вияв сил міжмолекулярної взаємодії.

Коли дотикаються ретельно відполіровані поверхні, тіла так щільно прилягають одне до одного, що значна кількість молекул дотичних поверхонь опиняється на відстані, на якій стає суттєвим міжмолекулярне притягання. Це може спричинити зростання сили тертя.

4. Сила тертя кочення

Сила тертя кочення зазвичай набагато менша, ніж сила тертя ковзання. Саме тому для зменшення сили тертя людство здавна використовує колесо, а в різноманітних машинах і механізмах — підшипники.

5 . Зменшення сили тертя.

Щоб зменшити силу тертя, інженери зазвичай використовують різні мастила -речовини, які забезпечують більш легке ковзання дотичних поверхонь. А ще силу тертя ковзання можна зменшити, використавши відповідні стичні матеріали.
Інженери, які винайшли маглев (скорочене від англ. magnetic levitation — ≪магнітна левітація≫), напевне уважно вивчали фізику. Спробуємо переконатися. Згадаємо: якщо взяти два магніти й зблизити їх однойменні полюси, магніти будуть відштовхуватися. А тепер проведемо уявний експеримент. Що буде, якщо потужний магніт розмістити, наприклад, на підставці, а зверху до нього однойменним полюсом піднести невеликий магніт? Якщо другий магніт буде досить легким, таким щоб сила магнітного відштовхування зрівноважила силу притягання Землі, то він має летати в повітрі!
Пристрої, які використовують описаний вище ефект, одержали загальну назву ≪маглев≫. Найбільш вражаючими, мабуть, є маглев-потяги. Під час руху такі потяги не торкаються колії — вони утримуються над нею потужними магнітами. Таким чином, тертя об опору є відсутнім, і перешкоджає руху маглев-потягів тільки опір повітря (як і літакам!). Саме тому швидкість руху маглев – потяга можна порівняти зі швидкістю руху літака (до 500 км/год).

V. Закріплення вивченого матеріалу

Задача1.

Чому ковзани, з легкістю ковзаючи по поверхні льоду, не ковзають по поверхні більш гладенького скла?
(При ковзанні ковзана по льоду виділяється тепло, і лід під ковзаном злегка розтає утворюючи змащення, що полегшує ковзання. Тому в сильний мороз ковзатися стає складніше — енергії, що виділяється недостатньо для того, щоб розтопити лід, а отже створити необхідне змащення).

Задача 2

Які властивості повинне мати лижне мастило: воно має збільшувати чи зменшувати тертя між лижами і снігом? Адже лижник, відштовхнувшись, сковзає по інерції, і сила тертя в цьому випадку має бути якнайменшою, але водночас, оскільки лижник відштовхується, сила тертя повинна бути достатньою.
(Ці властивості і має лижне мастило: воно збільшує силу тертя спокою і зменшує силу тертя ковзання. На Півночі цю роль виконує хутро, яким підбивають лижі).

Задача 3.

Чи діє сила тертя на книжку, яка лежить на горизонтальному столі?

Задача 4.

Щоб відкрутити гайку, треба докласти зусиль. Чому гайка набагато легше відкручується, якщо її змочити гасом?

Задача 5.

Брусок лежить на горизонтальній поверхні стола. До бруска за допомогою динамометра прикладають горизонтальну силу 3 Н. Брусок при цьому рухається рівномірно в напрямку дії сили.

а) Чому дорівнює сила тертя, що діє на брусок?

б) Як поводитиметься брусок і якою буде сила тертя, якщо динамометр показуватиме 2 Н?

Задача 6

За допомогою пружини жорсткістю 96 Н/м брусок масою 2,4 кг рівномірно тягнуть по столу. Яким є видовження пружини, якщо коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює 0,2?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 14, вправа14(5)

Презентація на тему Сила тертя

[embeddoc url=”http://fizyka.com.ua/wp-content/uploads/2016/03/Колесо.pptx” viewer=”microsoft”]

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *