Образовательные цели урока: познакомить учащихся с понятием силы трения; сформировать навыки измерения силы трения с помощью динамометра.

Оборудование: динамометр демонстрационный; деревянная линейка; деревянный брусок; гиря; штативы; компьютер; мультимедиапроектор.

Ход урока

1. Создание проблемной ситуации (слайд 1)

Учитель. Всем хорошо известна русская сказка «Репка». Посадил дед репку, выросла репка большая-пребольшая, но вытянуть репку дед не смог. Позвал дед бабку, бабка ухватилась за дедку, дедка – за репку, тянут потянут – вытащить не могут… Мышка – за кошку, кошка – за Жучку, Жучка – за внучку, внучка – за бабку, бабка – за дедку. Тянут-потянут!.. Наконец вытянули репку!

Дед тянул репку, значит, действовала сила. Почему же репка не стала двигаться под действием силы со стороны деда, а оставалась в покое? Что такое сила?

Ученик. Это причина изменения скорости тела.

Учитель. Когда репка будет находиться в состоянии покоя?

Ученики. Если на неё не действуют силы... Если равнодействующая всех сил равна нулю.

Учитель. Делаем вывод: репка не движется под действием силы деда, потому что на репку действует еще одна сила, направленная противоположно.

2. Объявление темы и задач урока (слайд 2)

Учитель. Это сила трения! Тема нашего урока «Сила трения». Мы сегодня узнаем, что такое сила трения, какие виды силы трения существуют, причины возникновения силы трения, от чего зависит сила трения, сравним силу трения покоя с силой трения качения, а также научимся измерять силу трения с помощью динамометра.

3. Объяснение новой темы

Учитель (слайд 3). Силы трения – это силы, возникающие при соприкосновении движущихся (или приходящих в движение) тел с другими телами, препятствующие движению. (Cлайд 4.) Трение подразделяют на сухое и жидкое. При движении тел в жидкостях или газах возникает жидкое трение. При движении твёрдых тел друг относительно друга возникает сухое трение. Различают три вида сухого трения: сила трения покоя, сила трения скольжения и сила трения качения.

(Слайд 5.) Какие силы действуют на брусок, лежащий на деревянной опоре?

Ученик. Сила тяжести.

Учитель. Со стороны какого тела действует сила тяжести?

Ученик. Со стороны Земли.

Учитель. Дайте определение силы тяжести. Куда направлена эта сила?

Ученик. Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела. Эта сила приложена к центру тела и направлена вертикально вниз.

Учитель. А со стороны опоры на брусок действует какая-либо сила? Куда направлена эта сила?

Ученик. Со стороны опоры на брусок действует сила упругости, которая возникает из-за деформации опоры. Эта сила приложена к опоре и направлена вертикально вверх.

Учитель. Тогда почему брусок, на который по вертикали действуют две силы, остаётся в покое? Что вы можете сказать об этих силах?

Ученик. Равнодействующая этих двух сил равна нулю.

Учитель. Если на тело действует внешняя сила в горизонтальном направлении, почему тело остаётся в состоянии покоя?

Ученик. Начинает действовать ещё одна сила, которая направлена тоже горизонтально, но в противоположную приложенной силе сторону.

Учитель. Конечно, это сила трения покоя. Смотрим на слайд 4: человек толкает шкаф, шкаф не сдвигается, скорость его равна нулю. Возникла сила трения покоя, и, хотя внешняя сила действует, движения нет.

У меня в руках демонстрационный динамометр. Определите цену деления динамометра.

Ученик. 1 Н.

Демонстрация «Измерение силы трения покоя».

Учитель. Увеличим внешнюю силу. Что произойдёт с силой трения покоя?

Ученик. С увеличением внешней силы сила трения покоя тоже увеличивается.

Учитель. А что, сила трения покоя с увеличением внешней силы будет бесконечно расти?

Ученик. Нет.

Учитель (слайд 6). С увеличением действующей внешней силы сила трения покоя тоже растёт, но не бесконечно. Для каждого тела есть своё максимальное значение силы трения покоя. Если внешняя сила превысит его, тело начинает скользить, и тогда действует уже сила трения скольжения.

Сила трения покоя будто бы мешает телу двигаться. Но всегда ли так? Нет, бывает, что именно сила трения покоя служит причиной начала движения. Например, благодаря силе трения покоя мы отталкиваемся подошвой от Земли и двигаемся.

Когда сила трения покоя равна нулю?

Ученик. Когда на тело не действует внешняя сила.

Учитель. Сделаем вывод: сила трения покоя – величина не постоянная, она может изменяться от нуля до максимального значения.

Что такое сила трения скольжения? Сила трения скольжения – это сила, возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого тела и направленная в сторону, противоположную направлению движения.

Ну а теперь вы сами, я думаю, сможете дать определение силы трения качения...

Ученик. Сила трения качения – это сила, возникающая при качении одного тела по поверхности другого тела и направленная в сторону, противоположную направлению движения.

Учитель. Итак, какие три вида сухого трения мы знаем?

Ученик. Первый – сила трения покоя, второй – сила трения скольжения, третий – сила трения качения.

Учитель. Каковы причины возникновения силы трения? Если посмотреть на трущиеся поверхности в увеличенном виде, то можно увидеть, что они совсем не гладкие, какими кажутся, а имеют шероховатости, неровности (слайд 7 – по рис. 79 из учебника «Физика-8» А.В.Пёрышкина, 2002, с. 71). Первой причиной возникновения силы трения как раз и является неровность поверхностей соприкасающихся тел. Если мы исключим эту причину, например, хорошо отполируем трущиеся поверхности, то проявляется вторая причина – взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. (Слайд 8.) Как можно уменьшить силу трения? (Слайд 9.) Смазать поверхности, отполировать поверхности. Недаром в народе говорят: «Не подмажешь – не поедешь!», «Идёт, как по маслу!»

4. Выполнение экспериментальных заданий

Учитель (слайд 10). При измерении силы трения нужно c помощью динамометра перемещать брусок равномерно. Динамометр измеряет силу тяги. Сила же трения, с которой поверхность действует на движущееся тело, направлена в противоположную сторону. При равномерном движении эти силы равны. Прежде чем выполнять экспериментальные задания, пожалуйста, скажите: какова цена деления вашего динамометра? каков вес бруска вместе с грузом? что такое вес тела?

Экспериментальное задание 1: выясните зависимость силы трения скольжения от веса тела.

(слайд 11.) Положите на линейку брусок большой гранью, а на него – груз. Измерьте силу трения скольжения бруска по линейке.

Зависит ли сила трения скольжения от веса тела?

Вывод: сила трения скольжения зависит от веса тела. Чем больше вес тела, тем больше сила трения скольжения.

Экспериментальное задание 2: выясните зависимость силы трения скольжения от площади трущихся поверхностей.

(слайд 12.) Положите на линейку брусок меньшей гранью, а на него – груз. измерьте силу трения скольжения бруска по линейке.

Зависит ли сила трения скольжения от площади трущихся поверхностей?

Вывод: сила трения скольжения не зависит от площади трущихся поверхностей при постоянном весе.

Экспериментальное задание 3: сравните силы трения скольжения и качения.

(Слайд 13.) Измерьте силу трения качения бруска по столу. Для этого положите брусок с грузами на два круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок по столу при помощи динамометра.

Какая сила трения больше: скольжения или качения?

Вывод: сила трения скольжения больше, чем сила трения качения.

5. Закрепление знаний по новой теме

(Cлайд 14.) Почему санки по асфальту тянуть труднее, чем по снегу? Почему тормоза не смазывают маслом? Зачем в гололедицу тротуары посыпают песком? Для чего делается насечка около шляпки гвоздя?

6. Заполнение таблицы (слайд 15)

7. Забавный исторический случай (слайд 16)

Когда первый поезд шёл по только что построенной железной дороге из Петербурга в Москву, один услужливый царский чиновник, желая угодить начальству, приказал на подведомственном ему перегоне выкрасить рельсы белой масляной краской. Попав на участок со свежевыкрашенными рельсами, колёса поезда забуксовали, поезд остановился. Пришлось срочно соскребать краску на перегоне в несколько километров.

8. Подведение итогов урока