(Конспект урока физики  разработан для учащихся 9 класса)

Георгий   ЕГОРОВ,

учитель физики

лицея №146 «Ресурс»

 г. Казани

Аннотация

Конспект урока физики «Сила трения» разработан для учащихся 9 класса. Урок направлен на формирование представлений о природе и видах силы трения, умения рассчитывать силу трения скольжения по формуле F_тр = μN и применять её при решении практических задач. В ходе урока используются разнообразные формы работы: демонстрационный опыт, беседа, мини-исследование в парах, решение проблемных ситуаций в группах.

Ключевые слова: сила трения, трение покоя, трение скольжения, трение качения, коэффициент трения, динамометр, тормозной путь, физический эксперимент.

Сила трения

Класс: 9. Тип урока: изучение нового материала с элементами исследования. Продолжительность: 45 минут.

Цели:

• Сформировать представление о трении покоя, скольжения и качения; ввести понятие коэффициента трения и формулу F_тр = μN;
• Развивать умения проводить измерения, анализировать результаты опыта и делать выводы, применять формулы к практическим ситуациям;
• Воспитывать культуру безопасного поведения на дороге, умение работать в паре и в группе.

Оборудование:

• Презентация, соответствующая теме урока;
• Две книги (для демонстрации);
• На каждую пару: динамометр, брусок с двумя грузами, полоска наждачной бумаги, линейка, бланк для записи результатов;
• Карточки с ситуациями для групп;
• Короткий видеофрагмент о торможении автомобиля на сухой и мокрой дороге (по желанию).

Организационный момент (2 мин)

• Добрый день, ребята! Сегодня урок мы начнём с необычного опыта.

Мотивация и актуализация знаний (6 мин)

• Перед вами две обычные книги. Я сложу их страницы вперемешку, как застёжку-молнию. Попробуйте растащить книги за корешки. (Двое учеников пробуют, у них не получается.)
• Почему не получается? Ведь листы ничем не склеены. (Ответы учеников: мешает трение.)
• Тема нашего урока – «Сила трения». Сегодня мы выясним, от чего зависит эта сила, научимся её рассчитывать и поймём, где трение помогает, а где мешает.
• Что вы знаете о силе трения из курса 7 класса? Куда она направлена, чем измеряется? (Ответы учеников: направлена против движения тела, измеряется в ньютонах, возникает при соприкосновении тел.)

Основная часть

1. Природа и виды трения (9 мин)

• Трение возникает из-за шероховатости соприкасающихся поверхностей и притяжения молекул. Выделяют три вида трения: покоя, скольжения и качения.
• Вы тянете тяжёлый шкаф, но он не двигается. Чему равна сила трения? (Силе, с которой вы тянете: в покое сила трения уравновешивает приложенную силу.)
• Почему чемодан на колёсиках везти легче, чем тащить по полу? (Сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения.)
• Запишем в тетрадь:
• трение покоя: 0 ≤ F_тр.п ≤ F_{тр.п max}, сила направлена против возможного сдвига тела;
• трение скольжения: F_тр = μN, где N – сила реакции опоры, μ – коэффициент трения (безразмерная величина, зависит от материалов и состояния поверхностей);
• трение качения при прочих равных условиях значительно меньше трения скольжения.
• Примерные значения коэффициента трения скольжения:

2. Мини-исследование в парах «От чего зависит сила трения скольжения» (10 мин)

• Проведём опыты. Брусок нужно тянуть динамометром равномерно: тогда показание динамометра равно силе трения. Вес бруска измерьте тем же динамометром (на горизонтальной поверхности N = P).
• Опыт 1: тяните брусок по столу, запишите показание F. Опыт 2: положите на брусок груз. Опыт 3: поставьте брусок на узкую грань. Опыт 4: подложите под брусок наждачную бумагу.
• Заполните таблицу, вычислите μ = F_тр/N для каждого опыта. (Учащиеся работают в парах.)

• Сделайте выводы. (Сила трения растёт с увеличением силы реакции опоры; не зависит от площади соприкосновения; зависит от материалов и состояния поверхностей.)

3. Решение проблемных ситуаций в группах (13 мин)

• Каждая группа получает карточку с ситуацией (принять g = 10 м/с²), обсуждает решение и представляет его классу.

Ситуация 1: Грузчик толкает по полу ящик массой 50 кг горизонтальной силой 150 Н. Коэффициент трения между ящиком и полом 0,4. Сдвинется ли ящик? Чему равна сила трения? Что изменится, если толкать с силой 250 Н?

Ситуация 2: Автомобиль едет со скоростью 72 км/ч, водитель резко тормозит (колёса заблокированы). Найдите тормозной путь на сухом (μ = 0,6) и мокром (μ = 0,3) асфальте. Какой вывод должен сделать водитель? А пешеход, переходящий дорогу в дождь?

Ситуация 3: Зимой тротуары посыпают песком, а лыжники смазывают лыжи мазью. Объясните, в каком случае трение увеличивают, а в каком уменьшают. Приведите по три примера полезного и вредного трения и способы его изменения.

• Проверка решений. (Ситуация 1: F_{тр.п max} = μmg = 200 Н > 150 Н – ящик не сдвинется, сила трения покоя равна 150 Н; при 250 Н ящик движется с ускорением a = (250 − 200)/50 = 1 м/с². Ситуация 2: a = μg, s = v²/(2μg); на сухом асфальте s ≈ 33 м, на мокром s ≈ 67 м. Ситуация 3: примеры – песок, ребристая подошва, шипы, шины (трение нужно); смазка, подшипники, шарики и ролики (трение вредно).)

Заключительная часть (5 мин)

• Продолжите предложение: «Я сегодня понял(а), что…».
• Какие виды трения вы сегодня узнали? От чего зависит сила трения скольжения? Где трение полезно, а где вредно?
• Домашнее задание: изучить параграф учебника по теме «Силы трения». Задача: санки массой 20 кг равномерно тянут по снегу горизонтальной силой 30 Н. Найдите коэффициент трения. Привести по два примера полезного и вредного трения из повседневной жизни.