Что такое сила трения.

Цель урока:

Познакомить учащихся с силой трения, закрепить полученные знания о силах в природе. Сформировать понятие “трение” и “сила трения”;
продолжать формирование естественнонаучных представлений;
продолжать отработку практических навыков работы с оборудованием;
способствовать бережному отношению к приборам и оборудованию;
способствовать нравственному воспитанию учащихся через рассказ об ученых.

Формируемые умения: работать с приборами, наблюдать, сравнивать результаты опытов, делать выводы.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: динамометр; деревянные бруски; набор грузов; песок.

Демонстрации:

Силы трения покоя, скольжения.
Сравнение сил трения скольжения и качения.

Ход урока

Актуализация опорных знаний. Создание ситуаций успеха.

Фронтальный опрос:

Что называется силой?
Какие силы мы уже изучили?
Как дать полный ответ о любой силе?
С помощью какого прибора можно измерить силу?

Решение задач. (У доски)

Какая сила тяжести действует на яблоко массой 120г?
Пружину жесткостью 500Н/м растянули на 2 см. Под действием какой силы она была растянута?

Определите, о какой силе говорится в тексте книги “Занимательная физика” Я.И. Перельман “Всем нам случалось выходить из дома в гололедицу: сколько усилий стоит нам удержаться от падения, сколько смешных движений приходится нам проделывать, чтобы устоять!”
Примеры проявления явления трения в природе.

Объяснение нового материала.

Презентация . Тема урока “Сила трения” (слайд 1)

Знакомство с силой трения (слайд 2,3)

Опыт 1. Влияние силы трения на движение тел. Толкнуть брусок по доске трибометра. Выявить причину быстрой остановки бруска.

Сила, возникающая при взаимодействии поверхности одного тела с поверхностью другого, когда тела неподвижны, либо перемещаются относительно друг друга, называется силой трения. (Ролик “Сила”)
Обозначается сила трения буквой F с индексом Fтр

Немного истории (слайд 4,5)

Первым силу трения исследовал Леонардо да Винчи (1452-1519г.г.). Позже исследовали эту силу Гилиома Амонтон (1663-1705г.г.) и Шарль Кулон (1736-1806г.г.). Амонтон и Кулон ввели понятие коэффициента трения.

Рассмотрим подробнее силу трения

Существуют различные виды сухого трения:

Трение покоя (слайд6). Сила, которая удерживает шкаф на месте - сила трения покоя. Чтобы сдвинуть тело с опоры нужно приложить силу. Эта сила уравновешивает силу трения. На наклонной опоре сила трения удерживает тело. Сила трения покоя по величине может достигать больших значений. (Ролик “Трение покоя”)

Задание №1. Измерение силы трения.

Оборудование:

Ход работы:

На доску трибометра положить деревянный брусок с грузом 100г, за крючок бруска прикрепить динамометр, и держа его горизонтально постепенно увеличивать силу тяги.
Сделать вывод.

Вывод: пока сила тяги мала, брусок остаётся в покое. Значит кроме силы тяги, на брусок действует еще какая-то сила, противодействующая данной. Эту силу называют силой трения покоя.

Трение скольжения (слайд7). Когда тело начинает двигаться по опоре, возникает сила трения скольжения, направленная в сторону, противоположную движению.

Задание №2. Измерение силы трения скольжения.

Оборудование: бруски, набор грузов, динамометр, линейка.

Ход работы:

Положите брусок на поверхность стола. Прикрепите динамометр к бруску и тяните за динамометр равномерно (с одинаковой скоростью).
Определите показания динамометра. Как можно уменьшить силу трения? Ответ: Чтобы уменьшить трение, на гладкие поверхности трущихся тел наносят жидкую смазку.
Поместите на брусок поочередно 1, затем 2, а затем 3 груза и для каждого из случаев измерьте силу трения.
Записать результат.
Сделать вывод.

Вывод: между молекулами соприкасающихся тел возникают силы взаимного притяжения, которые и являются причиной трения. Если тела хорошо отполированы, то сила трения может стать очень большой.

Трение качения (слайд8). Трение качения - сила трения, которая возникает, когда одно тело катится по поверхности другого. (ролик “Сила трения качения”).

В технике часто для уменьшения сил сухого трения наносят смазку, или заменяют трение скольжения трением качения (применяют подшипники). Сила трения качения намного меньше трения скольжения.

Задание №3: Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

Оборудование: брусок, динамометр, каток (вместо катка можно взять брусок и деревянные карандаши), линейка.

Ход работы:

Собрать установку (рис.1). (Если нет катка, то можно брусок положить на деревянные карандаши). Записать значения сил трения
Собрать установку (рис.2). Записать значения сил трения


Рис.1.	Рис.2.

Сравнить значения и сделать вывод.

(Ролик “Отличие сил трения”)

Другие силы трения.

При движении твердых тел в жидкостях возникает сила вязкого трения. Величина вязкого трения зависит от формы тела, рода жидкости и скорости движения тела.

Особенности силы трения

возникают при соприкосновении двух движущихся тел
действуют параллельно поверхности соприкосновения тел
направлено против движения тела

Нужно ли избавляться от трения? (слайд 9,10,11)

Представим нашу жизнь без трения (беседа с учащимися)

Рефлексивно-оценочный этап:

Ответить на вопросы:

Почему любое тело, приведенное в движение, в конце концов, останавливается?
Ответ: На движущееся тело действует сила трения скольжения, которая направлена против движения и уменьшает скорость тела.
Почему труднее санки сдвинуть с места, чем их везти?
Ответ: Сила трения покоя при движении с места санок больше силы трения скольжения.
Почему бочку катят, а не переносят?
Ответ: В данном случае заменяют силу трения скольжения силой трения качения, которая значительно меньше
Как можно уменьшить трение?
Ответ: Смазка уменьшает трение, и заменить скольжение тела качением. Сила трения качения меньше силы трения скольжения.
Как увеличить трение?
Ответ: Сделать поверхность неровной (шероховатой) или увеличить силу давления.

Объясните поговорки о трении:

“Не подмажешь – не поедешь”.
“Пошло дело как по маслу”.
“Что кругло – легко катится”.
“Лыжи скользят по погоде”.
“Коси, коса, пока роса, роса долой - и мы домой”

Давайте подведем итог нашего урока:

Какое явление мы изучили?
Каковы причины возникновения трения?
От чего зависит трение?
Какие способы уменьшения и увеличения трения существуют?
Зависит ли трение от среды, в которой оно возникает?
Какие виды трения существуют вокруг нас?
Какие физические величины характеризуют каждый из видов трения?
Что вам понравилось на уроке? (слайд12)
Что было трудным?

Домашнее задание:

§16-17; вопросы к параграфу; 10 примеров различного проявления силы трения (найти из дополнительной литературы). Написать сочинение на тему: “Если не было силы трения”.
Высокий уровень. Задачи на смекалку:

На столе лежит стопка книг. Что легче: вытянуть нижнюю книгу, придерживая остальные, или привести в движение всю стопку, потянув за нижнюю книжку?
Чему равен коэффициент трения колёс о дорогу, если сила тяги машины массой 1т равна 500Н.

«Природа силы трения» - Используя рисунок, определите силу трения, действующую на автомобиль. В технике сила трения имеет большое значение. Решение: Масштаб: 1 деление = 100 H Fтяги = 600 H Fтр = 600 H. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Простейший подшипник состоит из внешнего кольца и внутреннего кольца. Трения в природе и технике.

«Трение физика» - История изучения трения. Направление силы трения. Тефлон – дитя химии 20 века. Сдвинуть книгу по гладко отполированному столу легче, чем по шершавому. От чего зависит сила трения покоя? На Марсе сила тяжести в два раза меньше земной, а атмосфера сильно разрежена. Первые «шведские спички» Лундстрема дошедшую практически до наших дней.

«Трение» - Какие трения бывают? Трение покоя. Трение движения. Трение покоя Трение скольжения Трение качения. Разработка Габдрахмановой З. К. Тюлячинский район Саушская средняя общеобразовательная школа. Понятие о трении. Сила трения. Физика 7 класс. Трение скольжения.

«Трение тел» - Цель урока: Ответ: ходьба, качение и покой. Задачи урока: Замените брусок цилиндром и проделайте то же самое. II (2) При смазке трущихся поверхностей сила трения... 1. не изменяется. 2. увеличивается. 3. уменьшается. Полезна или вредна сила трения? V (2) Трактор при вспашке земли, двигаясь равномерно, развил силу тяги 15 кН.

«Трение сила» - Задачи 1 группы: Задачи проекта: Результат 2 группы. Способы увеличения силы трения. Для уменьшения силы сопротивления воды, воздуха используют обтекаемую форму. 1.Сравнение силы трения скольжения и силы трения качения. Результат 3 группы. Изучить виды силы трения. Результат 1 группы. Все силы по-разному действуют на тело.

«Сила трения» - Примеры. Сила трения. Сдвиг предмета с места. Но в других случаях трение вредно. Ввинчивание шурупа. Добывание огня современным способом. Трение - сила знакомая, но таинственная. Движение автомобиля (трение колеса о дорогу). Трение – один из видов взаимодействия тел. Письмо ручкой по бумаге. Катание на коньках.

Всего в теме 19 презентаций

Трение играет важную роль в повседневной жизни. Эту силу приходится учитывать при проектировании самых различных технических систем, принцип действия которых основан на непосредственном соприкосновении движущихся частей. Не всегда трение является вредным фактором, но все же в большинстве случаев разработчики стараются самыми разнообразными способами уменьшить .

Инструкция

В самом простом случае постарайтесь изменить степень шероховатости поверхностей соприкасающихся объектов. Этого можно добиться путем шлифовки. Тела, взаимодействующие поверхности которых являются гладкими, доведенными до глянца, будут двигаться друг относительно друга значительно легче.

По возможности замените одну из соприкасающихся поверхностей на ту, которая имеет более низкий коэффициент трения. Это может быть искусственное покрытие- так, тефлон имеет один из самых низких коэффициентов трения, равный 0,02. Изменить проще тот элемент системы, который играет роль инструмента.

Используйте смазочные материалы, введя их между трущимися поверхностями. Этот способ применяется, например, в лыжном спорте, когда на рабочую поверхность лыж наносится специальная парафиновая смазка, соответствующая температуре снега. Смазки, применяемые в других технических системах, могут быть жидкими (масло) или сухими (графитовый порошок).

Рассмотрите возможность применения «газообразной смазки». Речь идет о так называемой «воздушной подушке». Уменьшение силы трения происходит в этом случае за счет создания потока воздуха между соприкасавшимися ранее поверхностями. Метод используется при проектировании вездеходов, предназначенных для преодоления труднопроходимых местностей.

Если в рассматриваемой системе используется трение скольжения, замените его на трение качения. Проделайте простой эксперимент. Поставьте на ровную поверхность стола обычный стакан и рукой попытайтесь его сдвинуть. Теперь положите стакан на бок и сделайте то же самое. Во втором случае сдвинуть предмет с места будет значительно легче, поскольку вид трения изменился.

Используйте подшипники в узлах, где происходит трение. Эти элементы позволяют преобразовать вид движения, тем самым существенно снизить потери на трение, уменьшив его силу. Этот способ наиболее широко применяется в технике.

На первый взгляд, излишняя сила трения вредна. Она уменьшает КПД механизмов, изнашивает детали. Но есть случаи, когда силу трения необходимо увеличить. Например, при качении колес необходимо улучшить их сцепление с дорогой. Посмотрите, каким образом это можно сделать.

Инструкция

Чтобы понять, как увеличить силу трения, вспомните, от чего она зависит. Рассмотрите формулу: Fтр=мN, где м – коэффициент трения, N – сила реакции опоры, Н. Сила реакции опоры, в свою очередь, зависит от массы: N=G=mg, где G - вес тела, Н- m – масса тела, кг- g – ускорение свободного падения, м/с2.

Из формулы можно сделать вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения. Коэффициент трения определяется для каждой пары взаимодействующих материалов и зависит от природы материала и качества поверхности.

Таким образом, первый способ увеличить трение – изменить материал скользящей поверхности. Наверное, вы замечали, что в одной обуви практически невозможно передвигаться по влажному кафельному полу, а в другой вы не ощущаете каких-либо неудобств. Это объясняется тем, что подошвы ботинок сделаны из различных материалов. Скользкая обувь имеет низкий коэффициент трения скольжения подошвы относительно влажного кафеля.

Второй способ – увеличить шероховатость поверхности. Пример - зимние шины для автомобиля имеют более рельефный протектор, чем летние. За счет этого на скользкой зимней дороге автомобиль может уверенно двигаться.

Третий способ – увеличение массы. Как видно из формулы, сила трения напрямую зависит от массы. Это объясняет, почему груженому автомобилю в отдельных случаях легче выбраться из грязи, чем тому, что налегке. Это правило работает при определенном качестве грунта – в вязкую, болотистую почву тяжелая машина просядет больше, чем легкая.

Четвертый способ – удаление смазки. Представьте транспортер технологической линии, состоящий из вращающихся валиков, на которые натянута лента. Валики транспортера начинают проскальзывать по ленте, если они загрязнены. В этом случае грязь действует как смазка. Очистив детали механизма, вы увеличите силу трения и повысите КПД оборудования.

Пятый способ – полировка. Отполировав поверхность, вы можете увеличить силу трения. Это объясняется тем, что при соприкосновении отполированных поверхностей включаются силы межмолекулярного притяжения. Например, очень трудно раздвинуть два листа стекла, сложенных вместе.

В технике для уменьшения влияния сил сухого трения между поверхностями вводят смазку (вязкую жидкость, создающую тонкий слой между твёрдыми поверхностями).

Влияние смазки заключается в том, что между трущимися поверхностями вводится слой вязкой жидкости, которая заполняет все неровности поверхностей и, прилипая к ним, образует два трущихся слоя жидкости.

Поэтому вместо трения двух твердых поверхностей при смазке возникает внутреннее трение жидкости, которое значительно меньше внешнего трения двух твердых поверхностей. Применение смазочных масел уменьшает трение в 8-10 раз. Типичный пример значения смазки представляет бег конькобежца на коньках. В результате действия силы со стороны конькобежца на нож конька снег тает и под коньком появляется вода, которая вновь замерзает, после того как пробежал конькобежец и исчезло давление. Однако в механизмах вода для смазки не годится, поскольку вследствие малой вязкости она выдавливалась бы из зазора неровностей между трущимися поверхностями.

Во всех машинах есть одна общая черта: в любой из них что-нибудь обязательно вращается. И везде есть неразлучная пара-ось и её подпорка - подшипник

Поскольку силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения, то в машинах и механизмах в большинстве случаев подшипники скольжения заменяют подшипниками качения.

Подшипник состоит из двух колец. Одно из них - внутреннее - плотно насажено на ось и вращается вместе с ней. Другое наружное кольцо неподвижно зажато между основанием и крышкой подшипника.

Эти кольца - обоймы имеют на обращенных друг к другу поверхностях выточенные канавки. Между обойм находятся стальные шарики. При кручении подшипника шарики катятся по канавкам в обоймах.

Чем лучше отполированы поверхности дорожек и шариков, тем меньше трение. Чтобы шарики не сбегались в одну кучу, их разделяет сепаратор. Сепараторы обычно делаются пластиковые, стальные или бронзовые.

При вращении в таком подшипнике появляется трение качения. Потери на трение в шариковом подшипнике раз в 20-30 меньше, чем в подшипнике скольжения! Подшипники качения делают не только с шариками, но и с роликами разной формы. Без подшипников качения современная промышленность и транспорт были бы невозможны.

В настоящее время широко применяется такой способ уменьшения трения при движении транспортных средств, как воздушная подушка.

Воздушная подушка - это слой сжатого воздуха под транспортным средством, который приподнимает его над поверхностью воды или земли. Слой сжатого воздуха создаётся вентиляторами. Отсутствие трения о поверхность позволяет снизить сопротивление движению. От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде.

Первым идею подобной машины на воздушной подушке высказал К.Э. Циолковский в 1927 году, в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд». Это бесколесный экспресс, который мчится над бетонной дорогой, опираясь на воздушную подушку - слой сжатого воздуха.

Тема: Сила трения. Способы уменьшения и увеличения силы трения.
(7 класс)
Тип урока: Урок изучения нового материала с элементами обобщения ранее изученного.
Цель: Дать понятие о трении, причинах его возникновения, сформировать знания о силе
трения, как физической величине.
Задачи:
Образовательные




изучить три вида сил трения (трение покоя, скольжения, качения);
выяснить природу, направление сил трения, от чего зависит сила трения;
способы увеличения и уменьшения её, полезное и вредное значение;
проверить и закрепить полученные знания
Развивающие
 формировать умение делать логические заключения на основе анализа, сравнивать
явления, делать выводы и обобщения
развивать творческие способности учащихся.

Воспитательные


воспитание убежденности в возможности познания природы.
развивать сотрудничество, выслушать товарищей, уважать мнение других.
Оборудование:
Презентация по теме: “Сила трения”,компьютер (ноутбук), мультимедийный
проектор, набор грузов, динамометры, трибометры, бруски лабораторные.
I. Орг. момент
Настрой на урок
Здравствуйте, ребята. Присаживайтесь.
Ход урока
II. Повторение изученного материала.
На последних уроках мы с вами изучали силы, существующие в природе, сегодня мы
продолжим изучать эту большую тему, но прежде, давайте повторим ранее изученный
материал и поработаем устно.
1. Что такое сила? (мера взаимодействия тел)
2. Какие силы вам известны? (сила тяжести, сила упругости, сила трения)
3. От чего зависит результат действия силы? (Результат действия силы зависит от
её модуля, направления, точки приложения.)
4. Какую силу называют силой тяжести?(Сила с которой Земля притягивает к себе
тела.)
5. Какую силу называют силой упругости?(Силу, возникающую при деформации тел и
направленную в сторону, противоположную приложенному усилию.)
III. Изучение нового материала.
1

Из всех сил, существующих в природе, мы уже познакомились с силой тяжести и силой
упругости, а какую силу мы будем изучать сегодня? (силу трения)
Тема нашего урока: Сила трения. Способы уменьшения и увеличения силы трения.
Откроем тетради и запишем число и тему урока.
С явлением трения мы знакомы с раннего детства. Но многое нам с вами ещё
непонятно.
Что такое трение?
Трение – явление.
Враг оно нам или друг?
Это знают все вокруг:
Если б трение пропало
Чтоб со всеми нами стало?
Мы ходить бы не смогли,
Оттолкнувшись от земли.
Помогает трение
Начинать движение
Всем машинам, тракторам,
Мотоциклам, поездам.
Ну а также тормозить
И их всех остановить.
Но при том приносит вред
И не мало разных бед:
В станках, приборах
Трутся части
И это главное несчастье.
И поэтому вопрос
Не настолько уж и прост
Тренье друг нам или враг?
Ответ двоякий: так и так!
Оказывается, что первые исследования трения проведены великим итальянским
ученым Леонардо да Винчи, более 400 лет назад, но его работы не были опубликованы.
Законы трения открыли французские ученые Гильом Амонтон (1699 г) и Шарль Огюстен
Кулон (1785г).
Сегодня мы с вами проведем небольшие исследования, найдем ответы на основные
вопросы.
определение силы трения;(дадим определение этой силе)
причины возникновения трения; (выясним причины её возникновения)
виды сил трения; (рассмотрим виды трения)
способы уменьшения силы трения; (узнаем способы изменения этой силы)




 трение в природе и технике;(выясним роль силы трения в повседневной
жизни)
2

Взаимодействие, возникающее в месте соприкосновения тел и препятствующее их
относительному движению, называется трением.
Сила трения – сила возникающая, при взаимодействии тел, направленна против скорости
движения.
Сила трения обозначается Fтр
Прикладывается в точку взаимодействия тел.
Направлена против движения тел.
Виды трения
 Трение скольжения


трение качение
трение покоя
Для дальнейшего изучения этой физической величины каждой группе учащихся
предлагается провести эксперимент и сделать вывод по результатам эксперимента.
Задания для групп учащихся
1. Измерить силу трения покоя, скольжения и качения.
Для измерения силы трения покоя расположите деревянный брусок на линейке и
при помощи динамометра определите силу, при которой брусок начинает движение.
Для измерения силы трения скольжения расположите деревянный брусок на
линейке и при
поверхности линейки.
Для измерения силы трения качения расположите деревянный колесо на линейке и
при помощи динамометра определите силу, при которой происходит качение.
Результаты запишите в тетрадь:
Fпокоя= , Fскольжен.= , Fкачения=

Измерить силу трения при скольжении различных поверхностей.
2.
помощи динамометра определите силу, при которой брусок скользит по деревянной
линейке.
Используя разные бруски определите F1= , F2= , F3= .
Результаты запишите в тетрадь.
Сравните полученные значения и сделайте вывод по результатам эксперимента.
3.
Измерить силу трения при скольжении брусков разной массы.
3

Для измерения силы трения расположите деревянный брусок на линейке и при
помощи динамометра определите силу, при которой брусок скользит по
деревянной линейке.
Используя брусок с 1 грузом, 2 грузами и 3 грузами.
Сравните полученные значения и сделайте вывод по результатам эксперимента.
4.
Измерить силу трения скольжения при разной поверхности соприкосновения
одного и того же бруска.
Для измерения силы трения расположите деревянный брусок на линейке и при
помощи динамометра определите силу, при которой брусок скользит по
деревянной линейке. Брусок необходимо располагать различными способами,
каждый раз записывая значение силы трения скольжения.
Определите F1= , F2= , F3= . Результаты запишите в тетрадь.
Сравните полученные значения и сделайте вывод по результатам эксперимента.
Для проведения эксперимента отводится 5 минут.
Далее следует отчет каждой группы учащихся о проделанной работе с оглашением
результатов и выводов.
Физическая пауза
IV. Закрепление изученного.
Итак, подведём итоги
Причины возникновения силы трения:
1. шероховатость соприкасающихся тел (рисунок 2)
2. взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел (рисунок 3)
А теперь попробуем ответить на вопрос: приносит трение нам пользу или от него
вред?
Польза Вред
Если сила трения нам мешает, приносит вред, можно ли чтонибудь с ней сделать
чтобы она не мешала?
Замена трения скольжения трением качения

Смазка
4

Шлифование
А обратная ситуация, когда она приносит пользу?
Использование специальных материалов
Ответьте на вопросы:
1. Зачем зимой дорожки посыпают песком?
2. Зачем зимой на задние колеса автомобилей надевают цепи?
3. Зачем на обуви, шинах автомобилей наносят протектор?
4. Зачем в двигатель автомобиля наливают масло?
5. Зачем спортсменылыжники на лыжи наносят особую смазку?
6. Зачем легкоатлеты надевают спортивную обувь с шипами?

Объясните поговорки:
Не подмажешь – не поедешь!
Пошло дело, как по маслу.
Угря в руках не удержишь!
Лыжи скользят по погоде.
Из навощенной нити сеть не сделаешь.
Учитель: Сегодня на уроке мы познакомились ещё с одной силой, которая
называется силой трения. Эта сила очень важна для нас. Благодаря силе трения мы
можем ходить, лежать, стоять, принимать пищу, держать предметы в руках, т.е.
жить той жизнью, к которой мы привыкли. Сила трения возникает при
соприкосновении одного тела с другим и препятствует его движению. Молодцы
ребята, очень хорошо потрудились, хорошо решали задачи, внимательно слушали и
принимали активное участие в работе. Как для каждого прошел урок, мы сейчас
увидим по результатам самодиагностики.
V. Домашнее задание к следующему уроку. § 30,31,32, прошу вас написать рассказ на
тему «Если бы не было силы трения на Земле» (задание выполняется по желанию).
VI. Подведение итогов урока, объявление оценок учащимся, рефлексия.
Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы
из рефлексивного экрана на доске:
сегодня я узнал…

было интересно…

было трудно…

я выполнял задания…

я понял, что…
теперь я могу…

меня удивило…
я почувствовал, что…
я приобрел…
я научился…
у меня получилось …
я смог…
я попробую…
5