Трение. Сила трения

Методическая разработка урока
“ТРЕНИЕ. СИЛА ТРЕНИЯ”
1.
9кл
Организационная часть урока.
Цели урока:
углубить знания учащихся о силе трения,
УЧИТЕЛЮ:
1. ОБУЧАЮЩАЯ ЦЕЛЬ: познакомить учащихся с явлением трения как
новым видом взаимодействия тел; сформулировать понятие СИЛА
ТРЕНИЯ; экспериментально установить от чего она зависит.
2. РАЗВИВАЮЩАЯ ЦЕЛЬ:
 формирование эффективных способов мыслительной деятельности
учащихся;
 формирование представлений о процессе научного познания;
 продолжить работу по овладению методами научного исследования.
3. ВОСПИТАТЕЛЬНАЯ ЦЕЛЬ: активное развитие деятельной сферы
учащихся, навыков экспериментальной работы.
УЧЕНИКАМ:
1.ОБУЧАЮЩАЯ ЦЕЛЬ: экспериментально установить от чего зависит
сила трения.
2. РАЗВИВАЮЩАЯ ЦЕЛЬ: учимся анализировать и сравнивать
изучаемые явления, делать обобщения и умозаключения.
3.ВОСПИТАТЕЛЬНАЯ ЦЕЛЬ: приобретение устойчивых навыков
проведения эксперимента.
ТИП УРОКА – урок изучения нового материала.
ТЕХНОЛОГИЯ УРОКА – технология развивающего обучения.
ВИД ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ: экспериментальная исследовательская
деятельность.
ФОРМА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: исследовательские опыты в группах.
“ВАЖНЕЕ ПРАВИЛЬНО МЫСЛИТЬ, ЧЕМ МНОГО ЗНАТЬ.”
Джон Локк.
Учитель при объяснении нового материала не проводит демонстрационные
эксперименты. Задача учителя – постановкой проблемы побудить учащихся к
активной познавательной экспериментальной деятельности в форме
фронтальных опытов, необходимое оборудование для которых выставлено на
рабочих столах учащихся.
Желательно обеспечить каждого ученика комплектом приборов для
индивидуального и самостоятельного проведения исследований.
Задачи урока :
- сформировать у учащихся осмысленное понимание изученного материала о силе
трения: причины возникновения, зависимость от силы нормального давления,
коэффициенте трения, его определение;
-развивать навыки самостоятельной работы с различными источниками
информации, научно-популярной литературой; проведения эксперимента, его
планирование, проведение, анализ результатов, формирование выводов в виде
графиков, таблиц;
- воспитывать уверенность в своих силах, персональную и коллективную
ответственность.
-формирование навыков исследовательской деятельности обучающегося.
Реализация целей урока будет достигнута на основе овладения навыками
самостоятельной исследовательской работы через развитие у учащихся
проблемного мышления на основе использования технологии проблемного
обучения.
Здоровье и психосберегающая среда создается через создание комфортных
условий для проведения урока, опережающих домашних заданий для
учащихся, интересными формами изучения материала, смену видов
деятельности, соблюдение санитарно-гигиенических требований.
Надписи на экране мультимедиа-проектора:
Народная мудрость гласит
«Ум - хорошо, а два – лучше!»
« Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино
разрозненные факты, им наблюдаемые»
Д. Хевеши
Если человек своим трудолюбием и упорством достигает истины в чем-либо, то это
и есть его открытие.
О, сколько нам открытий
чудных
Готовят просвещенья дух!
И опыт, сын ошибок
трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог
изобретатель.
А.С.Пушкин.
Без сомнения все наши знания
начинаются с опыта.
И.Кант
Правила работы в группах:
И стину познаем, а не соревнуемся!
Д аем высказаться товарищу!
Е динство цели и задачи!
А ктивность.
Л юбознательность.
2.
Изложение новой темы:
Ход урока
Зачем вообще нужна любая наука? Чтобы применять полученные знания
на практике. В жизни всё время возникают проблемы, которые человеку
нужно решать. Как он это делает? Человек всегда действует по следующей
цепочке для решения проблем:
проблема — идея — расчеты — практика
Запомним эту цепочку. А теперь можно предложить одну из таких задач.
Посмотрим, помогут ли вам справиться с ней приведенная выше схема и те
знания и навыки, которые вы имеете.
Итак, сейчас приступаем к исследованию явления трения. Тема урока
«Трение. Сила трения».
Вы уже знаете кое-что об этом явлении природы. Поэтому прошу
внимания на экран. Что же вы видите на экране?
Проблемные вопросы.
Как вы думаете?
Возможна ли жизнь без силы трения?
Всегда ли трение препятствует движению?
Как используют силу трения в природе и технике?
Учебные вопросы:
Что такое трение?
Вследствие чего возникает трение?
Какая сила называется силой трения?
Дополнительные вопросы по рисункам на экране:
1. Все ли силы, действующие на шкаф, указаны на рисунке?
2. Что вы видите на этом рисунке? Какое физическое явление
используется при этом?
3. На что влияет развод пилы?
4. В каком направлении действует на автомобиль сила трения?
5.О чем мечтает велосипедист?
6. Почему колёса имеют разные протекторы?
Первые исследования силы трения были проведены великим итальянским
ученым Леонардо да Винчи более 400 лет назад, но эти работы не были
опубликованы. Законы сухого трения (т.е. для твердых соприкасающихся
тел) были описаны французскими учеными Гильомом Амонтоном и
Шарлем Кулоном.
Кроме сухого трения существует ещё так называемое жидкое трение,
возникающее при движении твёрдых тел в жидкостях и газах и связанное с
их вязкостью. Силы жидкого трения пропорциональны скорости движения и
обращаются в нуль, когда тело останавливается. Поэтому в жидкости можно
заставить тело двигаться, прикладывая даже очень маленькую силу.
Например, тяжелую баржу на воде человек может привести в движение,
отталкиваясь то дна шестом, а на земле такой груз ему, конечно, не
сдвинуть. Эта важная особенность сил жидкого трения объясняет, например,
тот факт, почему автомобиль “заносит” на мокрой дороге. Трение
становится жидким, и даже небольшие неровности дороги, создающие
боковые силы, приводят к “заносу” автомобиля.
Трением называется взаимодействие между соприкасающимися
поверхностями, препятствующее их относительному изменению. Силы,
проявляющиеся при этом относительном изменении, носят название сил
трения.
Различают трение покоя, которые не пропадают и тогда, когда оба
соприкасающихся тела неподвижны относительно друг друга, трение
скольжения, когда трение вызвано перемещением одного тела на
поверхности другого и трение качения, когда тело не скользит по
поверхности другого, а катится. Природа силы трения качения несколько
иная: перед колесом образуется небольшой бугорок и часть силы
упругости ( или реакции опоры) и есть сила трения качения.
Силы трения играют большую роль в нашей повседневной жизни.
Поэтому умение их учитывать существенно важно для правильного
применения второго закона Ньютона во многих практически важных
задачах.
Силы трения направлены тангенциально (касательно) к
соприкасающимся поверхностям и зависят от их относительных
скоростей. Силы трения могут возникать не только между
соприкасающимися твердыми поверхностями, но и между твёрдым
телом и жидкостью или твердым телом и газом.
Рассмотрим брусок, лежащий на горизонтальной поверхности на которое
действует сила F.
Назовите все силы действующие на это тело?
N
F
Fтр
рис 1
FN ( Fg)
F- внешняя сила, действующая на тело;
F - сила нормального давления ( или вес тела). Эта прижимающая сила,
перпендикулярная поверхности соприкосновения, по третьему
закону Ньютона численно равна силе реакции N.
Fтр=μ*F = μ*N
N - сила реакции опоры;
Fтр – сила трения.
N
N
При движении тела по наклонной плоскости (рис2) необходимо
разложить силу тяжести на составляющие: параллельно наклонной
плоскости F11 и перпендикулярно ей перпендикулярную составляющую
силы тяжести FN. Эта составляющая по другому называется силой
нормального давления. Для определения силы трения скольжения по
наклонной плоскости используем формулу:
Fтр = μ*F .
N
N
Fтр
F1
АFN
Fg
Рис 2
Ответы на многие важные вопросы, связанные с движением тел, дают
закон трения. Потому что он связывает теорию с практикой, раскрывает
возможность объяснения явлений природы, применение и использование
изученного материала в жизни.
А как же возникает сила трения?
Причины трения:
Поверхность твёрдого тела обычно обладает неровностями. Например,
даже у очень хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп
видны «горы» и «впадины» размером в 100 -1000 ангстрем. При скольжении
трущихся поверхностей микронеровности задевают друг за друга, и в точках
соприкосновения сцепляются, а при дальнейшем относительном движении
тел эти сцепки рвутся, и возникают колебания атомов, подобные тем, как
происходят при отпускании растянутой пружины. Со временем эти
колебания затухают, а их энергия превращается в тепло, растекающееся по
обоим телам.
В случае скольжения мягких тел возможно так называемое
«пропахивание», в этом случае механическая энергия расходуется на
разрушение атомных связей.
Силы трения возникают благодаря разрушению поверхностей
соприкасающихся тел и существованию сил взаимодействия между
молекулами и атомами соприкасающихся тел. Последние обусловлены
взаимодействием электрических зарядов, которыми обладают частицы,
входящие в состав атомов.
Величина силы трения скольжения вычисляется по формуле Fтр=μ*F и
при движении по горизонтальной поверхности сила нормального
давления F равна весу тела и совпадает с силой тяжести (рис. 1).
Величину μ называют коэффициентом трения.
N
N
А теперь переходим к исследовательской работе, в результате которой
вы узнаете еще больше о трении. Каждая группа выполняет по одной
исследовательской работе, делает обобщения и отчитывается. После этого
подумайте о роли трения в жизни человека, животных и птиц, растений и в
технике, а также ответьте на вопрос: «Трение друг или враг?».
3.Выполнение исследовательских работ:
Исследование 1. Определить, как зависит коэффициент
трения от площади соприкосновения поверхности.
Приборы: 2 деревянных бруска с разной площадью поверхности, доска от
трибометра, динамометр лабораторный, линейка.
брусок
динамометр
Рис.3
Схема опыта представлена на рисунке 3.
Необходимо брать два бруска с разной площадью поверхности
соприкосновения, равномерно
перемещать
по
поверхности доски
трибометра, при этом F, которую покажет динамометр будет равна силе
трения Fтр..
Определить коэффициенты трения μ для двух разных брусков.
Составить таблицу измерений:
Таблица 1.
№ бруска
Площадь поверхности
S (м2)
N (Н)
1-й
1-й
2-й
2-й
μ ср =
Вывод:
Fтр (Н)
μ=
Fтр/N
Исследование 2. Определить коэффициент трения
скольжения для различных материалов соприкасающихся
поверхностей:
1) деревянный брусок соприкасается с поверхностью деревянной доски;
2) деревянный брусок соприкасается с металлической поверхностью;
3) деревянный брусок соприкасается с поверхностью пластика.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N для каждого случая, построить графики.
Приборы: деревянный брусок, доска от трибометра, металлические листы,
динамометр, кусок пластика, набор грузов по 100г.
Опыт 1. Положим деревянный брусок на деревянную доску и прикрепив к бруску
динамометр перемещаем равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет
равна силе трения Fтр.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N, построить график зависимости силы трения от силы нормального
давления :.
Таблица 1.
№
1
N (Н)
Fтр (Н)
2
3
μ
μ ср =
Fтр (Н)
0
График зависимости силы трения от силы нормального давления :
N (Н)
Опыт 2. Положим деревянный брусок на металлический лист и прикрепив к бруску
динамометр перемещаем равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет
равна силе трения Fтр.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N, построить график зависимости силы трения от силы нормального
давления :.
Таблица 2.
№
1
N (Н)
Fтр (Н)
2
3
μ
μ ср =
График зависимости силы трения от силы нормального давления:
Fтр (Н)
N (Н)
0
Опыт 3. Положим деревянный брусок на лист пластика и прикрепив к бруску
динамометр перемещаем равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет
равна силе трения Fтр.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N, построить график зависимости силы трения от силы нормального
давления :.
Таблица 1.
№
1
2
3
N (Н)
Fтр (Н)
μ
μ ср =
Fтр (Н)
График зависимости силы трения от силы нормального давления :
N (Н)
0
Вывод:
Исследование 3. Исследовать зависимость силы трения от
массы тела.
Приборы: деревянный брусок, доска от трибометра, динамометр, набор грузов.
Положить деревянный брусок на деревянную доску и прикрепив к бруску динамометр
перемещать равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет равна силе
трения Fтр.
Исследовать зависимость силы трения скольжения Fтр от массы бруска с грузами.
Заполнить таблицу 3 и построить график.
№ опыта
m (г)
Fтр (Н)
1
2
3
Fтр (Н)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
m (г)
Исследование 4. Исследовать силы трения покоя, скольжения и
качения и сделать вывод.
Приборы: деревянный брусок, деревянный каток, доска от трибометра,
динамометр лабораторный, стержни.
Положить на деревянную доску трибометра деревянный брусок, а на
брусок груз. Используя имеющиеся приборы исследовать различные виды
силы трения и сравнить их.
Заполнить таблицу 4:
Вид силы трения
Fтр (Н)
Сила трения покоя
Сила трения скольжения
Сила трения качения
Выводы:
-Трение
возникает
при
соприкосновении
поверхностей
взаимодействующих тел.
- Существует трение покоя, скольжения и качения.
- Трение покоя больше по величине трения скольжения и трения качения
при равных нагрузках.
Исследование 5. Выяснить, зависит ли сила трения от
шероховатости поверхности.
Приборы: деревянный брусок, набор грузов по 100г (3шт.), динамометр,
деревянная доска с шероховатой поверхностью, деревянная доска с
лакированной поверхностью, кусок древесно- волокнистой плиты (ДВП).
1. Положив на деревянный брусок 3 груза и закрепив к нему
динамометр, равномерно перемещайте брусок по гладкой лакированной
деревянной поверхности. При этом сила, которую покажет динамометр
будет равна силе трения Fтр.. Затем проделайте то же самое с
шероховатой деревянной поверхностью. Третий и четвертый опыты
повторите для двух поверхностей куска ДВП. При этом каждый раз
отмечайте показания динамометра. Полученные результаты занесите в
таблицу 5:
Вид поверхности
Fтр (Н)
Дерево лакированное
Дерево шероховатое
ДВП гладкая
ДВП шероховатая
Сравните полученные значения и сделайте вывод о зависимости или
независимости силы трения от шероховатости поверхности.
Исследование 6. Исследовать зависимость силы трения от
угла наклона поверхности.
Приборы: деревянный брусок, доска от трибометра, динамометр
лабораторный, транспортир, штатив с муфтой и лапкой.
С помощью имеющихся приборов установить наклонную поверхность и
исследовать зависимость силы трения скольжения от угла наклона
поверхности, равномерно перемещая брусок по наклонной поверхности.
Заполнить таблицу 6:
Угол наклона, 0
100
200
300
400
Fтр (Н)
Вывод:
Исследование 7. Определение коэффициента трения
скольжения с использованием закона сохранения и
превращения энергии
В целях подтверждения данных о значениях коэффициента трения,
необходимо применить другой метод. Таким методом может являться
метод определения коэффициента трения с использованием закона
сохранения и превращения энергии. Сущность заключается в следующем:
в обычном трибометре динамометр остаётся неподвижным, а брусок
заранее оттягивается, причём динамометр при этом показывает силу
натяжения нити. В момент отпускания бруска потенциальная энергия
пружины динамометра расходуется на совершение работы по
преодолению силы трения бруска на расстоянии S, т.е. Ep=Fупр*x –
энергия пружины, где F – показания динамометра, x – деформация
пружины. Работа по преодолению силы трения будет A=Fтр*S=kmg*S, где
k– коэффициент трения, m- масса бруска, g – ускорение свободного
падения, S – перемещение бруска.
Из равенства Ep=А найдем k = Fупр*x / mgS.
Силу F измеряют динамометром, деформацию пружины x – линейкой,
перемещение бруска S – линейкой, массу бруска взвешиванием, g –
величина постоянная равна 9,8 м/с2.
Приборы: динамометр, деревянный брусок, доска трибометра, линейка
Проведём опыты с использованием деревянного бруска при движении
его по деревянной поверхности. Данные этого опыта сведём в таблицу 7.
№
Сила
Масса
Деформация Перемещение Коэффициент
упругости
бруска,
пружины
бруска
трения k
пружины
m (кг)
х (м)
S (м)
Fупр(Н)
K=
Вывод:
4.Выступления учащихся с отчетами о результатах
исследовательских работ.
1. Вопросы для закрепления (фронтальная работа с классом).
- Зачем в гололедицу тротуары посыпают песком?
- Почему трудно вынуть гвоздь из мокрой доски?
-Почему
шелковый
шнурок
развязывается
быстрее
хлопчатобумажного?
- Почему груженый автомобиль буксует на мокрой грунтовой дороге
меньше, чем порожний?
5.Контроль усвоения знаний.
Для закрепления изученного материала и контроля знаний учащихся
проводим тестирование по изученной теме. Тест № 11 ( 1 и 2 варианты).
Каждому ученику выдается лист с тестом, ученик отвечает на вопросы и
сдает работу на проверку.
6. Итог урока.
Рефлексия. Совместно с учениками подводим итог урока: достигли ли мы
целей, поставленных в начале своей работы; подтвердилась ли
последовательность действий по решению проблемы; понравилась ли
групповая работа.
7. Домашняя работа.
Возьмите два граненых карандаша и держите их перед собой параллельно,
положив на них линейку. Начните сближать карандаши. Сближение будет
происходить поочередными движениями: то один карандаш движется, тот
другой. Даже если вы захотите вмешаться в их движение, у вас ничего не
получится. Они все равно будут двигаться по очереди и встретятся на
середине линейки.
Попробуйте проделать то же самое с палкой, шваброй, лопатой или
граблями, держа их на вытянутых пальцах. Исследуйте, встретятся ли пальцы
на середине. Попытайтесь объяснить, почему так происходит.
Ответ:
Как только на одном карандаше давление стало больше и трение
настолько возросло, что карандаш дальше двигаться не может, он
останавливается. Зато второй карандаш может теперь двигаться под
линейкой. Но через некоторое время давление и над ним становится больше,
чем над первым карандашом, и из- за увеличения трения он останавливается.
А теперь может двигаться первый карандаш. Так, двигаясь по очереди,
карандаши встретятся на самой середине линейки у ее центра тяжести. В
этом легко убедится по делениям линейки.
Литература:
1. Ланина И. Я. Формирование познавательных интересов учащихся на
уроках физики. М., П., 1985г.
2. Тульчинский М.Е Занимательные задачи - парадоксы и софизмы по
физике, М П., 1971г
3. Буров В. А. Демонстрационный эксперимент по физике в старших
классах средней школы, ч.I, М., П., 1967 г.
4. Енохович А. С. Справочник по физике и технике. Учебное пособие для
учащихся.-2-е изд., перераб, и доп.-М.: П, 1983. -255с., ил
5. П.А. Знаменский «Лабораторные занятия по физике»
6. М.М. Балашов «Физика – 9»
7. Учебник для 9 кл. С.В. Громов, Н.А. Родина. М. Просвещение, 2001.
8. Физика 7кл. Учебник А.В. Перышкин – М. Дрофа, 2007.
9. Физика, Учебник для 9 кл, А.К.Кикоин, М.Просвещение, 1990.
10. Ресурсы Интернета.
(Раздаточный материал)
Исследование 1. Определить, как зависит коэффициент
трения от площади соприкосновения поверхности.
Приборы: 2 деревянных бруска с разной площадью поверхности, доска от
трибометра, динамометр лабораторный, линейка.
Необходимо брать два бруска с разной площадью поверхности
соприкосновения, равномерно
перемещать
по
поверхности доски
трибометра, при этом F, которую покажет динамометр будет равна силе
трения Fтр..
Определить коэффициенты трения μ для двух разных брусков.
Составить таблицу измерений:
Таблица 1.
№ бруска
Площадь поверхности
S (м2)
N (Н)
μ=
Fтр/N
1-й
1-й
2-й
2-й
μ ср =
Вывод:
Fтр (Н)
Исследование 2. Определить коэффициент трения
скольжения для различных материалов соприкасающихся
поверхностей:
Приборы: деревянный брусок, доска от трибометра, динамометр, 3 груза по 100г.
Опыт 1. Положим деревянный брусок на деревянную доску и прикрепив к бруску
динамометр перемещаем равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет
равна силе трения Fтр.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N, построить график зависимости силы трения от силы нормального
давления :.
Таблица 1.
№
1
N (Н)
Fтр (Н)
2
3
μ
μ ср =
Fтр (Н)
0
График зависимости силы трения от силы нормального давления :
N (Н)
Исследование 2. Определить коэффициент трения
скольжения для различных материалов соприкасающихся
поверхностей:
Приборы: деревянный брусок, металлический лист, динамометр, 3 груза по 100г.
Опыт 2. Положим деревянный брусок на металлический лист и прикрепив к бруску
динамометр перемещаем равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет
равна силе трения Fтр.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N, построить график зависимости силы трения от силы нормального
давления :.
Таблица 2.
№
1
N (Н)
Fтр (Н)
2
3
μ
μ ср =
График зависимости силы трения от силы нормального давления:
Fтр (Н)
0
N (Н)
Исследование 2. Определить коэффициент трения
скольжения для различных материалов соприкасающихся
поверхностей:
Приборы: деревянный брусок, кусок пластика, динамометр, 3 груза по 100г.
Опыт 3. Положим деревянный брусок на лист пластика и прикрепив к бруску
динамометр перемещаем равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет
равна силе трения Fтр.
Заполнить таблицу, исследовать зависимости силы трения Fтр от силы нормального
давления N, построить график зависимости силы трения от силы нормального
давления :.
Таблица 1.
№
1
2
3
N (Н)
Fтр (Н)
μ
μ ср =
Fтр (Н)
График зависимости силы трения от силы нормального давления :
Исследование 3. Исследовать зависимость силы трения от
массы тела.
Приборы: деревянный брусок, доска от трибометра, динамометр, 3 груза по 100г.
Положить деревянный брусок на деревянную доску и прикрепив к бруску динамометр
перемещать равномерно. При этом F, которую покажет динамометр будет равна силе
трения Fтр.
Исследовать зависимость силы трения скольжения Fтр от массы бруска с грузами.
Заполнить таблицу 3 и построить график.
№ опыта
m (г)
Fтр (Н)
Fтр (Н)
0
100
200
300
400
1
500
2
600
700
3
800
m (г)
……………………………………………………………………………………………………..
Исследование 4. Исследовать силы трения покоя, скольжения и
качения и сделать вывод.
Приборы: деревянный брусок, деревянный каток, доска от трибометра,
динамометр лабораторный, стержни.
Положить на деревянную доску трибометра деревянный брусок, а на
брусок груз. Используя имеющиеся приборы исследовать различные виды
силы трения, сравнить их и сделать вывод.
Заполнить таблицу 4:
Вид силы трения
Fтр (Н)
Сила трения покоя
Сила трения скольжения
Сила трения качения
Вывод:
Исследование 5. Выяснить, зависит ли сила трения от
шероховатости поверхности.
Приборы: деревянный брусок, набор грузов по 100г (3шт.), динамометр,
деревянная доска с шероховатой поверхностью, деревянная доска с
лакированной поверхностью, кусок древесно- волокнистой плиты (ДВП).
1. Положив на деревянный брусок 3 груза и закрепив к нему
динамометр, равномерно перемещайте брусок по гладкой лакированной
деревянной поверхности. При этом сила, которую покажет динамометр
будет равна силе трения Fтр.. Затем проделайте то же самое с
шероховатой деревянной поверхностью. Третий и четвертый опыты
повторите для двух поверхностей куска ДВП. При этом каждый раз
отмечайте показания динамометра. Полученные результаты занесите в
таблицу 5:
Вид поверхности
Fтр (Н)
Дерево лакированное
Дерево шероховатое
ДВП гладкая
ДВП шероховатая
Сравните полученные значения и сделайте вывод о зависимости или
независимости силы трения от шероховатости поверхности.
Вывод:
Исследование 6. Исследовать зависимость силы трения от
угла наклона поверхности.
Приборы: деревянный брусок, доска от трибометра, динамометр
лабораторный, транспортир, штатив с муфтой и лапкой.
С помощью имеющихся приборов установить наклонную поверхность и
исследовать зависимость силы трения скольжения от угла наклона
поверхности, равномерно перемещая брусок по наклонной поверхности.
Заполнить таблицу 6:
Угол наклона, 0
100
200
300
400
Fтр (Н)
Вывод:
Исследование 7. Определение коэффициента трения
скольжения с использованием закона сохранения и
превращения энергии
В целях подтверждения данных о значениях коэффициента трения,
необходимо применить другой метод. Таким методом может являться
метод определения коэффициента трения с использованием закона
сохранения и превращения энергии. Сущность заключается в следующем:
в обычном трибометре динамометр остаётся неподвижным, а брусок
заранее оттягивается, причём динамометр при этом показывает силу
натяжения нити. В момент отпускания бруска потенциальная энергия
пружины динамометра расходуется на совершение работы по
преодолению силы трения бруска на расстоянии S, т.е. Ep=Fупр*x –
энергия пружины, где F – показания динамометра, x – деформация
пружины. Работа по преодолению силы трения будет A=Fтр*S=kmg*S, где
k– коэффициент трения, m- масса бруска, g – ускорение свободного
падения, S – перемещение бруска.
Из равенства Ep=А найдем k = Fупр*x / mgS.
Силу F измеряют динамометром, деформацию пружины x – линейкой,
перемещение бруска S – линейкой, массу бруска взвешиванием, g –
величина постоянная равна 9,8 м/с2.
Приборы: динамометр, деревянный брусок, доска трибометра, линейка,
нить.
Проведём опыты с использованием деревянного бруска при движении
его по деревянной поверхности. Данные этого опыта сведём в таблицу 7.
№
Сила
Масса
Деформация Перемещение Коэффициент
упругости
бруска,
пружины
бруска
трения k
пружины
m (кг)
х (м)
S (м)
Fупр(Н)
K=
Вывод: