Открытый урок по физике на тему "Трение казнить нельзя,помиловать" (9 класс)

муниципальное общеобразовательное учреждение “новоазовская школа № 1”

АДМИНИСТРАЦИИ НОВОАЗОВСКОГО РАЙОНА

Методическая разработка нетрадиционного
 урока – представления по физике  

«Трение казнить нельзя, помиловать»

для  9 класса

Учитель физики
специалист высшей категории

Мироненко Светлана Ивановна

 Новоазовск, 2018

Нетрадиционный урок - представление «Трение казнить нельзя, помиловать»

Цель урока: повторить, углубить и обобщить знания учащихся о силе трения, изучить положительные  и отрицательные  стороны этой силы, а так же способы повышения и уменьшения силы трения  в жизнедеятельности человека.
Задачи урока:

Образовательные: 

§  углубить и систематизировать знания учащихся о силах трения скольжения, качения, покоя, сделав их сравнительный анализ; 

§  рассмотреть отличия жидкого трения и сухого; 

§  экспериментально проверить зависимость силы трения  от рода соприкасающихся поверхностей и от веса тела

§  изучить полезное и вредное значение трения, способы увеличения трения и меры борьбы с ним; 

§  провести работу по выделению узловых вопросов изучаемого материала; 

§  формирование умений учащихся при подготовке к уроку самостоятельно работать с учебной, научно-популярной и справочной литературой; 

§  формирование умений учащихся выступать с сообщением перед аудиторией. 

Воспитательные: 

• раскрыть положительные и отрицательные стороны силы трения в природе и технике; 
• воспитание положительного отношения учащихся к работе на уроке, чувства ответственности за порученное дело;
• повысить мотивацию к изучению предмета

Развивающие :

• развитие интереса учащихся к изучению физики; 
• развитие творческой активности учащихся; 
• развитие логического и аналитического мышления;
•  делать обобщения из конкретных примеров, проявлять сообразительность. 

Тип урока: комбинированный урок (повторение, изучение и закрепление материала)

План проведения урока: 

• постановка цели урока (2 мин); 
• повторение и изучение нового материала (15 мин);
• работа над изучаемым материалом в форме суда над трением (23 мин); 
• подведение итогов урока (систематизация и обобщение знаний, выставление оценок) (4 мин); 
• домашнее задание (1 мин)

Ход урока 
Вступительное слово учителя:

Ребята! Сегодня у нас необычный  урок. Мы  проведём суд над силой трения. В природе и технике трение имеет большое значение, оно может быть полезным и вредным. Его ругают, когда оно противодействует движению, и хвалят, когда оно способствует жизнедеятельности человека. Трение встречается повсеместно, на каждом шагу. Попробуем навести некоторый порядок в многочисленных проявлениях  этой силы, расставив все точки над и
Цель урока: повторить, углубить и обобщить  знания о силе трения, изучить все полезные и вредные проявление этой силы. А необычная форма проведения урока, позволит многим из вас проявить себя с лучшей стороны, выступив перед одноклассниками с сообщением, запомнить примеры полезного и вредного проявления  трения и использовать эти знания в жизни. 
Задание классу: во время судебного разбирательства выписывать в тетрадь примеры полезного и вредного проявления  силы трения. 
Прошу учеников записать в тетрадь дату и тему урока . 
В начале давайте вспомним всё, что мы знаем о силе трения.

                                Силы трения 

Вопрос к классу: Какую силу называют силой трения и сколько видов этой силы вам известны?

Трением – называется  взаимодействие между различными соприкасающимися телами, препятствующее их относительному перемещению.

При контакте твёрдых тел возможны три вида трения – трение покоя, трение скольжения и трение качения. 
Вопрос к классу: Где проявляется сила трения и какова природа этой силы?

В земных условиях трение сопутствует любому движению тел. Силы трения имеют электромагнитную природу. Эти силы действуют вдоль поверхности тел при их непосредственном соприкосновении. Главная особенность сил трения, отличающая их от гравитационных сил и сил упругости, состоит в том, что они зависят от скорости движения тел относительно друг друга.

Трение бывает сухое и вязкое.       

Сухое трение – это трение, возникающее при соприкосновении твёрдых предметов. Видами сухого трения являются трение скольжения, трение качения и трение покоя.

Вопрос к классу: «Вам, наверное, приходилось передвигать мебель в комнате. Вы знаете, как трудно сдвинуть с места тяжёлый шкаф. Что этому мешает? »

Сила трения покоя – сила трения, препятствующая возникновению движения одного тела по поверхности другого. Она равна по модулю и противоположно направлена внешней силе, которая стремится вызвать скольжение одного тела по поверхности  другого. В зависимости от приложенной внешней силы модуль силы трения покоя изменяется от нуля до некоторого наибольшего значения.

 Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение ещё не наступает, называется максимальной силой трения покоя.

Максимальная сила трения покоя пропорциональна силе реакции опоры. От площади соприкосновения тел максимальная сила трения покоя не зависит. 

Коэффициент трения покоя зависит от характера обработки поверхностей и от сочетания материалов, из которых состоят соприкасающиеся тела.

Когда параллельная поверхности внешняя сила станет хотя бы немного больше максимальной силы трения покоя, тело сдвинется с места (это можно увидеть на опыте)

Вопрос к классу: « А если одно тело скользит по поверхности другого, то о каком виде трения  будет идти речь? Какое трение возникает, например, когда сани, или лыжи движутся по снегу?»                                                                                                                  Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого,  приложенная к движущемуся телу и направленная против движения, называется силой трения скольжения

Действие этой силы приводит к уменьшению скорости движения тела. Измерить силу трения скольжения очень просто. Чтобы измерить силу трения скольжения деревянного бруска по столу, надо прикрепить к бруску динамометр и равномерно двигать брусок (учащиеся самостоятельно проводят опытное исследование). При равномерном движении тела по горизонтальной поверхности сила трения по модулю равна силе тяги, которую показывает динамометр.

 Вас, наверное, интересуют причины трения? Их две.

Первая заключается в шероховатостях поверхностей соприкасающихся тел. Когда поверхности шероховаты, грубо обработаны, то возникновение силы трения обусловлено главным образом первой причиной. Но если поверхности тел хорошо отполированы, то при соприкосновении часть их молекул располагается так близко друг от друга, что заметно начинает проявляться притяжение между молекулами соприкасающихся тел.           Таким образом, вторая причина трения – взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел.

Вы спросите, от чего же зависит значение силы трения скольжения? Отвечу.

1.Значение силы трения скольжения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности (учащиеся измеряют силу трения скольжения деревянного бруска по столу при различных значениях веса бруска с грузами). Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности (она равна силе реакции опоры N), тем больше сила трения скольжения.

2.Значение силы трения зависит и от свойств поверхностей соприкасающихся тел (от материала и качества их обработки).               Для доказательства достаточно протащить брусок по гладкому столу и по деревянной рейке (учащиеся самостоятельно проделывают опыт).

Вопрос классу: Если одно тело не скользит, а катится по поверхности другого, то  какой вид трения проявляется?

Трение, возникающее при этом, называют трением качения. Трение качения проявляется при движении колёс автомобиля, при перекатывании круглых брёвен или бочек по земле.

Значение силы трения качения при прочих равных условиях значительно меньше силы трения скольжения.

Одно из самых гениальных изобретений человечества – колесо. Оно использовалось для транспортировки грузов с давних пор. Хорошо известно, что несравненно легче везти груз на тележке, чем тащить его.

Замена в машинах подшипников скольжения шариковыми и роликовыми подшипниками позволяет уменьшить силу трения в 20-30 раз. 
         До сих пор речь шла о сухом трении, то есть о трении, возникающем при соприкосновении твёрдых предметов. Но и плавающие и летающие тела также подвергаются действию трения. В этих случаях его называют жидким (или вязким) трением. Примерами вязкого трения может служить трение дирижабля о воздух, подводной лодки о воду. Одно из отличий жидкого трения от сухого заключается в том, что при движении твёрдого тела в жидкости или газе сила трения покоя не возникает.

Сила трения, действующая на движущееся тело в жидкости или газе  (её ещё называют силой сопротивления) зависит не только от направления, но и от модуля скорости движения тела. При малых скоростях движения силу сопротивления можно считать прямо пропорциональной скорости движения тела относительно среды, при больших скоростях сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости.

 Кроме того, сила сопротивления зависит от формы и размеров тела и от свойств жидкости или газа. Геометрическая форма тела, при которой сила сопротивления мала, называется обтекаемой.

А теперь выясним все положительные и отрицательные стороны силы трения в жизни человека и в природе в целом. Я предлагаю вам провести судебный процесс над этой силой.

Встать! Суд идёт!

Главный судья: Сегодня слушается дело по обвинению Силы Трения. Она обвиняется в том, что по её вине происходит изнашивание деталей машин и оборудования. Неуловимые на глаз изменения размеров и форм деталей, вызванные износом, приводят к вибрациям и биением в машинах, снижают их качество и создают угрозу аварии. Кроме того, Сила Трения обвиняется во многих  других каверзных деяниях, о которых расскажут свидетели. В то же время суд располагает данными о полезном значении трения. Я призываю  обстоятельно разобраться в этом деле, выслушать показания свидетелей обвинения и защиты, и вынести справедливый приговор. 
Секретарь: Ввести подсудимую (заходит подсудимая)

Судья: Установим личность подсудимой. Ваше имя и фамилия?

Подсудимая: Сила Трения.

Главный обвинитель: Как вы объясните суду то, что у вас много названий?

Сила Трения: Иногда меня называют силой трения Покоя. Это когда я, Сила трения, препятствую возникновению движения одного тела по поверхности другого. Если тело скользит, то действующая при этом сила трения называется силой трения Скольжения. Сила трения Качения действует на катящиеся тела.

Судья: Ваши родители?

Подсудимая: Природа, или сам Господь Бог.  Сама точно не знаю, а люди по-разному считают! Но поскольку поверхности всех тел шероховатые, следовательно,  я была, есть и буду всегда!

Судья: Ваша биография? Что Вы о себе помните?

Подсудимая: Ещё с незапамятных времён первобытные люди были знакомы со мной и пользовались Трением. Как известно они добывали огонь быстрым трением сухих кусков дерева друг о друга. Но тогда человек не задумывался еще над этим явлением. Впервые на меня обратил внимание Леонардо да Винчи.

Судья: Кому Вы принадлежите?

Подсудимая: Всем телам, абсолютно всем: и жидким, и твердым, и газообразным.

2-й заседатель: Область применения Ваших сил.

Подсудимая: Физика, техника, жизнь.

Главный судья: Слово предоставляется прокурору.

Прокурор: Госпожа Трение, вы обвиняетесь по нескольким статьям общечеловеческого кодекса. Во-первых, в течение многих лет вы портили и приводили в негодность автомобили и станки. Сейчас их число превысило миллионы. А это классифицируется как нанесение ущерба в особо крупных размерах. Во-вторых, из-за вас, госпожа Трение, мы не можем быстро ездить. Нам приходится тратить много смазки и применять подшипники, а это уже диверсия и саботаж. В третьих, все знают, что из-за вас, госпожа Трение, возникают искры, которые могут привести к пожару и гибели людей, а это квалифицируется как нанесение вреда здоровью и угроза жизни.

 Судья: Господин секретарь, приведите свидетелей к присяге.

Секретарь: Свидетели! Встаньте. Положите правую руку на учебник физики и повторяйте за мной: “Клянусь!(...) (свидетели хором повторяют за секретарем) клянусь великими законами физики (...) говорить правду (...) и только правду (...) и, если я солгу, (...) пусть покарает меня (...) физический закон. (...)

Главный судья: Переходим к заслушиванию свидетелей обвинения. Прокурор: Я прошу всех сидящих в этом зале отнестись серьёзно к этому вопросу, ибо многие из вас страдали по вине обвиняемой, и вспомнить примеры из вашей жизни, изобличающие эту преступницу.

Свидетель 1: Я рабочий Государственного подшипникового завода.

Моя фамилия Свистушкин. Вот у меня какая претензия. Во всех машинах из-за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части, и с этой целью наш завод выпускает подшипники. Сколько их можно выпускать? Всё выпускаем, выпускаем, а их не хватает.

Главный судья: Приглашается второй свидетель.

Свидетель 2: Я занимаюсь лыжным спортом. Однажды у нас были соревнования. Ребята из моего класса были почти уверены в моей победе. И всё было бы хорошо, если бы не сила трения, - я забыл смазать лыжи перед соревнованиями. Когда же соревнования начались, то я с ужасом заметил, что отстаю. Ни о какой победе не могло быть и речи. А во всем виновата сила трения! Это она препятствовала моему движению. Именно из-за неё я не попал на областные соревнования и потерял доверие ребят из моего класса.

Свидетель 3: Я инженер конструкторского бюро. Вот уже много лет мы бьёмся над созданием сверхскоростного самолёта. Но все наши попытки безуспешны. А во всём виновата сила трения. Это из-за неё мы не можем создать этот самолёт, т.к. нагрев при трении о воздух очень большой, потому что сила трения сопровождается выделением теплоты.

 Искусственные спутники не вечно крутятся вокруг Земли. В конце - концов атмосфера Земли, как бы не была разряжена на большой высоте, тормозит их движение, орбиты уменьшаются, и в конце концов спутник сгорает.

Свидетель 4: Я шестерёнка. У меня много братьев и сестёр. Мы живём в часах. День и ночь мы выполняем важную работу – отсчитываем время. Но госпожа Трение вставляет нам палки в колёса, она делает всё, чтобы нам помешать! Её присутствие портит наше здоровье: стираются наши зубчики, мы начинаем проскальзывать. Мы просто чахнем день ото дня.  Помогите нам обуздать эту вредную госпожу!

Свидетель 5: Я плотник. Часто мне приходится «разводить» пилы (наклонять соседние зубья в противоположные стороны), этим я уменьшаю трение движущейся пилы о стенки пропила, т.к. при разведённой пиле пропил имеет ширину больше, чем толщина полотна пилы.

Свидетель 6: Я рыбак, и недавно поймал двухкилограммовую щуку. Тело рыбы покрыто слизью, эта смазка уменьшила силу трения так, что рыба выскользнула из рук обратно в речку. В итоге, я и моя семья остались без ужина.

Свидетель 7: Тяжелое тело бывает нелегко сдвинуть с места, я хотела передвинуть мебель в своей комнате, но мне не удалось это сделать из-за Силы Трения.

Моя самая любимая пора года – зима. Как хорошо кататься на лыжах, санках, коньках. Однажды, мы с ребятами, решили покататься на горке. Но оказалось, что часть горки посыпали песком, Сила Трения в этом месте увеличилась и многие ребята упали. А один мальчик даже сломал руку!!!

Секретарь: Вызывается 8-й и последний свидетель обвинения, ... (имя свидетеля).

Свидетель 8: Движение - жизнь! Это аксиома! Однако движению тел вперед мешает Сила Трения. Из-за нее наши ботинки и туфли изнашиваются очень быстро. И не только! Наши зубы и суставы стираются из-за Силы Трения. Человек заболевает, теряет работоспособность, и самое страшное, может стать инвалидом!

Главный судья: У обвинения есть её свидетели?

Прокурор: Нет, Ваша честь.

Судья: Теперь заслушаем свидетелей защиты.

 Адвокат: Господа  сидящие в зале, постарайтесь вспомнить, сколько хорошего сделала для вас сила трения, и сообщите эти факты суду.

Секретарь: Вызывается 1-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

1-й свидетель защиты: Да, трение препятствует движению и попытке сдвинуть тело с места. Но представим себе на минуту, что Сила Трения внезапно исчезла! Окружающий нас мир стал бы совершенно иным. Мебель “гуляла бы” по комнате от легкого сквозняка, с гор сползли бы все ледники, все камни и  земля, лежащая на склонах. Даже самые спокойные из нас, учеников, не смогли бы усидеть за партами – при малейшем движении мы бы соскальзывали на пол. Поэтому Трение покоя во многих случаях необходимо и выступает очень часто помощником человека.

Секретарь: Вызывается 2-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

2-й свидетель защиты: Когда мы едем на автомобиле нам необходимо остановиться. Ради этого водитель нажимает на педаль тормоза  и тормозные колодки зажимают колесо. При этом, конечно, происходит трение колеса о колодки и немного верхнего слоя шины стирается. Но если бы не Трение, машина бы  не смогла бы сдвинуться с места, так как ее колеса начали бы проскальзывать. А если бы и тронулась, то не смогла бы остановиться. Подумайте, сколько несчастных случаев бы произошло. И Трение покоя, и Трение скольжения очень важны!

Секретарь: Вызывается 3-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

Без силы трения  начнут расползаться на части на своих владельцах и обувь, и одежда, станет разваливаться мебель, со стен попадают картины и часы. Ни один узел не представиться возможным завязать!

 Секретарь: Вызывается 4-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

 Если бы не было силы трения, то люди не смогли бы воспользоваться мочалкой для того, чтобы  помыться.  Ни одна женщина не смогла бы ухаживать за  своим лицом и телом: сделать макияж, или нанести маску, т.к. ничего на нём не держалось. Уход за волосами тоже был бы невозможным!

 Секретарь: Вызывается 5-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

 В области архитектуры и строительства, ни о постройке, ни о каком дизайне сооружений не могло быть и речи! Ремонт в помещениях был бы невозможен! Все дома и другие конструкции рассыпались бы на составные части, так как все гвозди и шурупы выскочили бы. Ни штукатурка, ни побелка не держались бы на стенах!

Секретарь: Вызывается 6-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

Без трения мы были бы лишены возможности слушать музыку, так как при движении смычка по струнам не издавался бы звук. И никогда бы не услышали столько прекрасных произведений мировых композиторов! Секретарь: Вызывается 7-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).

 Без трения покоя животные не могли бы ходить по земле. Кроме того, у многих растений и животных имеются различные органы, служащие для хватания (усики растений, хобот слона, цепкие хвосты лазающих животных). Все они имеют шероховатую поверхность для увеличения трения. 

 Секретарь: Вызывается 8-й свидетель защиты, ... (имя свидетеля).                Без трения первобытные люди не смогли бы добыть огонь. Трение обеспечивает затухание волн землетрясения, волн на море, звука. Так что я думаю, что сила трения – одна из самых главных сил, без которых не смогло бы существовать человечество.

Судья: Все ли свидетели защиты заслушаны?

Адвокат: Да.

Судья: Предоставляется заключительное слово прокурору.

Прокурор: Уважаемый суд! Господин судья! Господа присяжные заседатели! Зачем мы собрались сюда? Вина подсудимой очевидна! Каждый из нас ощущал на себе издевательства подсудимой. Вспомните, каких усилий стоило перевезти по земле тяжелый груз. Не по ее ли вине ломались станки на заводах и фабриках, снашивались детали в машинах, изнашивается наша одежда и обувь? Возникали пожары? Не она ли мешает создать вечный двигатель? Разве не она увеличивает энергетические затраты? Разве не из-за нее мы переживаем, что не хватит залежей каменного угля, нефти, газа для цивилизованной жизни, грядущим поколениям на нашей милой Земле? Затрачиваемая на преодоление Силы Трения энергия, бесполезно рассеивается, ведет к экологической катастрофе на Земле. Кстати и полеты в космос без Силы Трения легче осуществить. Надо ли землянам искать другие миры и рваться к звездам, если можно обойтись без энергетических затрат на преодоление Силы Трения, создав вечные двигатели. Требую вынести самый суровый приговор Силе Трения.

Судья: Ответное слово предоставляется адвокату.

Адвокат: На первый взгляд может показаться Трение более вредным.   Но с другой стороны Трение очень полезно. Трение – страж покоя. Оно увеличивает прочность сооружений. Без него нельзя было бы произвести кладку стен здания, закрепление телеграфных столбов, скрепление частей машин и сооружений болтами, гвоздями, шурупами. Без Трения не могли бы удержаться растения в почве, плавать в воде рыбы, летать птицы, бегать животные. Без Силы Трения не возможно было бы движение, о чем убедительно показали свидетели защиты. А применение различного рода тормозов? Вы подумали, что бы произошло, если бы не было тормозов. Трение обеспечивает возможность остановки. Трение используется для обработки металлов давлением, резанием, шлифованием, в различных устройствах для передачи движения к исполнительным органам. Довольно широко применяется сварка Трением, позволяющая соединять металлы, которые невозможно сварить другим способом. Трение способствует устойчивости. Благодаря трению столы, стулья, шкафы остаются там, куда их поставили.

Когда тело находится в покое на наклонной плоскости, оно удерживается на ней силой трения. Если бы не было трения, то тело под действием силы тяжести соскользнуло бы вниз по наклонной плоскости. Из-за наличия силы трения покоя не рассыпается гора песка. Сила трения покоя удерживает гвоздь, вбитый в стену, не даёт развязаться банту, удерживает нить, которой сшиты два куска ткани. Мы должны быть благодарны трению: оно даёт нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и тетради упадут на пол, что стол будет скользить, пока не упрётся в угол, а авторучка выскользнет из пальцев. Во многих случаях люди увеличивают трение.

В гололедицу тротуары посыпают песком, чтобы увеличить силу трения между подошвой обуви и льдом. Теперь, конечно, Вам всем очевидна  невиновность Силы Трения.

Судья: Последнее слово предоставляется подсудимой.

Подсудимая (вызывающе): чтобы вы не говорили, чтобы вы не решили, я была, есть и буду всегда!!!

Судья: Внимательно, выслушав обе стороны, суд пришел к следующему решению. Учитывая некоторые отрицательные стороны деятельности подсудимой, суд, тем не менее, полагаясь на свой собственный опыт, показания защиты, считает большую часть обвинений преувеличенными. С учетом полезности положительных сторон Силы Трения, человечеству всемерно расширять применение положительных и вести борьбу с отрицательными проявлениями Трения. Неустанно изучать и глубоко осмысливать законы физики, проникать в тайны природы и ставить их на службу человеку.

Постановляю: освободить подсудимую из-под стражи в зале суда. Заседание считаю закрытым.

Подведение итогов урока 
Ученики с помощью учителя делают обобщения из конкретных примеров и заполняют в тетрадях таблицу «Значение трения».

Когда трение полезно

Когда трение является вредным

В конце урока делаю краткий анализ выступлений, ставлю оценки.

Домашнее задание : выучить конспект, записать в тетрадь способы увеличения трения и меры борьбы с ним.

Урок проходит живо, интересно, ученики получают удовлетворение от самостоятельно проделанной работы и хорошо запоминают примеры полезного и вредного значения трения.

Проведение  таких уроков-преставлений способствует формированию умений учащихся работать с учебной и дополнительной литературой, выступать перед одноклассниками, помогает развитию творческих способностей учеников и поддерживает интерес к предмету.

Список литературы

1.     Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2001. 

2.     : Мякишев Г.Я., Буховцев В.В., Сотский Н.Н. Физика: Учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2001. 

3.     Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: Учебн. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2000. 

4.     Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учеб. для 9 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1990. 

5.     Перельман Я.И. Занимательная физика. В двух книгах. Книга 2 – М.: Наука, 1979. 

6.     Урок физики в современной школе. Творческий поиск учителей. Сост. Э.М. Браверман; Под ред. В.Г. Разумовского – М.: Просвещение, 1993, стр. 123.  

7.     Перышкин А.В. и др. Преподавание физики в 6 – 7 классах средней школы. Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1985.       

8.     При подготовке к уроку используются материалы из учебников, из книги Я.И. Перельмана «Занимательная физика», из книги Л.Д. Ландау и А.И. Китайгородского «Физика для всех», из справочников.

9.     Юткина В.М /Разработка урока по силе трения для 7 класса/ https://infourok.ru/uroksud-nad-siloy-treniya-784650.html