Разработка интегрированного урока "Трение в природе"

                       Трение в природе и технике

                            (физика и биология)

 Цель урока: Показать практическое занятие и роль трения в природе, технике и быту; научить ребят работать в группах.

Оформление урока: таблицы, рисунки, различные вилы подшипников, ролики.

Вступительное слово учителя

Старая народная пословица гласит: «Нет худа без добра и добра без худа». Это полностью соответствует и роли трения в природе, быту и технике. В одних случаях трение выполняет положительную роль, в других – отрицательную.

Класс был заранее подразделен на 3 группы:

1.      Положительная роль трения в технике и быту.

2.      Отрицательная роль трения в технике и быту.

3.      Трение в природе (работают с учителем биологии).

Выступление 1 группы:

Очень часто трение бывает полезным, вследствие чего оно широко используется в быту и технике:

А) Именно трение подошв обуви о пол комнате, о дороги и землю обеспечивают возможность передвижения, хождения человека.

Б) Трение об опору – землю, дороги, рельсы – движущих колес различных видов транспорта создает возможность движения автомобилей, трамваев, троллейбусов, поездов, сельхозмашин и т.д.

   Через наш город проходит железная дорога. Каждый видел, что рельсы и колеса сделаны из металла и очень гладкие. На заре создания локомотивов у конструкторов были сомненья в том что колеса с гладкими обводами при движении по гладким рельсам будут иметь достаточную силу тяги по сцеплению. Некоторые из них предлагали устанавливать на паровозах зубчатые колеса, а между гладкими рельсами укладывать зубчатый рельс, сцепляясь с которым паровоз мог бы двигаться и тянуть за собой состав.

   Сила трения должна быть равна силе, стремящейся повернуть колесо, тогда оно будет поворачиваться вокруг неподвижной оси и двигать паровоз вперед (рис. прилагается).

В) Одним из самых распространенных применений сил трения в технике является торможение различных видов транспорта и отдельных частей машин и станков. Особенно быстрое торможение, а значит и сильное торможение необходимо при движении с частыми остановками (метро, трамвай, троллейбус…). Работники ГАИ всегда проверяют работу тормозов, ручного тормоза. Чем больше скорость тела, тем больше тормозной путь, поэтому нельзя перебегать дорогу перед транспортом. Даже если шофер вовремя нажмет на тормоз, то автомобиль все равно пройдет несколько метров.

Вопрос: почему шоферы ругают «лысую резину»?

Г) В результате трения истираются трущиеся поверхности, поэтому оно используется в процессах заготовки инструментов, ножей, шлифовки и полировки.

Д) За счет трения между нитями не расползаются ткани, удерживаются на рукоятках  молотки, топоры, лопаты. Болты с гайкой, шурупы, шурупы скрепляют части конструкции силой трения.

   Когда нужно увеличить трение, поверхности делают более шероховатыми (подошва летней обуви гладкая, а на зимней - нет).

Вопрос: К ножкам многих приборов (телевизоры, магнитофоны) приклеены резиновые кружки. Зачем?

Задание: Попробуйте что-нибудь удержать в намыленных руках. Легко?

Выступление 2 группы.

До сих пор мы рассматривали, что дает нам трение. Давайте взглянем и на то, где трение вредно, как уменьшить трение?

А) Из-за трения происходит износ трудящихся поверхностей разных деталей машин и сооружений.

   Поэтому, где только возможно, скольжение поверхности заменяют качением, применяют подшипники (показать виды подшипников).

   Для трущихся поверхностей применяют материалы с меньшим коэффициентом трения; трущиеся поверхности делают гладкими, шлифуя их до зеркального блеска; применяют смазку. Трущиеся поверхности нагреваются.

   Демонстрация: езда на роликах.

Б) Бег на лыжах – замечательное занятие! Если вы смотрели по телевизору соревнования лыжников, то обратили внимание: половина разговора комментатора – о смазке. Для каждой погоды она своя. Ошибешься – и лыжи будут либо плохо скользить, либо плохо держать при отталкивании.

Учитель: Говорят так: отсутствие трения – творчество фантастов; минимально вредно  трение – мечта инженеров.

   У нас ребята тоже помечтали о том, что же будет на Земле без трения. Рассказы учащихся.

Выступление 3 группы.

Давайте послушаем ребят, которые подготовили материал о силе трения и сопротивлении в организмах животных.

А) Жидкости, применяющие для смазки, обладают вязкостью. Так же и в организме животных жидкости, служащие для уменьшения трения, в то же время очень вязкие.

   Кровь, например, более вязкая, чем вода. При движении по сосудистой системе она испытывает сопротивление, обусловленное внутренним трением. Чем сосуды тоньше, тем больше трение и тем больше падает давление крови.

Б) Малое трение в суставах объясняется их гладкой поверхностью, наличием сиповиальной жидкости, которая играет роль смазки.

В) При проглатывании пищи слюна играет роль смазки.

Г) Трение мышц и сухожилий о кость уменьшается благодаря выделению специальной жидкости.

Д) Большое трение необходимо для рабочих поверхностей органов движения. Сцепление тела с опорой достигается либо заострениями на конечностях (кости), либо мелкими неровностями (чешуйками, бугорками). Необходимо значительное трение и для хватательных органов (руки, хобот). В руке сочетается действие щипцов и полный охват со всех сторон: мягкая кожа ладони хорошо сцепляется с шероховатостями предметов, которые надо удержать.

Е) У многих растений имеются усики, они имеют форму, удобную для навивания. Цепкие хвосты лазающих животных имеют шероховатые поверхности.

З) Среди животных организмов распространены приспособления (шерсть, щетина, чешуйки, шипы) благодаря которым трение получается малым в одном направлении и большим – при движении в другом.

К) Изменение сопротивления при движении в разных направлениях наблюдается и у многих водоплавающих. Например, плавательные перепонки на лапах уток или гусей используется подобно веслам. При движении лапок назад утка распрямленной перепонкой загребает воду, а при движении вперед сдвигает пальцы – сопротивление уменьшается, в результате утка продвигается вперед.

Л) У некоторых рыб скорость равна 36 км/ч. Это происходит благодаря обтекаемой форме тела, конфигурации головы, обуславливающей малое лобовое сопротивление. Мелкие морские рыбки ходят стайкой, похожей по форме на каплю, при этом сопротивление воды движению стайки наименьшее.

Учителя подводят итоги урока.