Разработка урока с элементами интерактивной модели и с постановкой учебных проблем(9 класс)

 Разработка урока с элементами интерактивной модели и с постановкой учебных проблем

Тема урока:                                Сила трения

Цели урока: Изучение явления трения

Задачи:

          образовательные: ввести средства описания трения – силу трения,

                                               коэффициента трения; сформировать умение выделять и

                                               описывать явление трения;

                 развивающие:    1.расширить понятие «сила трения»;

                                            2.продолжить формирование научного мировоззрения при

                                               рассмотрении природы силы трения, роли эксперимента                 

                                               в процессе познания.

                                            3.развивать общеучебные и специальные умения и навыки

                                               учащихся при выполнении экспериментальной работы,

                                               логическое мышление в процессе формирования                                                   

                                                «технических приемов» умственной деятельности                      

                                               при контроле знаний тестированием, формулировке выводов

                                               по результатам выполнения самостоятельной

                                               экспериментальной работы.

            воспитательные: показать значение и учет изучаемых явлений в технике   и  

                                               в повседневной жизни.

Тип урока: комбинированный.

Методы и приемы проведения:

1. словесный (беседа, фронтальный опрос);
2. наглядный (схематическое изображение сил, демонстрация опытов, видеофильм);
3. практический метод (выполнение самостоятельной экспериментальной работы и тестовой работы).

Требования согласно программе:

Ученик должен

   знать: понятие «сила трения»; зависимость силы трения скольжения от силы давления;

   уметь: выделять и описывать явление трения; решать простейшие задачи на определение коэффициента трения, силы трения; изображать на чертеже направление векторов силы при решении задач.

Демонстрации: 1. демонстрационные опыты, иллюстрирующие   существование

                                      силы трения;

                                  2. экспериментальная работа с помощью компьютерной модели;

 Оборудование: 1. компьютер, мультимедийные диски.

                                  2. трибометр, брусок, набор грузов, необработанная дощечка,

                                      наждачная бумага, динамометр.

Ход урока

1. Организационный момент

    приветствие;

    подготовка аудитории к работе;

    тема, цель и задачи урока.

2. Проверка знаний учащихся.

Методы:

I. Словесный: фронтальный опрос:

1.      Перечислить виды сил (сила тяжести, сила всемирного тяготения, сила упругости, вес тела, сила реакции опоры, сила натяжения).

2.      Какова природа происхождения данных сил (гравитационного и электромагнитного происхождения)?

3.      При каком условии возникает сила упругости (при деформации тел)?

4.      Сформулируйте определение силы реакции опоры и веса тела?

II. Наглядный: работа у доски: схематически изобразить направление и точки приложения сил, формулы их определения.

 

 

	Fт		P

 

III. Практический: выполнение тестовых работ на месте (приложение 1)

3. Мотивация учебной деятельности.

- Еще один вид сил электромагнитного происхождения, с которым имеют дело в механике – это сила трения! Первые сведения о явлении трение и силе трения вы получили в 7-м классе.

Учебная проблема 1

   Что же это за явление -  трение?

   Какова природа (причина) трения?

   Как описать трение?

4. Изложение нового материала.

Решение учебной проблемы. Эксперимент: движение бруска под действием силы? (рис. 1).

 

Рис.1

 Вопросы для организации беседы: почему изменяется скорость тела после толчка? Какова причина изменения движения бруска?   (Ответ: действие по­верхности.) Почему это действие возможно? В чем выражается это действие? (Ответ: в сопротивлении движению).

 Вывод: сопротивление движению одного тела по поверхности другого получило название —

               явление трения скольжения.

Учебная проблема 2

Как описать трение скольжения? Для характеристики действия поверхности                        на движущийся брусок вводится сила — сила трения скольжения.  Рассматривая рисунок 2, ответить на вопросы: со стороны какого объекта действует сила трения скольжения на брусок? Как она направлена? Действует ли сила трения со стороны бруска на поверхность? (Ответ: да, по третьему закону Ньютона.)

Рис.2

Учебная проблема 3

Как измерить силу трения скольжения? (Эксперимент по рис.3) Объяснение метода измерения силы.

Рис.3

Во­просы: какую силу показывает динамометр? (Ответ: силу уп­ругости.) Почему можно ут­верждать, что он измеряет силу трения скольжения?

Учебная проблема 4

От чего зависит сила тре­ния скольжения? На этот во­прос школьники самостоятель­но ищут ответ с помощью эксперимента, для которо­го требуется оборудование: трибометр, динамометр, бру­сок, набор грузов, необработан­ная дощечка и наждачная бу­мага. На доске с помощью за­даний определен порядок работы:

Зависит ли сила трения скольжения от площади поверхности соприкасающихся тел? (Необходимо при двух положениях бруска измерить и сравнить силы трения скольжения.)

Зависит ли сила трения скольжения от величины, нормально­го давления? Дополнительный вопрос: меняется ли сила трения скольжения, если трибометр расположить под углом? Почему?

Зависит ли сила трения скольжения от состояния поверхнос­тей, от материала поверхностей?

Учащиеся делают вывод

Опыт в виде демонстрации ставит ученик. При обсуждении ре­зультатов опыта, вводится понятие о коэффициенте трения, школь­ники знакомятся с таблицей.

2. Демонстрация видеофильма из ЭОР Redirecting you to http://school-collection.edu.ru/catalog/res/be0e94c1-fc4d-4fd5-972b-64b36108a3f8/view/

Общий вывод: сила трения скольжения зависит от нормального давления или силы

                         реакции опоры(N), от состояния и вида поверхностей: описывается

                         коэффициен­том трения скольжения µ, что в итоге приводит                       

                         к следующе­му закону для силы трения скольжения: F = µ N.

Существует еще несколько разновидностей трения: трение покоя, трение качения, жидкое трение (при относительном дви­жении тела и жидкости, газа). Рассмотрим особенности этих яв­лений.

Трения покоя. Демонстрация опыта (рис. 4).

 

Рис.4

Вопросы для обсуждения: почему тело не движется под действием силы упру­гости?

 Ответ: поверхность трибометра оказывает сопротивле­ние... Есть сопротивление движению, есть действие поверхности, есть явление трения. В данном случае это трение покоя. Как оп­ределить направление силы трения покоя? Как ее измерить? От­вет: при разном значении силы упругости, т. е. действии со сто­роны динамометра, получается разное значение силы трения по­коя.

Вывод: сила трения покоя непостоянна, растет вместе с ростом внешней силы, силы тяги.

Трение качения. Демонстрация опыта (рис. 5).

 

Рис.5

Вопросы для об­суждения: чем отличается трение скольжения от трения качения? (Сначала вращение катка заблокировано — демонстрируется трение скольжения, затем трение каче­ния; сила трения значительно уменьшается.) Выскажите гипоте­зы, от чего может зависеть сила трения качения.        Чем отличается сила трения покоя от силы трения скольжения и качения? Ответ после просмотра  (ЭОР видеофильм)Redirecting you to http://school-collection.edu.ru/catalog/res/791c3c02-73ce-4794-999d-7e2b69996fb4/view/

Учебная проблема 5

Каково значение явления трения в природе и технике?

План краткого рас­сказа: а) смазка: масло, воздушные прослойки и т. п.;

                                         б) матери­алы со скользкими поверхностями — фторопласт;

                                      в) замена трения скольжения трением качения;

                                           г) полезная роль трения — очистка зерна, ременные передачи и т. п.

Закрепление нового материала. Просмотр и работа с моделью (ЭОР)

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b5242-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_17.swf

 Рассматриваются вопросы: почему в одном случае завод­ной автомобиль хорошо передвигается, а в другом нет? (Ответ: в первом случае — обычная поверхность, во втором — гладкая, натертая парафином.) Почему мотор автомобиля работает, колеса крутятся, а автомобиль не едет (рис. 6)?

Рис.6

Общий вывод: явление трения играет важную роль в жизни людей, для управления

                          (учета, пред­сказания результатов и т. п.) не­обходимо знать

                         характеристики трения — закон для силы трения, величину

                     коэффициента трения в конкретных случаях.

                          Этим и занимается наука.

Проведение эксперимента с помощью компьютерной модели:

Модель.  Движение по наклонной плоскости

Модель демонстрирует влияние силы трения на движение бруска по наклонной плоскости. Можно изменять коэффициент трения μ, массу бруска m, угол наклона плоскости к горизонту α, а также величину внешней силы F_вн. Приведен график силы трения. При выбранных значениях параметров компьютерная модель позволяет определить ускорение бруска a.

6. Подведение итогов.

Подведение итогов изученного состоит в работе с рисунком 7, при этом повторяются определения физических величин, смысл коэффициента трения, примеры явления трения в окружа­ющем нас мире и др.

 

Рис.7

Тест 1

1.Изменяются ли масса тела и сила тяжести, действующая на него, при перемещении тела                      с экватора на полюс Земли?

А) масса и сила тяжести не изменяются.

Б) масса и сила тяжести изменяются.

В) масса не изменяется, сила тяжести изменяется.

2. Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется вертикально вверх, достигает верхней точки траектории и затем движется вниз. На каком участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивлением воздуха пренебречь.

А) во время всего полета с неработающими двигателями.

Б) во время движения вверх.

В) во время движения вниз.

Г) в момент достижения верхней точки траектории.

3.Доска лежит на двух опорах, расположенных у ее концов. Стоящий на доске мальчик быстро приседает. Как изменится прогиб доски во время приседания?

А) увеличится                          Б) уменьшится

В) не изменится                       Г) будет равно нулю

4. Пружину, жесткость которой 100 Н/м, разрезали на две равные части. Чему равна жесткость каждой пружины?

А) 50 Н/м          Б) 100 Н/м          В) 200 Н/м           Г) 500 Н/м

Тест 2

1.Изменяются ли масса тела и сила тяжести, действующая на него, при перемещении тела                      с полюса Земли на экватор?

А) масса и сила тяжести не изменяются.

Б) масса и сила тяжести изменяются.

В) масса не изменяется, сила тяжести изменяется.

2. Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется вертикально вверх, достигает верхней точки траектории и затем движется вниз. На каком участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивлением воздуха пренебречь.

А) во время всего полета с неработающими двигателями.

Б) во время движения вверх.

В) во время движения вниз.

Г) в момент достижения верхней точки траектории.

3. Как заставить гирю весом 10 Н растягивать пружину динамометра с силой, большей 10 Н?

А) Двигать динамометр с гирей вверх с некоторым ускорением.

Б) Двигать динамометр с гирей вниз с некоторым ускорением.

В) Динамометр с гирей должен свободно падать.

Г) Такое осуществить невозможно.

4. Две пружины, жесткость которых 100 Н/м, соединили параллельно. Чему равна жесткость получившейся пружины?

А) 50 Н/м          Б) 100 Н/м          В) 200 Н/м           Г) 500 Н/м

Приложение 2

Ключ к тесту 1

1в

2а

3б

4в

Ключ к тесту 2

1в

2а

3а

4в