Урок 13. Сила трения. Коэффициент трения. Сила сопротивления при движении тела в жидко

1. УРОК ФИЗИКИ В 10 КЛАССЕ

Сила трения

2.

Урок в 10 класса

3. ВОПРОСЫ

ВАРИАНТ 1 (В1)
ВАРИАНТ 2 (В2)
1. Как сила влияет на движение
тела?
2. Какая величина всегда совпадает с
силой по направлению?
3. Как движется тело, если на него
не действует сила?
4. Как направлены силы двух
взаимодействующих тел?
1. Что называется весом тела?
ВАРИАНТ 3 (В3)
1. Что называется силой упругости?
2. Как направлена сила упругости?
3. От чего зависит сила упругости?
4. Какова природа силы упругости?
2. К чему приложен вес тела?
3. От чего зависит вес тела?
4. Как измерить вес тела?
ВАРИАНТ
4 (В4)
1. Что называется силой
тяжести?
2. К чему приложена эта сила?
3. Каково направление этой
силы?
4. От чего и как зависит сила
тяжести?

4. ЗАДАЧА (ИЗОБРАЗИТЬ СИЛЫ)

В1.Груз, массой 5кг под – В2. Машина массой 800кг
нимают вверх с ускоре – движется под действием
нием 3м/с². Какова сила силы 3кН с ускорением 3 м/с²
натяжения нити?
Найти силу сопротивления
В3.Груз, массой 3кг опус - В4. Тело массой 5кг лежит
кают вниз с ускорением
на наклонной плоскости.
5м/с². Какова сила
Изобразить действующие
натяжения нити?
на него силы?

5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

• 1. F
a
mg
ma = F - mg
3. F
a
mg
ma = mg - F
2.
Fc
4.
a
FТЯГ
ma = FТЯГ - Fc
N
FTP
mg
N + FTP + mg = 0

6. Виды силы трения.

1. Сила трения покоя
2. Сила трения качения
3. Сила трения скольжения

7. Сила трения.

7

8. Значение силы трения

Движущийся автомобиль
F3
F1
F2
8

9. Сила трения

Сила, возникающая
при движении одного
тела по поверхности
другого, приложения
к движущемуся телу и
направленная против
движения, называется
силой трения
9

10. Сила трения

Сила, возникающая
при движении одного
тела по поверхности
другого, приложения
к движущемуся телу и
направленная против
движения, называется
силой трения
10

11. Виды трения

Трение
покоя
Трение
скольжения
Трение
качения
11

12. Трение покоя

Сила трения покоя
препятствует
относительному
смещению
соприкасающихся тел.
Она растет вместе с
силой, стремящейся
сдвинуть тело с места.
12

13. Трение скольжения

Сила, возникающая
при движении одного
тела по поверхности
другого и
направленная в
сторону,
противоположную
движению,
называется силой
трения скольжения.
13

14. Трение качения

Если тело катится по
поверхности другого тела,
то возникающее в месте
их контакта трение
называют трением
качения.
14

15. Опыты Леонардо да Винчи

Учёных издавна интересовало, от
чего зависит сила трения.
Леонардо да Винчи в 1500 году
исследовал зависимость силы
трения от материала, из
которого изготовлены тела, от
величины нагрузки на эти тела,
от степени гладкости или
шероховатости их
поверхностей.
15

16. Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела

P > F тр пок > F тр ск > F тр кач
16

17. Изучение зависимости силы трения скольжения от рода трущихся поверхностей

Сила трения
зависит от свойств
соприкасающихся
тел (от рода
поверхностей).
17

18. Изучение зависимости силы трения скольжения от давления и независимости от площади трущихся поверхностей

Сила трения
зависит от силы
давления и не
зависит от
площадей
трущихся
поверхностей.
18

19. Сравним результаты

Леонардо да Винчи получил следующие результаты:
• от площади не зависит;
• от величины нагрузки зависит (пропорциональна ей);
• от шероховатости поверхностей зависит.
Совпадают ли наши результаты эксперимента с его
результатами?
19

20. Из истории

год
1500
1748
1779
Имя
От
От рода
От
От
От
ученого площад материа массы скорост шерохо
и
лов
нагрузк
и
ватости
соприко
и
движущ поверхн
сновени
ихся
ости тел
я
тел
трущих
ся тел
Леонард
о да
Винчи
(Италья)
нет
нет
да
нет
да
Леонард
Эйлер
(Россия)
нет
нет
да
да
да
Кулон
(Франци
я)
да
да
да
да
да

21. Причины возникновения силы трения скольжения

Если внешняя сила больше
(Fтр)max , возникает
относительное
проскальзывание и тело
начинает движение.
Силу трения в этом случае
называют силой трения
скольжения.
Fmax Fвн

22. Сила трения

Трение – один из видов взаимодействия тел.
Силы трения возникают вследствие
взаимодействия между атомами и молекулами
соприкасающихся тел.

23. СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ

– возникает при попытке сдвинуть тело с места:
FTP = F (I закон Ньютона)
Примеры: узлы, шнурки, ходьба, езда, крепление с
помощью гвоздей и кнопок

24. СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ

– возникает при попытке сдвинуть тело с места:
FTP = F (I закон Ньютона)

25. Самое главное

• Причины возникновения сил трения служат
шероховатости соприкасающихся поверхностей и
взаимное притяжение молекул этих поверхностей.
• Различают силы трения покоя, силы трения скольжения,
силы трения качения.
• Сила трения покоя – это сила, которая появляется между
соприкасающимися поверхностями тел, неподвижных
относительно друг другу
• Сила трения скольжения - это сила, которая появляется
между соприкасающимися поверхностями тел, при
перемещении тел относительно друг друга.
• Сила трения направлена против скольжения тела.

26. СИЛА ТРЕНИЯ

Трение – один из видов взаимодействия тел.
Оно возникает при соприкосновении двух тел.
Трение, как и все другие виды взаимодействия,
подчиняется третьему закону Ньютона: если на
одно из тел действует сила трения, то такая же
по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело.
Силы трения, как и упругие силы, имеют
электромагнитную природу. Они возникают
вследствие взаимодействия между атомами и
молекулами соприкасающихся тел.

27. СИЛА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ

– возникает, когда одно тело катится по
поверхности другого (шар, колесо, цилиндр)
FTP.KAЧ << FTP.CK
Применение: колесо, валки,
подшипники

28. ВОПРОСЫ

1. Когда возникают силы трения?
2. Отчего зависит сила трения?
3. Как измерить силу трения?
4. От чего зависит коэффициент трения?
5. Как увеличить (уменьшить) силу трения?
6. Чему равна сила трения, если тело
движется равномерно?
7. Сравнить виды сил трения.

29. СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

– возникает при движении одного тела по
поверхности другого
FTP = μmg
μ – коэффициент трения скольжения, зависит
от рода и качества поверхностей, 0 < μ < 1
Примеры: письмо, шлифование, добыча огня,
изнашивание деталей и одежды,
уменьшение скорости

30. СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

31.

Особенности силы трения скольжения
1. Сила трения скольжения
всегда направлена
противоположно
относительной скорости
соприкасающихся тел
Fтр
2. Силу трения скольжения
можно уменьшить путем
введения смазки.

32.

Коэффициент трения µ
Fтр N
Коэффициент трения μ – величина
безразмерная.
μ<1
Он не зависит от
площади контактирующих
поверхностей.
Он зависит от
1. материалов соприкасающихся тел
2. качества обработки поверхностей

33.

Коэффициент трения скольжения
№ п/п
Трущиеся вещества
Коэффициент трения
1
Бронза по бронзе
0,2
2
Бронза по чугуну со слабой смазкой
0,19
3
Дерево по дереву (дуб)
0,5
4
Дерево по сухой земле
0,71
5
Кирпич по кирпичу
0,65
6
Кожаный ремень по чугунному
шкиву
0,56
7
Сталь по льду
0,02
8
Сталь по стали
0,13
9
Уголь по меди
0,25
10
Чугун по чугуну со слабой смазкой
0,15
11
Резина по бетону
0,75

34. Трение: полезно или вредно?

Усилить
Ослабить
Смазка
Увеличить
шероховатость
Увеличить
нагрузку
Подшипники: шариковые
и роликовые
Воздушная подушка
34

35. Роль силы трения при ходьбе

В отсутствии
трения покоя ни
люди, ни
животные не
могли бы ходить
по земле.
35

36. Движение по скользкой поверхности

Ходить по льду
нелегко, т.к. трение,
возникающее
между
поверхностью льда
и подошвой обуви,
мало.
Как можно облегчить
хождение по скользкой
поверхности?
36

37. Смазка

При наличии смазки
соприкасаются не
сами поверхности тел,
а ее соседние слои.
Трение между слоями
жидкости слабее, чем
между твердыми
поверхностями.
37

38. Подшипники

Внутреннее кольцо
подшипника
насаживают на вал,
который при
вращении не
скользит, а катится на
шариках или роликах.
38

39. Воздушная подушка

Воздушная подушка –
область повышенного
давления воздуха между
основанием машины и
опорной поверхностью,
которая препятствует их
непосредственному
контакту.
Корабль на воздушной
подушке
39

40. Задание 1

Соотнесите виды трения с соответствующими фразами.
Трение скольжения
Одно тело катится по
поверхности другого.
Трение качения
Я слишком слаб, чтобы
сдвинуть эту коробку.
Трение покоя
Одно тело скользит по
поверхности другого.40

41. Задание 2

Выберите факторы, которые влияют на силу
трения.
- Скорость движения тел.
- Вес груза.
- Площади движущихся поверхностей.
- Направление движения.
- Неровность поверхности.
41

42. Задание 3

На каком из рисунков правильно отображены
силы, сопровождающие движение деревянного
бруска.
42

43. Шевели мозгами…

Почему санки,
скатившись с
горы,
останавливаются?
43

44. Шевели мозгами…

Почему мел оставляет след на классной доске?
44

45. Шевели мозгами…

Может ли
велосипедист
двигаться
равномерно
по горизонтальной
дороге, не вращая
педали?
45

46. Шевели мозгами…

Для чего «разводят»
пилы (наклоняют в
противоположные
стороны соседние
зубья)?
46

47. Шевели мозгами…

Почему
медицинские
иглы полируют
до зеркального
блеска?
47

48. Шевели мозгами…

Почему после дождя грунтовая
дорога становится скользкой?
48

49. Шевели мозгами…

Почему при росе
косить траву легче?
49

50. Шевели мозгами…

Какой вид трения
имеет место при
катании на
велосипеде? При
перевозке груза на
санках? При катании
на лыжах? При
передвижении
рабочим катушки с
проводом?
При движении
вагонетки?
50

51. Шевели мозгами…

Какой вид трения
удерживает
ящик при его
перемещении
на наклонном
транспортере?
51

52. Шевели мозгами…

Стеклянную бутылку с узким
горлышком ученик быстро
и чисто отмыл теплой
водой, в которую добавил
мелко накрошенную
яичную скорлупу и кусочки
газетной бумаги. Бутылку
он все время встряхивал.
Какое физическое явление
помогло ему отмыть
бутылку?
52

53. Шевели мозгами…

Почему
металлические
ступеньки
(лестницы,
подножки трамвая,
поезда и т.п.) не
гладкие, а имеют
рельефные
выступы?
53

54.

Зачем шины
автомобилей
делают
ребристыми?
54

55. Шевели мозгами…

• Что должен сделать водитель машины,
подъезжая к крутому повороту?
Почему водитель должен быть
особенно внимательным в сырую
погоду, во время листопада и при
гололеде?
55

56. ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКА

1. Какая сила не позволяет сдвинуть с места тяжелый шкаф?
1) сила трения скольжения; 2) сила трения покоя;
3) сила
тяжести
2. Сила трения относится к:
1)силам в механике; 2) силе электрического происхождения; 3)
магнитного происхождения.
3. При смазке трущихся поверхностей сила трения …
1) не изменяется; 2) увеличивается; 3) уменьшается
4. Как направлена сила трения, когда брусок движется по столу
вправо?
1) вправо; 2) влево, 3) вертикально вниз
5. В гололед тротуары посыпают песком. При этом трение подошв
обуви о лед …
1) не изменяется; 2) уменьшается; 3) увеличивается
56

57. Задание 4

№4
Парашютист, масса которого 60 кг, равномерно
движется вниз. Чему равна сила сопротивления
воздуха, действующая на парашют?

58.

Задание 5
№2 Обошлись бы при сборе урожая без мышки, если бы
дед тянул репку с силой 0,4 кН, бабка – с силой 200 Н,
внучка – с силой 50 Н, Жучка – с силой 0,03 кН, кошка – с
силой 20 Н, мышка – с силой 2 Н, репка зацепилась за
землю с силой
702 Н?

59.

Задание 6
На движущийся автомобиль в горизонтальном
направлении действуют сила тяги двигателя
1,25кН, сила трения 600Н и сила сопротивления
воздуха 450Н. Чему равна равнодействующая
этих сил?

60.

Задание 7
Вычислите силу трения скольжения при резком
торможении автомобиля, если его масса 1,5 т,
коэффициент трения скольжения равен 0,7.

61.

ОТВЕТИТЬ НА ВОПРОСЫ
Что можете сказать о характере
движения велосипедиста после того,
как он прекратит вращать педали?
Приведите свои примеры аналогичного снижения
скорости. Что объединяет все эти примеры?

62.

Почему санки и
велосипед
останавливаются ?
Fу
Сила тяжести и
сила упругости по
модулю между
собой равны?
?
Fт

63. Проверь себя.

Задание 8
Проверь себя.
Куда направлена сила трения в случае а) и в
случае б)?
А) В сторону,
противоположную
направлению движения
тела
Б) В сторону движения
тела
В) Вертикально вниз
Г)Вертикально вверх

64.

Задание 9
Для чего в гололёд посыпают тротуары и
пешеходные дорожки песком?
А) Чтобы увеличить силу
трения.
Б) Чтобы было чисто.
В) Чтобы уменьшить силу
трения.
Г) Чтобы было красиво.

65.

Задание 10
Для чего плотники смазывают мылом
шуруп, перед ввинчиванием его в
скрепляемые детали?
А) Чтобы вычистить шуруп.
Б) Чтобы увеличить трение.
В) Чтобы не испачкать руки.
Г) Чтобы уменьшить трение.

66.

Задание 11
Какая сила удерживает мальчика на канате?
А) Сила тяжести.
Б) Сила трения.
В) Сила упругости.

67.

В каких приведённых на рисунке случаях
трение полезно?
А
Б
В
Г
Г
А)
Б)
В)
Г)

68.

Как ты считаешь, в данных примерах трение
усиливают или уменьшают?
А)Уменьшают
Б) Усиливают

69. Трение в русских пословицах (объясните их смысл)

не подмажешь, не поедешь;
пошло дело как по маслу;
угря в руках не удержишь;
что кругло – легко катится;
лыжи скользят по погоде;
из навощенной нити сеть не сплетешь;
колодезная веревка сруб перетирает;
ржавый плуг только на пахоте очищается;
ловкий человек и на дынной корке не поскользнется;
нет такого человека, который бы хоть раз не
поскользнулся на льду.

70. Объясните значение поговорок

Вода близка,
да гора склизка.
Коси коса, пока роса: роса
долой, и мы – домой.

71.

Готовь сани летом,
а телегу - зимой.
В октябре – ни на колесах, ни на
полозьях.

72. ЗАДАЧА 12

Жесткость пружины равна 50 Н/м. Если с
помощью этой пружины равномерно тянуть
по полу коробку массой 2 кг, то длина
пружины увеличивается с 10 до 15см. Какова
сила упругости, возникающая в этом случае?
Чему равна сила трения коробки о пол?

73. ЗАДАЧА 12

Дано:
СИ
Решение
к = 50Н/м
FУПР = kx
x = x 2 – x1
m = 2кг
x = 0,15м – 0,1м = 0,05м
х1 = 10см 0,1м
FУПР = 50Н/м·0,05м = 2,5 Н
х2 = 15см 0,15м FTP = FУПР = 2,5H (по 1 з.Н)
FУПР - ?
Ответ: FУПР = 2,5H
FTP - ?
FTP = 2,5H

74. ЗАДАЧА 13

Троллейбус массой 10т, трогаясь с
места, приобретает на пути 50м
скорость 10м/с.
Найдите коэффициент трения,
если сила тяги равна 14кН.

75. ЗАДАЧА 13

Дано:
Решение ma = FТЯГ + FTP
m = 10000кг ma = FТЯГ – FTP (по 2 з. Н)
2
2
s = 50м
FTP = FТЯГ – ma s
a
2a
2s
υ = 10м/с
FТЯГ = 14000Н а = 1м/с² FTP = 14000Н – 10000Н=
μ-?
= 4000H
FTP = μmg
FTP
4000 Н
0,04
м
mg
10000кг 10 2
с

76. Цитаты, афоризмы, высказывания …

Итог урока. Прочитайте высказывание нашего выдающегося
физика. Как можно соотнести данное высказывание с результатами
урока?
Цитаты, афоризмы,
высказывания …
«Когда теория
совпадает с экспериментом,
это уже не открытие, а
закрытие»
Петр Капица
76

77. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

§36, 37+конспект
Задачи из презентации 1-13 + №1,2 на
странице 121 учебника