Вездесущее, мешающее, необходимое...7-й класс

Образовательные задачи урока: усвоение понятия силы трения, её особенностей и видов, способов увеличения и уменьшения этой силы; продолжение формирования исследовательских умений (измерение, анализ и интерпретация результатов опытов), развитие логики, творческих качеств.
Оборудование: для демонстрационного эксперимента – трибометр, деревянный брусок, набор тел по механике, динамометр, металлический шарик, ящик с песком, стеклянная трубка с водой; для фронтального эксперимента – динамометр лабораторный, грузы из набора тел по механике, брусок деревянный, деревянная линейка, небольшая необработанная доска, круглые карандаши или фломастеры, полоска наждачной бумаги, полоска полиэтиленовой плёнки, 2 стеклянные пластинки; дидактический материал – экспериментальные задания, опорный конспект, картинки и фотографии, игрушки и инструменты для выставки «Мир глазами физика», домашнее задание, видеофрагменты «Формула-1» и сцена гибели Берлиоза из художественного фильма «Мастер и Маргарита», компьютерные слайды с незаполненным и готовым опорным конспектом, «Силы в природе».

Ход урока
1. Мотивация
Учитель. Чтобы вы поняли, о чём сегодня пойдёт речь, я вам предлагаю задачу Я.И.Перельмана:
• Машинист железнодорожного состава задолжал крестьянке за молоко и уклонялся от платежа. Молочница долго ждала и наконец придумала, что делать. Однажды, когда пары были уже разведены и поезд должен был тронуться, она стала у паровоза и заявила машинисту:
– Отдавай сейчас долг, иначе не пущу поезд!
Машинист, разумеется, только усмехнулся, услыхав такую угрозу. Но женщина не шутя намеревалась не дать поезду тронуться с места. И что же? Машинист пустил в ход машину, но паровоз ни с места. Машина работает, а поезд стоит, словно заколдованный.
– Отдай деньги – пущу поезд! – с торжеством объявила крестьянка. Пришлось машинисту заплатить долг полностью; тогда поезд тронулся.
В чём же состояло «колдовство» молочницы и как оно было ею снято?
(В процессе обсуждения учащиеся приходят к одному из вариантов ответа: молочница препятствовала каким-то образом движению, поскольку силы у неё недостаточно для удержания поезда, а другие средства машинист бы заметил, возможно, она налила на рельсы масло. Когда же машинист уплатил долг, снять «колдовство» можно, посыпав смазанные рельсы песком. Демонстрация фрагмента о гибели Берлиоза из фильма «Мастер и Маргарита».)

2. Актуализация знаний и изучение нового материала
Учитель. Тема сегодняшнего урока «Вездесущее, мешающее, необходимое». Как вы думаете, о чём пойдёт речь? Почему тело, приведённое в движение, в конце концов останавливается? (Демонстрация трения скольжения с помощью деревянного бруска.) Как бы вы назвали эту «мешающую» силу?
Учащиеся. О трении... Тело останавливается, потому что движению препятствует трение о поверхность, по которой оно перемещается... Сила трения...
Учитель. Мы уже знаем несколько сил. Какие это силы? В каких случаях они возникают? Чем характеризуется любая сила? Что нужно указать, чтобы отличить силу трения от известных вам?
Учащиеся. Сила всемирного тяготения – гравитационное взаимодействие любых тел. сила тяжести – сила гравитационного притяжения к планете, сила упругости – при деформациях, вес тела – сила упругости, с которой тело действует на опору или подвес вследствие своего притяжения к Земле (демонстрация слайда «Силы в природе», рассмотренного на прошлом уроке). Сила характеризуется точкой приложения, величиной, направлением. Её отличительные особенности: когда возникает? чем вызвана? от чего зависит? (Учитель по ходу ответов демонстрирует заготовку слайда – опорного конспекта по теме.)
Учитель. Итак, на уроке мы узнаем, в каком случае и по какой причине возникает сила трения, её отличительные особенности, виды и свойства, научимся измерять силу трения. Начнём с определения. В каком случае возникает сила трения?
Учащиеся. Сила трения возникает при движении одного тела по поверхности другого.
Учитель. И всё? Представьте: вы пытаетесь сдвинуть тяжёлый шкаф... и не можете. Уточните определение.
Учащиеся. Сила трения – сила, возникающая в случае, когда тело двигают или пытаются сдвинуть по поверхности другого тела.
Учитель. Где приложена эта сила? Каково её направление? Как можно её изобразить?
Учащиеся. Вдоль поверхности соприкосновения тел... Направлена против направления движения тела. (Изображают силу на доске.)
Учитель. Выясним, какие бывают виды силы трения (демонстрирует силы трения скольжения, покоя и качения): сила трения скольжения, сила трения качения, сила трения покоя. Но названы не все виды трения. В каком случае вам легче перемещаться в воде: когда вы плывёте или когда идёте по дну, если позволяет глубина? Сила, возникающая при движении в жидкости или газе, называется силой жидкого трения или силой сопротивления. Как измерить силу трения скольжения? (Демонстрация и обсуждение порядка измерения силы трения.)
Для исследования силы трения вам предстоит выполнить эксперимент и ответить на вопросы. Выводы кратко запишите в тетрадь.

Экспериментальные задания
Задание 1. Приборы и материалы: брусок, два груза, деревянная линейка, динамометр, круглые карандаши или фломастеры.
Измерьте силу трения скольжения, для этого брусок с двумя грузами перемещайте равномерно по линейке при помощи динамометра. Измерьте силу трения качения – положите под брусок круглые карандаши. Сравните и сделайте вывод.
Задание 2. Приборы и материалы: брусок, два груза, деревянная линейка и небольшая необработанная доска, динамометр, две стеклянные пластинки.
Определите причины возникновения трения:
– Измерьте силу трения при скольжении бруска по разным деревянным поверхностям. Сделайте вывод: почему возникает трение?
– Проверьте, возникает ли сила трения при соприкосновении и движении стеклянных пластинок друг относительно друга. Сделайте вывод о причине трения в этом случае – ведь шероховатостей практически нет.
Задание 3. Приборы и материалы: брусок, три груза, динамометр, деревянная линейка, полоска наждачной бумаги, полоска полиэтиленовой плёнки.
Определите, от чего зависит сила трения:
– Сравните силы трения скольжения по линейке, наждачной бумаге и плёнке. Сделайте вывод.
– Сравните силы трения скольжения, положив два, а затем три груза на брусок. Сделайте вывод.
(Обсуждение результатов и выводов. Всегда ли трение при качении меньше, чем трение при скольжении? Ученики приходят к выводу, что не всегда, например, по песку легче тащить волоком предмет, чем катить его.)
Учитель. Как вы считаете, почему конструкторы придают гоночным автомобилям такую своеобразную форму? (Демонстрация видеофрагмента гонок «Формула-1».)
Учащиеся. Сила жидкого трения зависит от скорости движения тела и формы тела.
Учитель. Сила трения скольжения также зависит от относительной скорости движения тел.

3. Закрепление и коррекция знаний
Учитель. Давайте вернёмся к теме урока. Как вы думаете, почему силу трения называют вездесущей? мешающей? необходимой? Какими способами увеличивают силу трения? уменьшают?
Учащиеся. Сила трения присутствует при любом относительном движении тел... Направлена всегда против движения, следовательно, мешает движению, уменьшает скорость тел... Необходима для того, чтобы тело пришло в движение по какой-либо поверхности... Для увеличения трения используют песок, насечки, протекторы, цепи, рукавицы, тальк, шипы... Для уменьшения трения используют шлифовку, смазку, подшипники, валы...
Учитель. Мы с вами уже знаем достаточно о силе трения, чтобы заполнить опорный конспект. Можно советоваться с соседом по парте или со мной.
(Учащиеся заполняют опорный конспект, потом проверяют себя по готовому опорному конспекту, который демонстрирует учитель с помощью компьютера. Разбор вопросов и ошибок.)

Задания для закрепления темы:
1. Какие виды трения имеют место в ситуациях на рисунках? Определите направление силы трения. Назовите используемые (возможные) способы увеличения и уменьшения трения. (Учащиеся выполняют задание самостоятельно, затем проходит обсуждение.)
2. Изобразите в виде рисунка или пантомимы случай, когда имеет место указанный вид трения: сила трения скольжения – 1-й ряд; сила трения покоя – 2-й ряд; сила трения качения – 3-й ряд.
(«Экскурсия» по выставке «Мир глазами физика» проводится учащимися.)
4. Итоги урока
Учитель. Что понравилось, что было неудачным на уроке? Когда было интересно, а когда скучно? О чём хотелось бы узнать больше? (Выставление отметок желающим.)
ДЗ
Всем: выучите опорный конспект.
Уровень А. § 30–32 (учебник А.В.Пёрышкина), вопросы к параграфам.

Уровень Б. Почему трение называют силой, несмотря на то, что оно не поддерживает движение? (Ответ. Трение не является причиной движения, оно изменяет скорость тела, следовательно, является силой.) Какие силы уравновешиваются при равномерном движении автомобиля по горизонтальному участку дороги? Какой вид трения имеет место при катании на коньках и при катании на роликах? Зачем при спуске телеги с крутой горы иногда одно колесо закрепляют так, чтобы оно не вращалось? Что изменится в мире, если трение совсем исчезнет? значительно увеличится?
Уровень В: Какую роль играет трение в процессе движения живых существ? (Ответ. Сила трения покоя уравновешивает одну из мышечных сил, в то время как вторая приводит в движение тело. Для учеников достаточно объяснение: сила трения покоя предотвращает проскальзывание ног по поверхности.)
Представьте, что вы находитесь на горизонтальной, идеально гладкой поверхности. Каким способом вы могли бы переместить своё тело в желаемом направлении? (Ответ. Можно воспользоваться принципом реактивного движения – бросить в сторону, противоположную направлению движения, какой-либо, желательно массивный, предмет.)
Проанализируйте, чем отличаются способы передвижения человека и животных: гусеницы, улитки, паука, кузнечика, бабочка, рыбы, змеи. Изобразите транспортное средство, которое могло бы осуществлять движения, как два любых животных, например, летать, как бабочка, и плавать, как рыба. Какие свойства силы трения вы использовали?
Опорный конспект по теме «Сила трения»
Литература
Падалко А.Е. Букварь изобретателя. – М.: Рольф, 2001.
Перельман Я.И. Весёлые задачи. – М.: Астрель; АСТ; Транзиткнига, 2003.
Иллюстрации В.И.Плухина, С.И.Репьева из книги Филиппова В.Н. «Английский язык» (Проб. учеб. пособие для 5 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1993.)

Валентина Георгиевна Ефимова окончила Пермский ГПИ в 1988 г. Очень признательна институтским педагогам, научившим любить свой предмет и профессию, с интересом читает в «Физике» статьи преподавателя Е.В.Оспенниковой. После окончания института работает в небольшой сельской школе. Просто влюбилась в село, сельчан и своих коллег. Уверена, что нигде нет таких отзывчивых и добрых людей, а коллеги-педагоги – самые лучшие профессионалы. С их поддержкой проработала 10 лет завучем. В настоящее время осваивает новую для себя специальность – английский язык. Вместе с мужем вырастили дочку и сына, они сейчас студенты. Увлечениями – рукоделием и книгами – удаётся мало заниматься, как любому учителю.