урок

Цель работы: определить зависимость между силой трения и силой реакции опоры, определить зависимость силы трения от площади опоры и рассчитать коэффициент трения.  

Продолжительность работы: 40 минут

Ожидаемые результаты:

1. Сила трения прямо пропорциональна силе реакции опоры. 

2. Сила трения не зависит от площади соприкосновения тела и поверхности. 

3. Коэффициент трения, полученный экспериментальным путем, совпадает со значением из таблицы. 

Руководство для учителя:

Разделите учащихся так, чтобы в каждой группе было по 3 ученика.

Чтобы скачать рабочий лист, перейдите по этой ссылке:

Перед началом лабораторных работ ознакомьтесь с правилами безопасности:

Теоретическая часть

Сила трения скольжения — это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к телу и направленная против направления движения тела. 

Если тело давит на опору силой равной весу, опора по третьему закону Ньютона оказывает противодействующую силу, равную по модулю и противоположную в направлении. Эту силу называют силой реакции опоры. 

Формула силы трения 

F = m N

где m — это коэффициент трения, а N — это сила реакции опоры. 

Из формулы силы трения можно выразить коэффициент трения. 

m = F/N

Значение коэффициента трения для дерева из таблицы m =0.25.

Источники:

  1. Сила трения. Учет трения в технике. (2019). Физика. Учебник для 7 класса общеобразовательной школы. 

Экспериментальная часть

Динамометр. Для этого эксперимента нам нужен динамометр. Его можно соорудить из подручных материалов.

Для того, чтобы соорудить динамометр вам понадобится картонка небольших размеров, нитка и иголка, бумага, скрепки, зажим, грузы известных масс, канцелярские резинки, линейка и карандаш. Подготовьте необходимые материалы и приступайте к работе. 

Шаг 1. В первую очередь, возьмем картон и вырежем из него прямоугольник. Наклеим на картон бумагу, на ней мы будем рисовать разметку шкалы динамометра. 

Шаг 2. С помощью нитки и иголки соорудим указатель на канцелярской резинке. 

Шаг 3. С помощью нитки и скрепки соорудим крючок, на который можно повесить груз. Крючок тоже прикрепим к резинке с помощью нитки. 

Шаг 4. Отмерим резинку в состоянии покоя как 0 ньютонов.

Шаг 5. Подвесим на крючок груз с максимальным весом. Отметим его на шкале. 

Шаг 6. Между 0 и максимальным значением, линейкой равномерно отметить другие отметки шкалы. 

Эксперимент 1. Определить зависимость силы трения от силы реакции опоры.  

Указания к работе:

Шаг 1. Определите цену деления динамометра

Шаг 2. Измерить вес бруска или грузика и занести в таблицу.  

Шаг 3. Расположить грузик и динамометр горизонтально на поверхности стола. Закрепить грузик на динамометр и равномерно потянуть динамометр по поверхности стола. Отметить значение на динамометре и занести данные в таблицу. Это и есть сила трения.  

Шаг 4. Повторить шаг 2 и 3 добавляя дополнительные грузики. Занести все данные в таблицу. 

Шаг 5. Построить график зависимости силы трения от силы реакции опоры. Сделать вывод.

Эксперимент 2. Определить зависимость силы трения от площади соприкасающихся поверхностей.

Указания к работе:

Шаг 1. Измерим силу трения Fтр2 поставив грузик боком, таким образом изменяя площадь соприкасающихся поверхностей.

Шаг 2. Занести данные в таблицу и сравнить с силой трения Fтр1 из предыдущего опыта. Сделать вывод.

Эксперимент 3. Определить коэффициент трения. 

Указания к работе:

Шаг 1. Рассчитать коэффициент трения по формуле для каждого опыта. 

Шаг 2. Сравнить значения, полученные опытным путем со значением из таблицы. Записать вывод. 

Исследовательская часть

№Вес P, НПогрешность динамометра ΔF, НСила трения Fтр1, НСила трения с учетом погрешности Fтр1±ΔF, НСила трения Fтр2, НСила трения с учетом погрешности Fтр2±ΔF, НКоэффициент трения 
1       
2       
3       
4       

Делая вывод, запишите ответы на следующие вопросы:

  • Как менялась сила трения, при увеличении силы реакции опоры? 
  • Как менялась сила трения, при изменении площади соприкасающихся поверхностей?
  • Совпало ли значение коэффициента трения из таблицы с коэффициентом трения, полученным в ходе эксперимента? Если нет, то как вы думаете почему? Что могло повлиять?

Заключение

В ходе лабораторной работы ученики должны прийти к следующим выводам. Сила трения зависит от силы реакции опоры, зависимость прямо пропорциональная. Сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей.