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:
- 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, Н | Погрешность динамометра ΔF, Н | Сила трения Fтр1, Н | Сила трения с учетом погрешности Fтр1±ΔF, Н | Сила трения Fтр2, Н | Сила трения с учетом погрешности Fтр2±ΔF, Н | Коэффициент 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.
