|
Мне, как
учителю, всегда непросто давались уроки по теме «Сила трения».
Сложность на уроках заключалась в проведении анализа условий и
выборе в решении задач между силой трения скольжения и силой
трения покоя.
Поиск привёл к
следующему исследованию, которое мы с учениками проводим на
уроке «Сила трения». Время исследования – 7-10 минут.
1.
Рассматривается тело известной массы (m=10
кг) на горизонтальной поверхности, к которому приложена
горизонтальная сила. Известен коэффициент трения между телом и
поверхностью (µ= 0,1).
2.
На доску проецируется и в тетрадях выполняется рисунок
из материалов раздела ресурса «Готовимся к уроку. Динамика»:
3.
По формуле определяется значение силы трения скольжения:
Fтр
с
= µN, N=mg
(в данной задаче), тогда
Fтр=
0,1∙ 10кг ∙ 9,8 Н/кг = 9,8Н (запись в тетрадь).
4.
И предлагается рассмотреть три ситуации: приложенная сила
меньше значения силы трения скольжения, равна силе трения
скольжения, и больше силы трения скольжения:
F1 = 4Н,
F2 = 9,8Н,
F3 = 15Н.
5.
Ученики выдвигают гипотезу: о том, чему во всех трёх
случаях равна сила трения, и как будем вести себя тело в этих
ситуациях. Анализируются все ситуации.
Пусть
приложенная сила
F =
F1 = 4Н. Если принять силу трения равной 9,8Н, то тело
должно начать двигаться с ускорением в сторону действия силы
трения. Такого быть не может! Тело останется на месте. А тело
остаётся в покое, если геометрическая сумма сил, приложенных к
нему равна 0. Поэтому можно сделать вывод, что модуль силы
трения равен 4Н. Таким образом, приложенная сила трения есть
сила трения покоя.
Первый вывод (в
тетрадь):
Если приложенная
сила
F =
F1 = 4Н, то сила трения равна
Fтр
п =
4Н и является силой трения покоя. Тело относительно опоры не
перемещается.
Пусть
приложенная сила
F =
F1 = 9,8Н. Если принять силу трения равной 9,8Н, то
геометрическая сумма сил, приложенных к телу равна 0. Тело
останется в покое или, если оно двигалось с постоянной
скоростью, то будет продолжать движение, сохраняя свою скорость
(По первому закону Ньютона). Поэтому можно сделать вывод, что
модуль силы трения равен 9,8Н. Таким образом, приложенная сила
трения есть сила трения скольжения или максимальная сила трения
покоя.
Второй вывод (в
тетрадь):
Если приложенная
сила
F =
F2 = 9,8Н, то сила трения равна
Fтр
= 9,8Н и является силой трения скольжения или максимальной силой
трения покоя. Тело относительно опоры сохраняет свою скорость (В
состоянии покоя скорость равна 0, и она тоже сохраняется).
Пусть
приложенная сила
F =
F3 = 15Н. Максимально возможное значение силы трения -
9,8Н. При заданных условиях её значение больше быть не может!
Геометрическая сумма сил не равна нулю. Следовательно, тело
будет двигаться с ускорением, направленным в сторону
равнодействующей сил, т.е. в сторону действия силы
F (По второму закону Ньютона). Поэтому можно сделать вывод, что
модуль силы трения равен 9,8 Н, и сила трения есть сила трения
скольжения.
Третий вывод (в
тетрадь):
Если приложенная
сила
F =
F3 = 15Н, то сила трения равна
Fтр
= 9,8Н и является силой трения скольжения. Тело относительно
опоры движется с ускорением, направленным в сторону
равнодействующей сил. (Ускорение равно 0,52 м/с2)
6.
Далее выполняется график зависимости значения силы трения
от значения приложенной силы из материалов раздела ресурса
«Готовимся к уроку. Динамика».
 рис.4
7.
При необходимости можно аналогичную схему применить к
задаче с наклонной плоскостью.
Если, уважаемые
коллеги, Вам эти приёмы помогут, буду рада. Желаю успеха.
вернуться к разделу "Из
опыта работы"
|