Сила трения - ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Цель: выяснить роль силы трения. Проверка домашнего задания.

Ход урока

I. Повторение. Беседа

1. При каком условии появляются силы упругости?

2. Каким образом возникают деформации тел?

3. Почему безопасен прыжок акробата на сетку батута с большой высоты?

4. Сформулируйте определения силы реакции опоры и силы натяжения?

5. Сформулируйте закон Гука.

6. Выясните физический смысл жесткости пружины.

7. Определите границы применимости закона Гука.

II. Самостоятельная работа

Вариант 1

1. Какая из приведенных ниже формул выражает закон Гука?

2. При столкновении двух вагонов буферные пружины жесткостью 10⁵ Н/м сжались на 10 см. Чему равна максимальная сила упругости, с которой пружины воздействовали на вагон.

А. 10⁴ Н.

Б. 2 · 10⁴ Н.

В. 10⁶ Н.

Г. 2 · 10⁶ Н.

3. На рис. 60 представлены графики зависимости модулей сил упругости от деформации для трех пружин. Жесткость какой больше?

А. 1.

Б. 2.

В. 3.

Г. Жесткость всех трех пружин одинакова.

4. На рис. 61 приведен график зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины. Чему равна жесткость пружины?

А. 0,2 Н/м.

Б. 0,4 Н/м.

В. 2 Н/м.

Г. 10 Н/м.

5. Пружину, жесткость которой 100 Н/м, разрезали на две равные части. Чему равна жесткость каждой пружины?

A. 50 Н/м.

Б. 100 Н/м.

B. 200 Н/м.

Г. 400 Н/м.

Вариант 2

1. Какая из приведенных ниже формул является выражением для силы упругости?

2. При буксировке автомобиля буксирный трос с жесткостью 10⁶ Н/м удлинился на 2 см. Чему равна сила упругости, с которой трос действует на автомобиль?

А. 0,5 · 10⁶ Н.

Б. 2 · 10⁶ Н.

В. 0,5 · 10⁴ Н.

Г. 2,2 · 10⁴ Н.

3. На рисунке 62 представлены графики зависимости модулей сил упругости от деформации для трех пружин. Жесткость какой меньше?

А. 1.

Б. 2.

В. 3.

Г. Жесткость всех трех пружин одинакова.

4. На рисунке приведен график зависимости модуля силы упругости от деформации пружины. Чему равна жесткость пружины?

А. 0,2 Н/м.

Б. 2 Н/м.

В. 20 Н/м.

Г. 80 Н/м.

5. Пружину, жесткость которой k, разрезали на две равные части. Чему равна жесткость каждой пружины?

А. k/2.

Б. k.

В. 2k.

Г. 4k.

Ответы к самостоятельной работе

	Номер вопроса и ответ
	1	2	3	4	5
Вариант 1	В	А	А	Г	В
Вариант 2	Г	Г	В	В	В

III. Изучение нового материала

Еще один вид сил электромагнитного происхождения, с которыми имеют дело в механике, - это силы трения. Эти силы действуют вдоль поверхности тел при их непосредственном соприкосновении.

Главная особенность сил трения, отличающая их от сил упругости, состоит в том, что они зависят от скорости движения тел относительно друг друга.

Эксперимент 1

Поставим книгу наклонно, положим на нее карандаш. Положим вдоль наклона. Карандаш останется на месте. Почему?

Причина состоит в шероховатости книги и карандаша. Она незаметна на ощупь.

Бесчисленные выступы цепляются друг за друга, деформируются, и не дают книге или грузу скользить. Сила трения покоя вызвана теми же силами взаимодействия молекул, что и обычная сила упругости. При скольжении происходит разрыв молекулярных связей. Шлифовка сжижает силу трения, но не беспредельно. При увеличении гладкости сила трения начнет расти, по мере сглаживания поверхности сближаются все теснее и теснее и на расстояниях, соизмеримых с размерами молекул начинают действовать силы межмолекулярного притяжения.

Эксперимент 2

Возьмем брусок и начнем его тянуть с помощью динамометра. Брусок остается на месте. Почему? Приложенная сила к бруску компенсируется другой силой, равной по модулю и направленной противоположно приложенной силе. Это сила трения покоя.

Если на тело не действуют силы, то сила трения покоя равна нулю.

Если сила прилагается к бруску, превысит максимальную силу трения покоя, брусок начнет двигаться.

Эксперимент 3

На брусок положим грузы и продолжим тянуть.

Что мы видим? Модуль силы трения покоя увеличился?

Увеличился вес бруска, увеличилась сила реакции опоры.

F_тр = mN, где m - коэффициент пропорциональности, или коэффициент трения покоя. Он зависит от материала, из которого изготовлены соприкасающиеся тела, качества обработки, от площади их соприкосновения.

Когда тело скользит по поверхности другого тела, на него тоже действует сила трения - сила трения скольжения.

Продолжим тянуть брусок за динамометр, при равномерном движении показания будут постоянными, отсюда следует, что действует сила, которая компенсирует силу упругого динамометра - это сила трения скольжения.

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно относительной скорости соприкасающихся тел, модуль силы трения скольжения зависит от модуля скорости трущихся тел.

Трение - явление, сопровождающее нас везде и повсюду. В одних случаях оно полезно, и мы всячески стараемся его увеличить. В других - вредно, и мы ведем с ним борьбу.

1. Приведите примеры полезного действия сил трения.

2. Зачем на губках тисков и плоскогубцев делают насечки?

3. Для чего на автомобильных шинах делают рельефный рисунок (протектор)?

Домашнее задание

П. 38-40.