>>Фізика: Сили опору при русі твердих тіл у рідинах та газах

???
1. За яких умов з'являються сили тертя?
2. Від чого залежить модуль і напрямок сили тертя спокою?
3. У яких межах може змінюватись сила тертя спокою?
4. Яка сила повідомляє прискорення автомобілю чи тепловозу?
5. Чи може сила тертя ковзання збільшити швидкість тіла?
6. У чому полягає головна відмінність сили опору в рідинах і газах від сили тертя між двома твердими тілами?
7. Наведіть приклади корисної та шкідливої ​​дії сил тертя всіх видів.

Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотський, Фізика 10 клас

Завантажити календарно-тематичне планування з фізики, відповіді на тести, завдання та відповіді школяру, книги та підручники, курси вчителю з фізики для 10 класу

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до цього уроку,

Міністерство освіти і науки Самарської області
ДБОУ СПО «Сизранський медико-гуманітарний коледж»

Методична розробка
уроку на тему: «Сили в механіці: всесвітнього тяжіння, пружності, тертя»

викладач фізики

ДБОУ СПО «СМГК»

Сизрань, 2013р.

1.Пояснювальна записка. 3

2. Розгорнутий план уроку. 4

3. Література. 8

4.Висновки з уроку. 9

4. Додаток.

1. Запитання для підготовки до семінарського заняття. 10
2. Таблиця для систематизації знань на тему «Сили в механіці». 11
3. Варіанти тесту на тему «Сили в механіці». 12

Пояснювальна записка.

Циклова комісія з громадських дисциплін працює над проблемою створення умов для адаптації студентів до нових освітніх умов, тому цю методичну роботу я присвятила цій же проблемі. Вона містить практичну частину та додаток.

Мета методичної роботи: використання інноваційної форми урочного заняття для створення умов для адаптації студентів до нового освітнього середовища.

До інноваційних формам урочних заня тій відносяться: уроки-семінари, уроки-кон ференції, уроки з використанням ігрової методики, тан тегровані уроки таін.

У своїй роботі часто використовую уроки-семінари. Чим же характеризуються їх дидактичні особливості та методичні засади?

Мета і специфіка уроків-семінарів (від латів. seminarium -розсадник, в даному випадку - розсадник знань) полягає в тому, щоб активізувати самостійну роботу уча тих, хто навчається і додаткової літератури і таким чином спонукати їх до більш глибокого осмислення і збагачення знань з теми, що вивчається.

Проводжу уроки-семінари, як правило, з тем, що мають багатий додатковий матеріал і нескладний для самостійного вивчення. Наприклад, при вивченні тем «Вільне падіння тіл», «Сили в механіці», «Застосування першого початку термодинаміки до ізопроцесів» та ін.е ратуру для самостійної роботи, відводячи її вивчення необхідний час. Після цього проводиться сам семінар.

Учні детально обговорюють поставлені питання, Використовуючи для цього як матеріал підручника, так і відомості з додаткової літератури, уточнюючи, розширюючи та поглиблюючи свої знання, Вчителю слід заохочуватие стандартні судження, оригінальні думки, пошуки нових підходів до осмислення теми, що вивчається. Неважко зрозуміти, що такі уроки не тільки активізуютьо знавчу діяльність учнів, але й дозволяють їм набувати вміння самостійно добувати наукугод ні знання, розвивати свою мову та мислення, адаптуватися до нових освітніх умов. У цьому полягає їхня цінність.

Методична робота може бути використана викладачами громадських дисциплін технікумів та коледжів у своїй роботі.

Тема уроку: «Сили у механіці: всесвітнього тяжіння, пружності, тертя»

Цілі:

навчальна: конкретизувати уявлення студентів про сили у механіці, систематизувати знання студентів з цієї теми;

виховна: сприяти формуванню умінь самостійно набувати знань, продовжити роботу з розвитку мислення;

розвиваюча: формувати мотивацію постановкою пізнавальних завдань, розкриттям зв'язку досвіду та теорії, формувати вміння виконувати експериментальні завдання: підбирати обладнання, планувати та робити дії, описувати результати та робити висновки.

Вид уроків: урок-семінар.

Оформлення уроку:плакати , Виготовлені студентами, що містять інформацію під силу в механіці;експериментальне обладнання, що дозволяє проводити вимірювання будь-якої механічної сили.

Етапи уроку	Час, хв	Методи та форми
Оргмомент. Формулювання мети уроку. Конкретизація теоретичних знань. Відпрацювання експериментальних умінь. Практичне застосування знань. Самостійна робота. Підбиття підсумків. Домашнє завдання.	2-3 5 25 15 15 15 5	Рапорт чергового. Вступне слово викладача. Відповіді студентів біля дошки та з місця. Розв'язання експериментальних завдань. Вирішення якісних завдань. Індивідуальна робота. Заключне слово викладача. Повідомлення викладача, запис на дошці.

За два тижні до уроку студентам було повідомлено тему семінарського заняття та зразкові питання, а також було запропоновано підібрати якісні завдання з цієї теми. Перед початком уроку студенти отримали «скелет» таблиці, яку вони повинні заповнити під час заняття.

Хід уроку.

1) Черговий здає рапорт, називає відсутніх та причини їх відсутності, викладач вітає студентів, особливу увагу приділяючи зовнішньому вигляду та готовності до уроку.

2) Викладач формулює цілі та завдання уроку, представляє хлопцям експертну комісію (це двоє студентів, які за день до семінарського заняття відповіли з усіх питань теми), знайомить студентів із типами сил у природі.

Гравітаційні сили– діють між усіма тілами, але такі малі, що їх можна знехтувати, якщо обидва тіла мають малу масу, чи перебувають у великій відстані друг від друга.

Електромагнітні сили– діють між частинками, які мають електричні заряди. Сфера їхньої дії особливо велика і різноманітна.

Ядерні сили - Найсильніша в природі взаємодія, але їх дії дуже обмежені відстанню.

Слабкі взаємодії- Викликають перетворення елементарних частинок один в одного.

Лише гравітаційні та електромагнітні взаємодії можна розглядати як сили у сенсі механіки Ньютона.

3) Студенти відповідають питання теоретичного характеру.

1. Дайте визначення сили.

Сила - це кількісна міра дії одного тіла на інше, внаслідок якого тілу повідомляється прискорення.

Сила всесвітнього тяжіння проявляється між будь-якими двома тілами, залежить від маси обох тіл та від відстані між цими тілами. Сили всесвітнього тяжіння спрямовані вздовж прямої, що проходить через центри тяжіння двох тіл, що взаємодіють. Визначається за формулою F = G m 1 m 2 / R 2

Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі всесвітнього тяжіння між тілами масою 1 кг кожна, якщо відстань між ними 1 м.

G = 6,67 10 -11 Н м 2 / кг 2 Вперше було виміряно Г. Кавендішем (1731-1810 рр.) за допомогою крутильних ваг.

Сила тяжіння – це сила, з якою Земля діє будь-яке тіло, розташоване поблизу її поверхні. Сила тяжіння завжди спрямована до центру Землі, визначається за формулою F = mg, де g – прискорення вільного падіння, що дорівнює 9,8 м/с 2 .

5. У чому причина того, що Земля повідомляє всі тіла незалежно від їх мас однакові прискорення?

Прискорення вільного падіння залежить від маси тіла, а залежить від відстані до центру Землі. Відстаньдо центру Землі приймається рівним радіусу Землі, тому всім тілам, розташованим поблизу поверхні, повідомляється однакове прискорення.

6. За якої умови виникають сили пружності?

Сили пружності з'являються при деформації тіла. У цьому вони завжди спрямовані проти деформації.

Англійський фізик Р. Гук (1635-17703гг.) експериментально встановив, що з малих деформацій відносне подовження прямо пропорційно напрузі (подовження стрижня при пружної деформації пропорційно що діє стрижень силі).

8. Дайте визначення ваги тіла.

Вага тіла – це сила пружності, що виникає внаслідок деформації тіла та спрямована на опору чи підвіс з боку цього тіла. Модуль маси тіла залежить від проекції прискорення тіла на вертикальну вісь.

9. Коли з'являються сили тертя?

Сили тертя виникають при взаємодії двох дотичних тіл.

Зменшують силу тертя за допомогою мастила або полірування між деталями двигуна, що труться; збільшують силу тертя за допомогою гілок та піску при забуксуванні автомобіля.

Модуль сили тертя залежить від модуля сили реакції опору та від коефіцієнта тертя між цими поверхнями.

Можливо, сила тертя кочення.

4) Студенти за допомогою експериментального обладнання розв'язують завдання.

1.Як виміряти силу тяжкості?

2.Як виміряти силу пружності пружини?

3.Як визначити коефіцієнт пружності гумового шнура?

4.Як виміряти силу тертя ковзання?

5) Студенти пояснюють вирішення заздалегідь підготовлених завдань.

У посудині з водою знаходяться два бруски однакової маси – дерев'яний та мідний. На який із брусків діє велика сила тяжіння?

Чи має вагу гиря, що висить на нитці? Чому дорівнюватиме вага гирі, якщо нитку перерізати?

Чи діє сила тяжіння на стрижа, що летить у повітрі?

Чи буде парашутист під час стрибка перебувати у стані невагомості?

Поясніть, чому застосування ресор зменшує тряску автомобіля?

Навіщо на губках лещат і плоскогубців роблять насічки?

Навіщо на автомобільних шинах роблять рельєфний малюнок?

Яка сила повідомляє прискорення автомобіля чи тепловоза?

6) Для перевірки засвоєння матеріалу, проводиться самостійна робота у формі тестування у трьох варіантах на 15 хв. (варіанти завдань див. у додатку 3)

7) На даному етапі слово представляється експертною комісією. Діти оцінюють відповіді інших студентів, роблять зауваження, дають рекомендації на майбутнє. У заключному слові викладач вказує досягнуті цілі уроку, підкреслює, що систематизація знань з цієї теми необхідна повторення.

8) Домашнє завдання записане на дошці і промовляється викладачем.

Підручник "Фізика 10" п. 32,33,35,37,38,39; таблиці.

Література

1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. фізика. Підручник для спеціальних середніх навчальних закладів.

1. Мартинова Н.К. фізика. Книжка для вчителя.

1. Мякішев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотський Н.М. Фізика 10 клас.

1. Розумовський В.Г. Урок фізики у сучасній школі.

1. Збірник питань та завдань з фізики. За ред. Степанової Т.А.

Висновки з уроку.

Урок-семінар проводився у групі 1 станд, на уроці були присутні 24 студенти, троє були відсутні через хворобу. Навчальна мета уроку: конкретизувати уявлення студентів про сили в механіці, систематизувати знання студентів з цієї теми було досягнуто. Майже всі студенти (близько 83%) активно працювали на уроці, хлопці та дівчата підготували плакати з усіх механічних сил, на консультаціях готували експерименти, працювали з додатковою літературою. Самостійна робота на уроці склала приблизно 18% часу, що трохи більше запланованого, якість знань при виконанні тесту становила 62,5%, успішність 96%. Під час відповідей студенти одночасно заповнювали таблицю із систематизації знань на цю тему, повністю впоралися із завданням 17 осіб, не впоралися повністю 3 студентів, їм було дано додаткове домашнє завдання за таблицею. Вирішення якісних завдань дозволило розкрити зв'язок досвіду та теорії, експериментальні завдання дозволяють формувати експериментальні вміння.

Нестача уроку в тому, що мала кількість обладнання по розділу «Механіка» не дозволяє проводити фронтальні лабораторні роботи, що набагато ефективніше на таких уроках.

Запитання для підготовки до семінарського заняття.

«Сили в механіці: всесвітнього тяжіння,

пружності, тертя»

1. Дайте визначення сили.
2. Дайте характеристику сили всесвітнього тяжіння.
3. Дайте визначення постійної гравітаційної, ким і коли вона вперше була виміряна?
4. Дайте визначення сили тяжкості. Чому дорівнює прискорення вільного падіння?
5. Як виміряти силу тяжіння?
6. За якої умови виникають сили пружності?
7. Чи сформулюйте закон Гука, за яких умов він виконується?
8. Що називають станом невагомості?
9. Як виміряти силу пружності пружини?

1. Коли з'являються сили тертя?
2. Як можна зменшити чи збільшити силу тертя та в яких ситуаціях?
3. Від чого залежить модуль і напрямок сили тертя?
4. Чи може сила тертя збільшити швидкість тіла?
5. Як виміряти силу тертя ковзання?

Додаткові запитання.

1. Чи буде парашутист під час стрибка перебувати у стані невагомості?

2. Чому падають на землю краплі дощу, крупинки снігу?

3. У посудині з водою знаходяться два бруски однакової маси – дерев'яний та мідний. На який із брусків діє велика сила тяжіння?

4. Чи має вагу гиря, що висить на нитці? Чому дорівнюватиме вага гирі, якщо нитку перерізати?

5. Чи діє сила тяжіння на стрижа, що летить у повітрі?

6. Поясніть, чому застосування ресор зменшує тряску автомобіля.

7. Навіщо на губках лещат і плоскогубців роблять насічки?

8. Навіщо на автомобільних шинах роблять рельєфний малюнок?

9. Яка сила повідомляє прискорення автомобілю чи тепловозу?

Таблиця для систематизації знань на тему «Сили в механіці»

Назва сили	Визначення	Формула	За яких умов виникає	Зображення сили малюнку
Сила всесвітнього тяжіння
Сила тяжіння
Сила пружності
Сила реакції опори
Сила натягу нитки
Вага тіла
Сила тертя ковзання
Сила тертя кочення

"Сили в механіці" Варіант 1.

1 . Автомобіль рухається прямолінійною ділянкою шосе з постійним прискоренням. Який висновок можна зробити про рівнодіючу F всіх сил, що діють на автомобіль?

А. F=0, спрямована нагору. Б. F = 0, спрямована вниз. Ст F=0. Г. F = 0, спрямована горизонтально. Д. Серед відповідей немає правильної.

2 . Сила пружності, що виникає під час деформації пружини, 20Н. Жорсткість пружини 200Н/м.

Чому дорівнює її подовження?

А. 0,1м. Б. 0,2м В. 0,3м. Р. 0,5м. Д. Серед відповідей немає правильних.

3. Учень вимірює силу кисті своєї руки з допомогою пружинного силоміра. При цьому використовується зв'язок сили з: а) прискоренням тіл; б) величиною деформації тіл;

1. А; 2. Б; 3. А та Б; 4. Ні А, ні Б.

1. Від чого залежить модуль сили всесвітнього тяжіння?

а) від суми мас обох тіл; б) від відстані між тілами; в) від добутку мас обох тіл; г) від довкілля; д) від розмірів обох тіл.

1. Яка сила викликає утворення камнепадів у горах?

6. На столі лежить стос із 10 однакових книг. Яким є співвідношення між модулями сили F1, яку треба докласти, щоб зрушити п'ять верхніх книг, і сили F2, яку треба докласти, щоб витягнути зі стопки п'яту зверху книгу?

1) F1> F2; 2) F1 = F2; 3) F1> F2.

7. Зобразіть схематично тіло, що знаходиться на похилій площині. Позначте цьому малюнку силу тертя і силу реакції опори, що діють це тіло.

"Сили в механіці" Варіант 2.

1. При компенсації всіх сил, що діють автомобіль, його швидкість руху зберігається незмінною. Як називається це явище?

А. Тяжіння. Б. Інерція. В. Невагомість. Г. Тертя. Д. Серед відповідей немає правильної.

2 . Сила пружності, що виникає під час деформації пружини, 30Н. Визначте жорсткість пружини, якщо подовження дорівнює 0,2 м-коду.

А. 150 Н/м; Б. 300 Н/м; Ст 100 Н/м; Р. 200 Н/м. Д. Серед відповідей немає правильних.

3. Людина вимірює масу тіла за допомогою пружинних ваг (безміна). При цьому використовується зв'язок маси тіла з... а) прискоренням тіл; б) величиною деформації тіл;

1. А; 2. А та Б; 3. Б; 4. Ні А, ні Б.

4. Від чого залежить модуль сили тертя?

А) від довкілля; б) від маси тіла; в) від коефіцієнта тертя; г) від деформації тіла; д) від розмірів тіла.

1. Яка сила утримує туриста на крутій гірській дорозі?

А) сила тертя; б) сила тяжіння; в) сила всесвітнього тяжіння; г) сила пружності.

1. Місяць та Земля взаємодіють гравітаційними силами. Яким є співвідношення між модулями сил F1 дії Землі на Місяць і F2 дії Місяця на Землю?

1) F1 = F2; 2) F1> F2; 3) F1> F2.

1. Зобразіть схематично кульку, підвішену на нитці. Позначте на малюнку силу натягу нитки і силу тяжіння кульки.

"Сили в механіці" Варіант 3

1 . Який фізичний закон стверджує, що дія одного тіла на інше має взаємний характер?

А. У I законі Ньютона. Б. У II законі Ньютона. В. У III законі Ньютона. Г. У законі збереження та перетворення енергії. Д. Серед відповідей немає правильних.

2 . Визначити силу пружності, що виникає при деформації пружини, якщо жорсткість пружини 40 Н/м, а її подовження дорівнює 5 см?

А. 1Н. Б. 2 Н. В. 3 Н. Г. 5 Н. Д. Серед відповідей немає правильних.

3. На розмитій дощем ґрунтовій дорозі, навантажений автомобіль буксує менше, ніж ненавантажений. У цьому бачимо зв'язок сили тертя з….а) швидкістю, б) масою тіла;

1) А; 2) Б; 3) А та Б; 4) Ні А, ні Б.

4. Від чого модуль сили пружності залежить?

А) від довкілля; б) від маси тіла; в) від коефіцієнта жорсткості; г) від деформації тіла; д) від розмірів тіла.

5. Яка сила змушує Землю та інші планети рухатись навколо Сонця?

а) сила тертя; б) сила тяжкості; в) сила всесвітнього тяжіння; г) сила пружності.

6. На столику у вагоні поїзда лежать коробка цукерок та яблуко. Чому на початку руху яблуко покотилося назад (щодо вагона), а коробка цукерок залишилася на місці?

А) коробка важка, а легке яблуко; б) тертя ковзання менше тертя кочення;

в) тертя ковзання більше за тертя кочення;

Г) у коробки велика площа зіткнення, а в яблука маленька.

7. Зобразіть схематично Землю та Місяць. Зауважте на цьому малюнку сили всесвітнього тяжіння, які діють між цими тілами.

Ключ до тестування.

№ п/п	Варіант 1	Варіант 2	Варіант 3
	Б, в	Б, в	В, г

Сила тертя кочення

Сила тертя кочення істотно менша за силу тертя ковзання, тому набагато легше перекочувати важкий предмет, ніж рухати його.

Сила тертя залежить від відносної швидкості руху тіл. У цьому її головна відмінність від сил тяжіння та пружності, які залежать лише від відстаней.

Сили опору при русі твердих тіл у рідинах та газах

При русі твердого тіла в рідині або газі на нього діє сила опору середовища. Ця сила спрямована проти швидкості тіла щодо середовища та гальмує рух.

Це призводить до того, що зусиллям рук можна зрушити важке тіло, наприклад плаваючий човен, у той час як зрушити з місця, скажімо, потяг зусиллям рук просто неможливо.

Модуль сили опору F c залежить від розмірів, форми та стану поверхні тіла, властивостей середовища (рідини або газу), в якому тіло рухається, і, нарешті, від відносної швидкості руху тіла та середовища.

Приблизний характер залежності модуля сили опору від модуля відносної швидкості тіла показано малюнку 3.25. За відносної швидкості, що дорівнює нулю, сила опору не діє на тіло (F c = 0). Зі збільшенням відносної швидкості сила опору спочатку зростає повільно, а потім все швидше та швидше. При малих швидкостях руху силу опору вважатимуться прямо пропорційної швидкості руху тіла щодо середовища:

F c = k 1 υ, (3.12)

де k 1 - коефіцієнт опору, що залежить від форми, розмірів, стану поверхні тіла та властивостей середовища - її в'язкості. Обчислити коефіцієнт k 1 теоретично для тіл скільки-небудь складної форми неможливо, його визначають дослідним шляхом.

При великих швидкостях відносного руху сила опору пропорційна квадрату швидкості:

F c = k 2 υ 2 , υ, (3.13)

де k 2 - Коефіцієнт опору, відмінний від k 1 .

Яку з формул – (3.12) чи (3.13) – можна використовувати у конкретному випадку, визначається дослідним шляхом. Наприклад, для легкового автомобіля першу формулу бажано застосовувати приблизно за 60-80 км/год, при великих швидкостях слід використовувати другу формулу.

Запитання до параграфу

1. Подивіться довкола себе. Чи бачите ви корисну дію сил тертя?

2. Навіщо на губках лещат і плоскогубців роблять насічки?

3. Для чого на автомобільних шинах роблять рельєфний рисунок (протектор)?

4. За яких умов з'являються сили тертя?

5. Від чого залежить модуль і напрямок сили тертя спокою?

6. У яких межах може змінюватись сила тертя спокою?

7. Яка сила повідомляє прискорення автомобіля чи тепловоза?

8. Чи може сила тертя ковзання збільшити швидкість тіла?

9. У чому полягає головна відмінність сили опору в рідинах і газах від сили тертя між двома твердими тілами?

10. Наведіть приклади корисної та шкідливої ​​дії сил тертя всіх видів.

Зразки завдань ЄДІ А1.На горизонтальній підлозі стоїть ящик масою 20 кг. Коефіцієнт тертя між підлогою та ящиком дорівнює 0,3. До ящика в горизонтальному напрямку прикладають силу 36 Н. Чому дорівнює сила тертя між ящиком та підлогою? 1) 0 2) 24 Н 3) 36 Н 4) 60 Н А2.Площа першої бічної грані бруска, що знаходиться на столі, в 2 рази менше площі другої грані, а коефіцієнт тертя поверхню столу в 2 рази більше. При перевертанні бруска з першої грані на другу сила тертя ковзання бруска об стіл 1) не зміниться 3) зменшиться у 4 рази 2) зменшиться у 2 рази 4) збільшиться у 2 рази А3.Як змінюється сила тертя при зісковзуванні стрижня з поверхні нахиленого столу? Швидкість спрямована вздовж стрижня. 1) не змінюється 2) змінюється за лінійним законом 3) поступово зменшується 4) до середини стрижня залишається постійною, а потім стає рівною нулю А4.Тіло поступово рухається площиною. Сила тиску тіла на площину дорівнює 8 Н, сила тертя дорівнює 2 Н. Коефіцієнт ковзання дорівнює 1) 0,16 2) 0,25 3) 0,75 4) 4 А5.Ковзаняр масою 70 кг ковзає по льоду. Чому дорівнює сила тертя, що діє на ковзаняра, якщо коефіцієнт тертя ковзання ковзанів по льоду дорівнює 0,02? 1) 0,35 Н 2) 1,4 Н 3) 3,5 Н 4) 14 Н