Интегрированный урок по физике на тему Трение в природе и технике (7 класс)

КОНСПЕКТ ИНТЕГРИРОВАННОГО УРОКА НА ТЕМУ :

«ТРЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКИ»

интеграция предметов : физика - биология

Составила : Донцова Л.А.

Класс 7 ( учебник физики: автор Перышкин А.В. с. 74)

Тип урока : закрепление знаний по теме: трение.

Оборудование: Катушка ниток.

Цель урока:

- развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности ;

- Формирование у учащихся представлении о физической картине мира;

- Воспитание интереса к изучению физики, биологии.

Задачи:

Знакомство учащихся с методом научного познания и методам исследования объектов и явлений природы;

Приобретения учащимися знаний о механических явлениях , физических величинах характеризующих эти явления;

Формирования у учащихся умений наблюдать природные явления и выполнять лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов, широко применяемых в практической жизни;

Овладение учащимися такими общенаучными понятиями, как природное явление, Эмпирически установленный факт , проблема, гипотеза, теоретический вывод, результат экспериментальной проверки;

Ход урока:

В класс заходят учитель физики и биологии.

Учитель физики . Вам уже известно, что трение в земных условиях всегда сопутствует любому движению.

Напомню, что сила трения возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения.

В природе и технике трение имеет большое значение. Трение может быть полезным, и вредным. Когда оно полезное его стараются увеличить, когда оно вредно его стараются - уменьшить.

Приведите примеры проявления силы трения.

Ученик 1. Человек, разбежавшись на коньках, скользит по льду, но все- таки останавливается под действием силы трения между коньком и льдом.

Ученик 2.Когда велосипедист перестанет вращать педали, то через некоторое время остановится, и машина с выключенным двигателем также остановится.

Учитель физики. Что же такое сила трения?

Ученик 3. Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения, называется силой трения.

Учитель физики. Верно. Но в чем причина трения?

Ученик 4. Одной из причин возникновения силы трения является шероховатость поверхностей соприкасающихся тел. Когда одно тело скользит по поверхности другого, эти неровности зацепляются друг за друга.

Ученик 5. Вторая причина трения - взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Если поверхность тел очень хорошо отполировать то при соприкосновении заметно начинает проявляться силы взаимного притяжения, которые и являются причиной трения

Учитель физики. Очень многие физические явления находят применения в повседневной жизни человека. Характерным примером является применение силы трения в природе и техники . В природе и технике трение имеет большое значение. Трение может быть полезным, и вредным Когда оно полезное его стараются увеличить, когда оно вредно его стараются - уменьшить. В отдельных случаях без силы трения, которая должна быть значительной, невозможно движение. Вот послушайте, какой случай произошел.

Ученик 6. (Краткое сообщение) 18 августа 1851 года император Николай I совершил первую поездку из Петербурга в Москву по железной дороге. Императорский поезд был готов к отправлению в 4 часа утра. Начальник строительства дороги , генерал Клейдмихель , чтобы подчеркнуть особенную торжественность события , приказал первую версту железнодорожного полотна покрасить белой масляной краской. Это красиво и подчеркивало то обстоятельство, что императорский поезд первым пройдет по нетронутой белизне уходящих вдаль рельсов. Однако Клейдмехель не учел одного обстоятельства…. Он забыл о смазочном действии масляной краски, уменьшающем трение , - паровоз буксовал . А что было дальше? Жандармы , подобрав полы шинелей, побежали эту версту перед поездом и посыпали песком покрашенные рельсы. Зачем?

Учитель биологии. Значительное трение существенно и для рабочих поверхностей органов движения. Необходимым условием перемещения является надежное «сцепление» между движущимся телом и опорой. Сцепление достигается либо заострениями на конечностях ( когти , шипы), либо мелкими неровностями (щетинки , чешуйки, бугорки). Среди живых организмов распространены приспособления (щетина , чешуйки ), благодаря которым трение получается малым при движении в одном направлении и большим - при движении в противоположном направлении. На этом принципе основано движение рыб в воде, или, например, дождевого червя. Щетинки, направленные назад, свободно пропускают тело червя вперед , но тормозят обратное движение. При удлинении тела червя главная часть передвигается вперед, а хвостовая остается на месте. При сокращении - головная часть задерживается, а хвостовая подтягивается к ней.

Учитель физики. Чтобы тело сдвинуть с опоры нужно приложить силу. Эта сила уравновешивает силу трения. На наклонной опоре сила трения удерживает тело. Убедитесь на опыте:

1. Возьмите Обычную катушку ниток размотайте ее на 30- 40 см.

2. Взявшись за конец нити, потяните катушку на себя под очень небольшим углом к горизонтальной поверхности. Катушка послушно «поползет» к вам.

3. Чуть, увеличьте угол между ниткой и горизонталью и повторите опыт. Изменилось ли что-нибудь?

4. Повторите опыт несколько раз, увеличивая угол направления прикладываемой силы. Наступит момент , когда катушка перестанет катиться к вам, остановится и далее покатится в обратную сторону, разматывая нить.

5. Попытайтесь объяснить полученный эффект.

Приведите примеры проявления силы трения покоя.

Ученик 7. На наклонной ленте транспортера удерживается груз.

Ученик 8.Сила трения покоя удерживает гвоздь, вбитый в стену.

Ученик 9. Человек удерживает любой предмет в руке благодаря силе трения покоя.

Учитель биологии. Ребята вы хорошо это подметили. Необходимо значительное трение для хватательных органов. Интересна их форма: это либо щипцы захватывающие предмет с двух сторон (клешни у рака , кисти рук у человека, лапы у птиц) либо тяжи, огибающие его (хобот слона, тело змеи). В руке сочетается действие щипцов и полный охват: мягкая кожа ладони хорошо сцепляется с шероховатыми предметами, которые надо удержать.

У многих растений и животных имеются различные органы, служащие для хватания: усики растений (вьюн, виноград), цепкие хвосты лазающих животных (обезьяны) Все они имеют форму, удобную для навивания, и шероховатую поверхность для увеличения трения.

Учитель физики. Смазка изменяет силу трения. Когда твердое тело движется, соприкасаясь с жидкостью или газом, тоже возникает сила, параллельная поверхности соприкосновения и направленная против движения. Эту силу иначе называют силой жидкого трения или силой сопротивления

Сила жидкого трения зависит не только от направления движения тела, но и от значения скорости и формы тела. Форма тела, при которой сила сопротивления мала, называют обтекаемой формой. Самолетам, ракетам, подводным лодкам , снарядам, пулям, движущимся с большими скоростями в воздухе или в воде, стараются придать обтекаемую форму. Это помогает уменьшить силу сопротивления.

Учитель биологии. Обтекаемую форму имеют и животные обитающие в воде. Скорость многих рыб достигает десятков километров час, например , скорость голубой акулы около 36 км/час. Такую скорость рыба может развивать благодаря обтекаемой форме тела, конфигурация головы , обусловливающей малое лобовое сопротивление. Дельфины могут двигаться в воде без особых усилий и с большей скоростью. Кожа дельфина состоит из двух слоев - внешнего, чрезвычайно эластичного и внутреннего плотного . Между этими слоями имеются шипы или выросты. Ниже расположены густо сплетенные волокна пространство между которыми заполнено жиром. Кроме того на коже дельфина постоянно имеется тонкий слой специальной «смазки», вырабатываемой особыми железами. Благодаря этому уменьшается сила трения о воду.

Учитель физики. Добавлю скорость дельфина вблизи носа корабля достигает около 60 км/час. Когда в 1960 году изготовили искусственную «дельфинью кожу» и обшили торпеду такой кожей то сопротивление уменьшилось на половину.

Учитель биологии. Мелкие морские рыбки ходят стайками похожими по форме на каплю, при этом сопротивление воды движению стайки наименьшее.

Учитель физики. Сегодня мы познакомились еще с одной силой природы , весьма важной - силой трения. Эта сила важна потому, что не будь ее, предметы выскальзывали из рук, без силы трения человек не мог бы двигаться. Сила трения останавливает автомобили, но и без трения они не могли бы начать движение.

Закрепление

1. Какое значение имеют упругие волосы на подушечках лап зайца.

2. Почему трудно удерживать в руках живую рыбу?

3. Почему некоторые рыбы при быстром движении прижимают к себе плавники?

4. Для чего на уроке физкультуры при выполнении некоторых упражнений на снарядах ладони натирают магнезией?

5. Что играет роль смазки при проглатывании пищи?

Объясните ряд поговорок о трении:

- не помажешь не поедешь;

- пошло дело как по маслу;

-угря в руках не удержишь;

- что кругло- легко катится;

- лыжи скользят по погоде;

- из навощенной нити сеть не сплетешь;

Домашнее задание §31-32 , вопросы к параграфу.

Литература

1. Волков В.А. Полянский С.Е. Поурочные разработки по физике - М: Вако, 2010.

2. Балашов М.М. О природе. - М. : Просвещение, 1991.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. - М.: Наука , 1971

4. Кац И.Б. Биофизика на уроках физики . - М. : Просвещение, 1974.