>>Физика: Силы сопротивления при движении твердых тел в жидкостях и газах
???
1. При каких условиях появляются силы трения?
2. От чего зависят модуль и направление силы трения покоя?
3. В каких пределах может изменяться сила трения покоя?
4. Какая сила сообщает ускорение автомобилю или тепловозу?
5. Может ли сила трения скольжения увеличить скорость тела?
6. В чем состоит главное отличие силы сопротивления в жидкостях и газах от силы трения между двумя твердыми телами?
7. Приведите примеры полезного и вредного действия сил трения всех видов.
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
Скачать календарно-тематическое планирование по физике , ответы на тесты, задания и ответы школьнику, книги и учебники, курсы учителю по физике для 10 класса
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные урокиЕсли у вас есть исправления или предложения к данному уроку,
Сила трения качения
Сила трения качения существенно меньше силы трения скольжения, поэтому гораздо легче перекатывать тяжёлый предмет, чем двигать его.
Сила трения зависит от относительной скорости движения тел. В этом её главное отличие от сил тяготения и упругости, зависящих только от расстояний.
Силы сопротивления при движении твёрдых тел в жидкостях и газах
При движении твёрдого тела в жидкости или газе на него действует сила сопротивления среды. Эта сила направлена против скорости тела относительно среды и тормозит движение.
Это приводит к тому, что усилием рук можно сдвинуть тяжёлое тело, например плавающую лодку, в то время как сдвинуть с места, скажем, поезд усилием рук просто невозможно.
Модуль силы сопротивления F c зависит от размеров, формы и состояния поверхности тела, свойств среды (жидкости или газа), в которой тело движется, и, наконец, от относительной скорости движения тела и среды.
Примерный характер зависимости модуля силы сопротивления от модуля относительной скорости тела показан на рисунке 3.25. При относительной скорости, равной нулю, сила сопротивления не действует на тело (F c = 0). С увеличением относительной скорости сила сопротивления сначала растёт медленно, а затем всё быстрее и быстрее. При малых скоростях движения силу сопротивления можно считать прямо пропорциональной скорости движения тела относительно среды:
F c = k 1 υ, (3.12)
где k 1 - коэффициент сопротивления, зависящий от формы, размеров, состояния поверхности тела и свойств среды - её вязкости. Вычислить коэффициент k 1 теоретически для тел сколько-нибудь сложной формы не представляется возможным, его определяют опытным путём.
При больших скоростях относительного движения сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости:
F c = k 2 υ 2 , υ, (3.13)
где k 2 - коэффициент сопротивления, отличный от k 1 .
Какую из формул - (3.12) или (3.13) - можно использовать в конкретном случае, определяется опытным путём. Например, для легкового автомобиля первую формулу желательно применять приблизительно при 60-80 км/ч, при больших скоростях следует использовать вторую формулу.
Вопросы к параграфу
1. Посмотрите вокруг себя. Видите ли вы полезное действие сил трения?
2. Зачем на губках тисков и плоскогубцев делают насечки?
3. Для чего на автомобильных шинах делают рельефный рисунок (протектор)?
4. При каких условиях появляются силы трения?
5. От чего зависят модуль и направление силы трения покоя?
6. В каких пределах может изменяться сила трения покоя?
7. Какая сила сообщает ускорение автомобилю или тепловозу?
8. Может ли сила трения скольжения увеличить скорость тела?
9. В чём состоит главное отличие силы сопротивления в жидкостях и газах от силы трения между двумя твёрдыми телами?
10. Приведите примеры полезного и вредного действия сил трения всех видов.
|
Образцы заданий ЕГЭ А1. На горизонтальном полу стоит ящик массой 20 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,3. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 36 Н. Чему равна сила трения между ящиком и полом? 1) 0 2) 24 Н 3) 36 Н 4) 60 Н А2. Площадь первой боковой грани бруска, находящегося на столе, в 2 раза меньше площади второй грани, а коэффициент трения о поверхность стола в 2 раза больше. При переворачивании бруска с первой грани на вторую сила трения скольжения бруска о стол 1) не изменится 3) уменьшится в 4 раза
А3. Как изменяется сила трения при соскальзывании стержня с поверхности наклонённого стола? Скорость направлена вдоль стержня. 1) не изменяется
А4. Тело равномерно движется по плоскости. Сила давления тела на плоскость равна 8 Н, сила трения равна 2 Н. Коэффициент скольжения равен 1) 0,16 2) 0,25 3) 0,75 4) 4 А5. Конькобежец массой 70 кг скользит по льду. Чему равна сила трения, действующая на конькобежца, если коэффициент трения скольжения коньков по льду равен 0,02? 1) 0,35 Н 2) 1,4 Н 3) 3,5 Н 4) 14 Н |
Министерство образования и науки Самарской области
ГБОУ СПО «Сызранский медико-гуманитарный колледж»
Методическая разработка
урока на тему: «Силы в механике: всемирного тяготения, упругости, трения»
преподаватель физики
ГБОУ СПО «СМГК»
Сызрань, 2013г.
1.Пояснительная записка. 3
2. Развернутый план урока. 4
3.Литература. 8
4.Выводы по уроку. 9
4. Приложение.
- Вопросы для подготовки к семинарскому занятию. 10
- Таблица для систематизации знаний по теме «Силы в механике». 11
- Варианты теста по теме «Силы в механике». 12
Пояснительная записка.
Цикловая комиссия по общественным дисциплинам работает над проблемой создания условий для адаптации студентов к новым образовательным условиям, поэтому данную методическую работу я посвятила этой же проблеме. Она содержит практическую часть и приложение.
Цель методической работы: использование инновационной формы урочного занятия для создания условий для адаптации студентов к новой образовательной среде.
К инновационным формам урочных зан я тий относятся: уроки-семинары, уроки-ко н ференции, уроки с использованием игровой методики, и н тегрированные уроки и др.
В своей работе я часто использую уроки-семинары. Чем же характеризуются их дидактические особенности и методические основы?
Цель и специфика уроков-семинаров (от лат. seminarium -рассадник, в данном случае - рассадник знаний) состоит в том, чтобы активизировать самостоятельную работу уч а щихся над учебной и дополнительной литературой и таким образом побуждать их к более глубокому осмыслению и обогащению знаний по изучаемой теме.
Провожу уроки-семинары, как правило, по темам, имеющим богатый дополнительный материал и несложный для самостоятельного изучения. Например, при изучении тем «Свободное падение тел», «Силы в механике», «Применение первого начала термодинамики к изопроцессам» и др. При подготовке урока-семинара учитель заранее разрабатывает вопросы и указывает лит е ратуру для самостоятельной работы, отводя на ее изучение необходимое время. После этого проводится сам семинар.
Учащиеся детально обсуждают поставленные вопросы, Используя для этого как материал учебника, так и сведения из дополнительной литературы, уточняя, расширяя и углубляя свои знания, Учителю следует поощрять н е стандартные суждения, оригинальные мысли, поиски новых подходов к осмыслению изучаемой темы. Нетрудно понять, что такие уроки не только активизируют п о знавательную деятельность учащихся, но и позволяют им приобретать умения самостоятельно добывать нау ч ные знания, развивать свою речь и мышление, адаптироваться к новым образовательным условиям. В этом и состоит их ценность.
Методическая работа может быть использована преподавателями общественных дисциплин техникумов и колледжей в своей работе.
Тема урока : «Силы в механике: всемирного тяготения, упругости, трения»
Цели:
учебная: конкретизировать представления студентов о силах в механике, систематизировать знания студентов по данной теме;
воспитательная: способствовать формированию умений самостоятельно приобретать знания, продолжить работу по развитию мышления;
развивающая: формировать мотивацию постановкой познавательных задач, раскрытием связи опыта и теории, формировать умения выполнять экспериментальные задания: подбирать оборудование, планировать и производить действия, описывать результаты и делать выводы.
Вид занятий: урок-семинар.
Оформление урока: плакаты , изготовленные студентами, содержащие информацию по силам в механике; экспериментальное оборудование , позволяющее производить измерение любой механической силы.
Этапы урока | Время, мин | Методы и формы |
| 2-3 5 25 15 15 15 5 | Рапорт дежурного. Вступительное слово преподавателя. Ответы студентов у доски и с места. Решение экспериментальных задач. Решение качественных задач. Индивидуальная работа. Заключительное слово преподавателя. Сообщение преподавателя, запись на доске. |
За две недели до урока студентам была сообщена тема семинарского занятия и примерные вопросы, а также было предложено подобрать качественные задачи по данной теме. Перед началом урока студенты получили «скелет» таблицы, которую во время занятия они должны будут заполнить.
Ход урока.
1) Дежурный сдает рапорт, называет отсутствующих и причины их отсутствия, преподаватель приветствует студентов, особое внимание уделяя внешнему виду и готовности к уроку.
2) Преподаватель формулирует цели и задачи урока, представляет ребятам экспертную комиссию (это двое студентов, которые за день до семинарского занятия ответили по всем вопросам темы), знакомит студентов с типами сил в природе.
Гравитационные силы – действуют между всеми телами, но столь малы, что ими можно пренебречь, если оба тела имеют малую массу, или находятся на большом расстоянии друг от друга.
Электромагнитные силы – действуют между частицами, имеющими электрические заряды. Сфера их действия особенно обширна и разнообразна.
Ядерные силы – самое сильное в природе взаимодействие, но их действия очень ограничены расстоянием.
Слабые взаимодействия – вызывают превращения элементарных частиц друг в друга.
Лишь гравитационные и электромагнитные взаимодействия можно рассматривать как силы в смысле механики Ньютона.
3) Студенты отвечают на вопросы теоретического характера.
1. Дайте определение силы.
Сила – это количественная мера действия одного тела на другое, в результате которого телу сообщается ускорение.
Сила всемирного тяготения проявляется между любыми двумя телами, зависит от массы обоих тел и от расстояния между этими телами. Силы всемирного тяготения направлены вдоль прямой, проходящей через центры тяжести двух взаимодействующих тел. Определяется по формуле F = G m 1 m 2 / R 2
Гравитационная постоянная численно равна силе всемирного тяготения между телами массой 1 кг каждое, если расстояние между ними 1 м.
G = 6,67 10 -11 Н м 2 /кг 2 Впервые была измерена Г. Кавендишем (1731-1810 гг.) с помощью крутильных весов.
Сила тяжести – это сила, с которой Земля действует на любое тело, расположенное вблизи её поверхности. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли, определяется по формуле F = mg , где g – ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с 2 .
5. В чем причина того, что Земля сообщает всем телам независимо от их масс одинаковые ускорения?
Ускорение свободного падения не зависит от массы тела, а зависит от расстояния до центра Земли. Расстояние до центра Земли принимается равным радиусу Земли, поэтому всем телам, расположенным вблизи поверхности сообщается одинаковое ускорение.
6. При каком условии возникают силы упругости?
Силы упругости возникают при деформации тела. При этом они всегда направлены против деформации.
Английский физик Р. Гук (1635-17703гг.) экспериментально установил, что для малых деформаций относительное удлинение прямо пропорционально напряжению (удлинение стержня при упругой деформации пропорционально действующей на стержень силе).
8. Дайте определение весу тела.
Вес тела – это сила упругости, возникающая в результате деформации тела и направленная на опору или подвес со стороны этого тела. Модуль веса тела зависит от проекции ускорения тела на вертикальную ось.
9. Когда возникают силы трения?
Силы трения возникают при взаимодействии двух соприкасающихся тел.
Уменьшают силу трения с помощью смазки или полировки между трущимися деталями двигателя; увеличивают силу трения с помощью веток и песка при забуксовки автомобиля.
Модуль силы трения зависит от модуля силы реакции опора и от коэффициента трения между данными поверхностями.
Может, сила трения качения.
4) Студенты с помощью экспериментального оборудования решают задачи.
1.Как измерить силу тяжести?
2.Как измерить силу упругости пружины?
3.Как определить коэффициент упругости резинового шнура?
4.Как измерить силу трения скольжения?
5) Студенты объясняют решение заранее приготовленных задач.
В сосуде с водой находятся два бруска одинаковой массы – деревянный и медный. На какой из брусков действует большая сила тяжести?
Имеет ли вес гиря, висящая на нити? Чему будет равен вес гири, если нить перерезать?
Действует ли сила тяжести на летящего в воздухе стрижа?
Будет ли парашютист во время прыжка находиться в состоянии невесомости?
Объясните, почему применение рессор уменьшает тряску автомобиля?
Зачем на губках тисков и плоскогубцев делают насечки?
Для чего на автомобильных шинах делают рельефный рисунок?
Какая сила сообщает ускорение автомобилю или тепловозу?
6) Для проверки усвоения материала, проводится самостоятельная работа в форме тестирования в трех вариантах на 15 мин.(варианты заданий см. в приложении 3)
7) На данном этапе слово представляется экспертной комиссии. Ребята оценивают ответы других студентов, делают замечания, дают рекомендации на будущее. В заключительном слове преподаватель указывает достигнуты ли цели урока, подчеркивает, что систематизация знаний по данной теме необходима для повторения.
8) Домашнее задание записано на доске, и проговаривается преподавателем.
Учебник «Физика 10» п. 32,33,35,37,38,39; таблица.
Литература.
- Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика. Учебник для средних специальных учебных заведений.
- Мартынова Н.К. Физика. Книга для учителя.
- Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика 10 класс.
- Разумовский В.Г. Урок физики в современной школе.
- Сборник вопросов и задач по физике. Под ред. Степановой Т.А.
Выводы по уроку.
Урок-семинар проводился в группе 1 станд, на уроке присутствовало 24 студента, трое отсутствовало по причине болезни. Учебная цель урока: конкретизировать представления студентов о силах в механике, систематизировать знания студентов по данной теме была достигнута. Почти все студенты (около 83 %) активно работали на уроке, ребята подготовили плакаты по всем механическим силам, на консультациях готовили эксперименты, работали с дополнительной литературой. Самостоятельная работа на уроке составила примерно18 % времени, что чуть больше запланированного, качество знаний при выполнении теста составило 62,5 %, успеваемость 96 %. Во время ответов студенты одновременно заполняли таблицу по систематизации знаний по данной теме, полностью справились с заданием 17 человек, не справились полностью 3 студентов, им было дано дополнительное домашнее задание по таблице. Решение качественных задач позволило раскрыть связь опыта и теории, экспериментальные задания позволяют формировать экспериментальные умения.
Недостаток урока в том, что малое количество оборудования по разделу «Механика» не позволяет проводить фронтальные лабораторные работы, что было бы на много эффективнее на таких уроках
Вопросы для подготовки к семинарскому занятию.
«Силы в механике: всемирного тяготения,
упругости, трения»
- Дайте определение силы.
- Дайте характеристику силы всемирного тяготения.
- Дайте определение гравитационной постоянной, кем и когда она впервые была измерена?
- Дайте определение силы тяжести. Чему равно ускорение свободного падения?
- Как измерить силу тяжести?
- При каком условии появляются силы упругости?
- Сформулируйте закон Гука, при каких условиях он выполняется?
- Что называют состоянием невесомости?
- Как измерить силу упругости пружины?
- Когда возникают силы трения?
- Как можно уменьшить или увеличить силу трения и в каких ситуациях?
- От чего зависят модуль и направление силы трения?
- Может ли сила трения увеличить скорость тела?
- Как измерить силу трения скольжения?
Дополнительные вопросы.
1. Будет ли парашютист во время прыжка находиться в состоянии невесомости?
2. Почему падают на землю капли дождя, крупинки снега?
3. В сосуде с водой находятся два бруска одинаковой массы – деревянный и медный. На какой из брусков действует большая сила тяжести?
4. Имеет ли вес гиря, висящая на нити? Чему будет равен вес гири, если нить перерезать?
5. Действует ли сила тяжести на летящего в воздухе стрижа?
6. Объясните, почему применение рессор уменьшает тряску автомобиля.
7. Зачем на губках тисков и плоскогубцев делают насечки?
8. Для чего на автомобильных шинах делают рельефный рисунок?
9. Какая сила сообщает ускорение автомобилю или тепловозу?
Таблица для систематизации знаний по теме «Силы в механике»
Название силы | Определение | Формула | При каких условиях возникает | Изображение силы на рисунке |
Сила всемирного тяготения | ||||
Сила тяжести | ||||
Сила упругости | ||||
Сила реакции опоры | ||||
Сила натяжения нити | ||||
Вес тела | ||||
Сила трения скольжения | ||||
Сила трения качения |
«Силы в механике» Вариант 1.
1 . Автомобиль движется по прямолинейному участку шоссе с постоянным ускорением. Какое заключение можно сделать о равнодействующей F всех сил, действующих на автомобиль?
А. F=0, направлена вверх. Б. F=0, направлена вниз. В. F=0. Г. F=0, направлена горизонтально. Д. Среди ответов нет правильного.
2 . Сила упругости, возникающая при деформации пружины, 20Н. Жесткость пружины 200Н/м.
Чему равно её удлинение?
А. 0,1м. Б. 0,2м В. 0,3м. Г. 0,5м. Д. Среди ответов нет правильных.
3. Ученик измеряет силу кисти своей руки с помощью пружинного силомера. При этом используется связь силы с… а) ускорением тел; б) величиной деформации тел;
1. А; 2. Б; 3. А и Б; 4. Ни А, ни Б.
- От чего зависит модуль силы всемирного тяготения?
А) от суммы масс обоих тел; б) от расстояния между телами; в) от произведения масс обоих тел; г) от окружающей среды; д) от размеров обоих тел.
- Какая сила вызывает образование камнепадов в горах?
6. На столе лежит стопка из 10 одинаковых книг. Каково соотношение между модулями силы F1, которую надо приложить, чтобы сдвинуть пять верхних книг, и силы F2, которую надо приложить, чтобы вытянуть из стопки пятую сверху книгу?
1) F1 >F2 ; 2) F1 =F2; 3) F1 >F2.
7. Изобразите схематично тело, находящееся на наклонной плоскости. Отметьте на этом рисунке силу трения и силу реакции опоры, действующие на это тело.
«Силы в механике» Вариант 2.
1. При компенсации всех сил, действующих на автомобиль, его скорость движения сохраняется неизменной. Как называется это явление?
А. Тяготение. Б. Инерция. В. Невесомость. Г. Трение. Д. Среди ответов нет правильного.
2 . Сила упругости, возникающая при деформации пружины, 30Н. Определите жесткость пружины, если удлинение равно 0,2 м.
А. 150 Н/м; Б. 300 Н/м; В. 100 Н/м; Г. 200 Н/м. Д. Среди ответов нет правильных.
3. Человек измеряет массу тела с помощью пружинных весов (безмена). При этом используется связь массы тела с..… а) ускорением тел; б) величиной деформации тел;
1. А; 2. А и Б; 3. Б; 4. Ни А, ни Б.
4. От чего зависит модуль силы трения?
А) от окружающей среды; б) от массы тела; в) от коэффициента трения; г) от деформации тела; д) от размеров тела.
- Какая сила удерживает туриста на крутой горной дороге?
А) сила трения б) сила тяжести; в) сила всемирного тяготения; г) сила упругости.
- Луна и Земля взаимодействуют гравитационными силами. Каково соотношение между модулями сил F1 действия Земли на Луну и F2 действия Луны на Землю?
1) F1 =F2 ; 2) F1 >F2 ; 3) F1 >F2.
- Изобразите схематично шарик, подвешенный на нити. Отметьте на это рисунке силу натяжения нити и силу тяжести шарика.
«Силы в механике» Вариант 3
1 . В каком физическом законе утверждается, что действие одного тела на другое имеет взаимный характер?
А. В I законе Ньютона. Б. Во II законе Ньютона. В. В III законе Ньютона. Г. В законе сохранения и превращения энергии. Д. Среди ответов нет правильных.
2 . Определить силу упругости, возникающую при деформации пружины, если жесткость пружины 40 Н/м, а её удлинение равно 5 см?
А. 1Н. Б. 2 Н. В. 3 Н. Г. 5 Н. Д. Среди ответов нет правильных.
3. На размытой дождем грунтовой дороге, нагруженный автомобиль буксует меньше, чем ненагруженный. При этом мы видим связь силы трения с….а) скоростью, б) массой тела;
1) А; 2) Б; 3) А и Б; 4) Ни А, ни Б.
4. От чего зависит модуль силы упругости?
А) от окружающей среды; б) от массы тела; в) от коэффициента жесткости; г) от деформации тела; д) от размеров тела.
5. Какая сила заставляет Землю и другие планеты двигаться вокруг Солнца?
А) сила трения; б) сила тяжести; в) сила всемирного тяготения; г) сила упругости.
6. На столике в вагоне поезда лежат коробка конфет и яблоко. Почему в начале движения яблоко покатилось назад (относительно вагона), а коробка конфет осталась на месте?
А) коробка тяжелая, а яблоко легкое; б) трение скольжения меньше трения качение;
в) трение скольжения больше трения качения;
Г) у коробки большая площадь соприкосновения,а у яблока маленькая.
7. Изобразите схематично Землю и Луну. Отметьте на этом рисунке силы всемирного тяготения, которые действуют между этими телами.
Ключ к тесту.
№ п/п | Вариант 1 | Вариант 2 | Вариант 3 |
Б, в | Б, в | В, г |
|
