Физика 7 класс. 32. Сила трения
Физика и не только подпишись) Поставь лайк и сохрани в закладки чтобы не потерять!
Конспект: «Сила трения»
Наблюдение явления торможения:
Примеры из жизни:
Санки, спустившись с горы, движутся по горизонтали, замедляются и останавливаются.
Мальчик на коньках, несмотря на гладкий лёд, замедляется и останавливается.
Велосипед, когда перестают крутить педали, постепенно останавливается.
Вывод: Изменение (уменьшение) скорости происходит из-за действия какой-либо силы.
Определение силы трения:
При соприкосновении двух тел возникает сила, препятствующая их относительному движению. Эту силу называют силой трения.
Обозначение: Fтр.
Отличие: Сила трения – это отдельный вид силы, отличный от силы тяжести и силы упругости.
Причины возникновения силы трения:
Шероховатость поверхностей:
Даже если поверхности кажутся гладкими, они имеют микроскопические неровности и царапины.
При движении этих поверхностей неровности «цепляются» друг за друга, создавая сопротивление движению.
Взаимное молекулярное притяжение:
Если поверхности хорошо отполированы, молекулы оказываются очень близко друг к другу.
В этом случае начинает действовать сила притяжения между молекулами соприкасающихся тел.
Влияние смазки на силу трения:
Введение смазочного материала (например, масла) между поверхностями значительно уменьшает силу трения.
Механизм: Смазка образует тонкий слой между телами, и фактически соприкасаются не их поверхности, а слои смазки, что снижает сопротивление.
Пример: На коньках при движении по льду образуется тонкий слой воды, уменьшающий трение.
Виды трения:
Трение скольжения:
Возникает при скольжении одного тела по поверхности другого.
Примеры: движение саней, лыж по снегу.
Трение качения:
Возникает, когда тело катится по поверхности.
Примеры: движение колёс вагонов и автомобилей, перекатывание брёвен или бочек.
Отличие: При равных нагрузках сила трения качения значительно меньше силы трения скольжения, что объясняет использование колёс для транспортировки грузов.
Измерение силы трения:
Метод измерения трения скольжения:
К деревянному бруску прикрепляют динамометр.
При равномерном движении бруска (то есть с постоянной скоростью) действует две силы: сила тяги (упругость пружины динамометра) и сила трения.
Так как движение равномерное, эти силы равны по модулю и противоположны по направлению.
Вывод: Динамометр показывает величину силы трения.
Влияние дополнительной массы:
Если на брусок положить груз (например, гирю), сила трения увеличится.
Причина: Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности (сила нормальной реакции), тем больше сила трения.
Измерение трения качения:
Используют эксперимент с бруском, положенным на круглые палочки.
Результаты показывают, что сила трения качения меньше, чем сила трения скольжения при равных условиях.
Таким образом, сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении тел, зависящая от шероховатости поверхностей, их молекулярного строения и условий контакта (наличие смазки). Различают трение скольжения и трение качения, причем последнее значительно меньше при равных нагрузках, что нашло применение в изобретении колеса и транспортных средств.
Презентация: «Сила трения»
Ключевые моменты
- Какие известные вам наблюдения и опыты показывают, что существует сила трения?
Наблюдения из быта:
Сани: После спуска с горы санки движутся по горизонтальному участку, но их скорость постепенно уменьшается, а затем они останавливаются.
Коньки: Мальчик, разбежавшись на коньках по льду, замедляется и в конечном итоге останавливается, несмотря на кажущуюся гладкость льда.
Велосипед: Велосипед замедляется и останавливается, когда велосипедист прекращает вращать педали.
Вывод: Эти наблюдения показывают, что на движущиеся тела действует некая сила, препятствующая их движению – сила трения.
- В чём заключаются причины трения?
Шероховатость поверхностей:
Даже если поверхности кажутся гладкими, на микроуровне у них присутствуют неровности, царапины и микровыступы. При движении этих поверхностей неровности "захватываются" друг за друга, создавая сопротивление движению.
Молекулярное притяжение:
Если поверхности хорошо отполированы, молекулы двух тел могут располагаться настолько близко, что между ними начинает действовать сила притяжения. Этот эффект усиливается при качественном контакте молекул, добавляя к силе трения.
- Объясните, как смазка влияет на силу трения.
Механизм действия смазки:
Смазка (например, масло или тонкий слой воды) вводится между контактирующими поверхностями, образуя отдельный тонкий слой. Благодаря этому, сами поверхности не соприкасаются непосредственно, а взаимодействуют через смазочный слой.
Результат:
Трение между жидкими слоями смазки существенно меньше, чем трение между твёрдыми поверхностями. Поэтому при использовании смазки сила трения уменьшается, что облегчает движение тел по поверхности.
- Какие виды трения вы знаете?
Трение скольжения:
Возникает при скольжении одного тела по другой. Пример – движение саней или лыж по снегу.
Трение качения:
Наблюдается, когда тело катится по поверхности (например, колёса автомобиля, вагона или перекатывающиеся бревна). При равных условиях нагрузок трение качения оказывается значительно меньше, чем трение скольжения.
- Как можно измерить силу трения?
Метод измерения с использованием динамометра:
Для измерения силы трения берётся деревянный брусок, к которому прикрепляют динамометр. При равномерном движении бруска сила тяги, с которой динамометр действует на него, равна по модулю силе трения, так как суммарная горизонтальная сила равна нулю (нет ускорения). Таким образом, показания динамометра дают величину силы трения.
- Как показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности?
Опыт с дополнительным грузом:
Измеряют силу трения для бруска, движущегося по поверхности, с помощью динамометра. Затем на брусок кладут дополнительный груз (например, гирю). При увеличении веса увеличивается сила нормальной реакции – сила, с которой тело прижимается к поверхности. Измерения показывают, что с увеличением этой силы увеличивается и сила трения. Таким образом, экспериментально подтверждается, что сила трения зависит от силы прижатия.
- Как показать на опытах, что при равных нагрузках сила трения скольжения больше силы трения качения? Как это используется в технике?
Проведение опытов:
Опыт на измерение трения скольжения:
Прикрепляют динамометр к деревянному бруску, движущемуся по плоской поверхности, и измеряют силу трения, действующую при скольжении.
Опыт на измерение трения качения:
Одновременно проводят опыт, когда тот же брусок размещают на круглых палочках (или роликах) и измеряют силу, необходимую для поддержания равномерного движения, определяя силу трения качения.
Сравнивая полученные значения, обнаруживается, что при равной нагрузке сила трения скольжения значительно выше, чем сила трения качения.
Применение в технике:
Это знание используется для облегчения перемещения грузов: благодаря меньшей силе трения качения транспортные средства с колёсами, катками или роликами могут перемещаться гораздо легче, что нашло широкое применение в различных механизмах и транспортных средствах.
Упражнение 13
Лыжник спускается с горы и далее скользит по горизонтальной лыжне. На рисунке 84 изобразите силу трения и точку её приложения.
Задание:
Лыжник спускается с горы и далее скользит по горизонтальной лыжне. На рисунке (рис. 84) необходимо изобразить силу трения и точку её приложения.
Пошаговое описание выполнения упражнения:
Изображение ситуации:
Нарисуйте лыжника, движущегося по горизонтальной лыжне. Можно показать его в профиль или сверху, главное – ясно обозначить направление движения (например, вправо).
Определение направления движения:
Обозначьте стрелкой направление движения лыжника по горизонтали.
Изображение силы трения:
Отметьте силу трения с помощью стрелки, направленной в противоположную сторону от направления движения (то есть, если лыжник движется вправо, стрелка силы трения должна быть направлена влево).
Подпишите стрелку как «Fр» или «Сила трения».
Указание точки приложения силы трения:
Точка приложения силы трения находится в области контакта лыж с поверхностью снега. На рисунке обозначьте эту линию контакта (обычно это нижняя сторона лыж).
Можно нарисовать маленький кружок или отметить место на нижней части лыж, чтобы показать, где именно действует сила трения.
Дополнительные детали (по желанию):
Если хотите, можно отметить также силу нормальной реакции, действующую перпендикулярно поверхности лыжни, и силу тяжести, направленную вниз. Но для данного задания главное – выделить силу трения.
Итог:
На рисунке лыжника, движущегося по горизонтальной лыжне, должна быть нарисована стрелка, указывающая в противоположном направлению к движению, обозначенная как сила трения, с точкой её приложения в зоне контакта лыж со снегом.
#физика_7_класс
#физика_7_32
#Сила_трения
#физикапрезентация
#перышкин
Использованные источники:
- Физика 7 класс. А.В.Перышкин
- Использование chatdeepseek, chatGPT