(Заняття канікулярної школи для учнів 8-9 кл.)
- Активізація розумової діяльності учнів.
- Формування узагальненого уміння проводити фізичні вимірювання.
- Формування узагальненого уміння проводити експериментальну перевірку фізичних закономірностей.
- Формування вміння систематизувати отримані результати у вигляді таблиці, вміння робити висновок на основі експерименту.
Організація проведення практикуму: Всі учні беруть участь в роботі практикуму діляться на групи. Кожна група учнів отримує завдання з коротким описом роботи.
Після закінчення виконання роботи учням необхідно скласти звіт. Звіт складається з таблиці, обчислення шуканої величини і її похибки, виведення з роботи.
I. Вступне слово вчителя:
Якщо покласти на горизонтальну поверхню брусок і подіяти на нього з достатньою силою в горизонтальному напрямку, то брусок стане рухатися. Неважко переконатися, що в цьому випадку на брусок діють чотири сили: у вертикальному напрямку - сила тяжіння P і сила реакції опори Q, рівні по модулю протилежні за напрямком; в горизонтальному напрямку - сила тяги F і протилежна по напрямку сила тертя Fmp.
Щоб брусок рухався рівномірно і прямолінійно, потрібно, щоб модуль сили тяги дорівнював модулю сили тертя.
На цьому заснований метод вимірювання сили тертя. Слід докласти до бруска силу тяги, яка буде підтримувати рівномірний прямолінійний рух цього тіла. З цієї силі тяги визначають модуль сили тертя.
Завдання групі I.
Визначте коефіцієнт тертя ковзання при русі бруска по горизонтальній поверхні столу.
Устаткування: трибометр, дерев'яна лінійка, дерев'яний брусок з трьома отворами; динамометр; набір вантажів з механіки.
Порядок виконання роботи.
- Обчисліть ціну поділки шкали динамометра.
- Виміряйте вагу бруска за допомогою динамометра. Результат вимірювання ваги запишіть в таблицю.
- Виміряйте силу тертя ковзання бруска з вантажами по столу. Для цього рухайте брусок з вантажами рівномірно по столу за допомогою динамометра.
- Результат вимірювання запишіть в таблицю.
- Навантажуючи брусок одним, двома і трьома вантажами, виміряйте в кожному випадку силу тертя. Дані занесіть в таблицю.
- Розрахуйте коефіцієнт тертя ковзання
- Визначте інструментальну похибку коефіцієнта тертя.
- Зробіть висновок.
Легко переконатися, що в разі руху тіла по горизонтальній поверхні сила нормального тиску дорівнює силі тяжіння, що діє на це тіло: N = P. Це дозволяє обчислити коефіцієнт тертя:
Ціна поділки шкали динамометра, ц.д = 0,1 Н.
1. Визначили вага бруска і вантажу за допомогою динамометра, записали в таблицю.
2. Рухаючи брусок рівномірно по дерев'яній лінійці, визначили силу тяги, яка дорівнює силі тертя. Записали її значення в таблицю.
3. Визначили коефіцієнт тертя для кожного вимірювання сили тертя, занесли їх в таблицю.
4. Визначили похибка вимірювання для кожного значення коефіцієнта сили тертя.
1. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,2.
2. Інструментальна похибка вимірювання дорівнює 0,06.
3. Коефіцієнт тертя ковзання при взаємному русі тіла по поверхні столу є величиною постійною не залежить від сили нормального тиску.
2. Порівняйте коефіцієнт тертя спокою, ковзання і кочення. Зробіть висновок.
Устаткування: динамометр, брусок дерев'яний, вантажі з двома гачками - 2 шт. олівці круглі - 2 шт.
Порядок виконання роботи.
1. Обчисліть ціну поділки шкали динамометра.
2. Виміряйте вагу бруска з двома вантажами за допомогою динамометра. Результат вимірювання ваги запишіть в зошит.
3. Виміряйте максимальну силу тертя спокою бруска по столу. Для цього покладіть брусок на стіл, а на брусок два вантажу; до бруска причепіть динамометр і приведіть брусок з вантажами в рух. Запишіть показання динамометра, відповідне початку руху бруска.
4. Виміряйте силу тертя ковзання бруска з вантажами по столу. Для цього рухайте брусок з вантажами рівномірно по столу за допомогою динамометра. Результат вимірювання сили запишіть в зошит.
5. Виміряйте силу тертя кочення бруска по столу. Для цього покладіть брусок з двома вантажами на два круглих олівця і переміщайте рівномірно брусок по столу за допомогою динамометра. Результат вимірювання сили запишіть в зошит.
6. Зробіть висновок про те, яка сила більше:
а) вага тіла або максимальна сила тертя спокою?
б) максимальна сила тертя спокою або сила тертя ковзання?
в) сила тертя ковзання або сила тертя кочення?
7. Порівняйте коефіцієнт тертя спокою, тертя ковзання і тертя кочення.
Ціна поділки шкали динамометра, ц.д = 0,1 Н.
а) Вага тіла більше ніж максимальна сила тертя спокою.
б) Максимальна сила тертя спокою більше ніж сила тертя ковзання.
в) Сила тертя ковзання більше ніж сила тертя кочення.
г) При незмінному вазі тіла, найменше значення коефіцієнт тертя має при коченні тіла, а найбільше в разі спокою.
3. Визначте коефіцієнт тертя ковзання при русі бруска уздовж поверхні гуми, нешліфований дерев'яної рейки, наждачного паперу.
Устаткування: динамометр, брусок дерев'яний, вантажі з двома гачками - 2 шт. відріз лінолеуму, дерев'яна нешліфована рейка, наждачний папір.
Порядок виконання роботи.
1. Обчисліть ціну поділки шкали динамометра.
2. Виміряйте вагу бруска за допомогою динамометра. Результат вимірювання ваги запишіть в таблицю.
3. Виміряйте силу тертя ковзання бруска з вантажами по поверхні гуми, дерев'яної нешліфований лінійки і по поверхні наждачного паперу. Для цього рухайте брусок з вантажами рівномірно по столу за допомогою динамометра. Результат вимірювання запишіть в таблицю.
4. Розрахуйте коефіцієнт тертя ковзання.
5. Зробіть висновок.
Ціна поділки шкали динамометра, ц.д = 0,1 Н.
Види, що труться
а) залежить від роду поверхонь, що труться.
б) залежить від шорсткості поверхонь, що труться.
в) чим більше шорсткості поверхні, тим коефіцієнт тертя більше.
2. Способи збільшення або зменшення сили тертя ковзання:
Збільшити: збільшити шорсткість поверхонь, що труться, насипати між труться частки (стружку, тирсу, пісок).
Зменшити: шліфування, полірування поверхонь, що труться, нанесення мастила.
Завдання группеII.
Вимірювання коефіцієнт тертя ковзання, використовуючи похилу площину
Обладнання: лінійка дерев'яна від трибометр, брусок дерев'яний, лінійка вимірювальна, штатив.
Порядок виконання роботи.
1. Використовуючи штатив, закріпіть лінійку під кутом до столу.
2. Покладіть брусок на закріплену під кутом дерев'яну лінійку.
3. Змінюючи кут нахилу лінійки, знайдіть такий максимальний кут, при якому брусок ще спочиває.
4. Виміряйте довжину підстави лінійки і висоту підйому лінійки.
5. Розрахуйте значення коефіцієнта тертя ковзання дерева об дерево за формулою:
6. Розрахуйте похибка вимірювання.
7. Висновок.
Виміряли висоту підйому і довжину підстави лінійки.
1. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,3.
2. Похибка вимірювання дорівнює 0,0016.
2. Ізмереніекоеффіціента тертя ковзання, через перекидання бруска
Устаткування: брусок дерев'яний, лінійка дерев'яна від трибометр, нитка, лінійка учнівська.
Порядок виконання роботи.
Теоретичне обґрунтування: Брусок з прив'язаною до довгої грані ниткою поставте торцем на горизонтальну поверхню столу і тягніть за нитку. Якщо нитка закріплена невисоко над поверхнею столу, то брусок буде ковзати. При певній висоті h точки А кріплення нитки сила натягу нитки F перекидає брусок.
Умови рівноваги для цього випадку щодо точки - кута перекидання:
Згідно II закону Ньютона: F - Fтр = 0;
1. Розрахуйте за формулою значення коефіцієнта тертя ковзання дерева об дерево.
2. Визначте похибку вимірювань.
3. Запишіть отриману відповідь з урахуванням допущених помилок вимірювань.
4. Зробіть висновок.
a = 45 ± 1 мм, h = 80 ± 1 мм.
1. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,28.
2. Інструментальна похибка вимірювання дорівнює 0,0098.
3. Ізмереніекоеффіціента тертя ковзання за допомогою олівця.
Устаткування: олівець, лінійка дерев'яна від трибометр, лінійка учнівська.
Порядок виконання роботи.
Теоретичне обґрунтування: Поставте олівець на стіл вертикально, натисніть на нього, нахиліть і спостерігайте характер його падіння. При невеликих кутах нахилу до вертикалі олівець не прослизає щодо поверхні столу при будь-якій величині сили, що притискує його до столу. Прослизання починається з деякого критичного кута, що залежить від сили тертя.
Записуємо другий закон Ньютона в проекціях на координатні осі при куті нахилу, що дорівнює критичного. (Силою тяжкості mg, що діє на олівець, в порівнянні з великою силою F нехтуємо).
1. Розрахуйте за формулою значення коефіцієнта тертя ковзання дерева об дерево.
2. Визначте похибку вимірювань.
3. Запишіть отриману відповідь з урахуванням допущених помилок вимірювань.
4. Зробіть висновок.
1. Обробка результатів