Лабораторная работа «Определение коэффициента трения покоя при помощи наклонной плоскости».. лабораторная работа-1. Лабораторная работа Определение коэффициента трения покоя при помощи наклонной плоскости
 Скачать 140.85 Kb.
|
|
Лабораторная работа «Определение коэффициента трения покоя при помощи наклонной плоскости». Тип урока:Лабораторная работа. Цели урока: Образовательные: систематизировать знания учащихся о силе трения. Развивающие: развивать познавательную активность учащихся. Воспитательные: содействовать формированию идеи познаваемости мира. Воспитывать трудолюбие, взаимопонимание между учениками и учителем. Задачи урока: Образовательная: повторить определение, природу, расчетную формулу силы трения, повторить понятие коэффициента трения скольжения, вспомнить от чего зависит коэффициент трения и от чего не зависит. Развивающая: продолжить работу над формированием навыков проведения самостоятельного эксперимента по физике, анализа результатов, полученных в ходе эксперимента, повышать информационную, коммуникативную культуры. Воспитательная: воспитание коллективизма, взаимного уважения, нравственных качеств, воспитывать аккуратность и бережное отношение к школьному имуществу. Оборудование: ноутбук, программное обеспечение для Кванториума Releon Lite, «датчик ускорения», пластилин, исследуемое тело, наклонная плоскость, опора, электронная таблица MsExel, рулетка, динамометр, набор грузов. Теория к работе:     Fтр + N+mg =0 -Fтр + mg sin  =0Fтр= µN =µmgcos mg sin -  mg cos = 0g sin - g cos = 0µg cos = g sin µ= tg Ход урока Вводно-мотивационный этап. (5 минут) Этап актуализации знаний и действий. Повторение понятия «сила трения». Повторение причины возникновения силы трения, ее природы. Повторения видов трения. Повторение расчетной формулы силы трения, ее анализ. Повторение понятия «коэффициент трения покоя». Учитель: Давайте вспомним, какую силу называют силой трения скольжения. Учащиеся должны дать ответ: Сила трения скольжения – это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения. У: Какова природа сил трения? Ответ: Сопротивление сдвигу (сила упругости) в местах неровностей является причиной трения. Если поверхности очень гладкие действуют силы межмолекулярного притяжения. Сила трения имеет электромагнитную природу. У: Какова классификация основных видов трения? Ответ: Скольжения, качения, покоя, сухое, вязкое (жидкостное). У: По какой формуле определяют силу трения скольжения? Ответ: Fтр = μN. У: Что такое μ? Ответ: Коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения скольжения У: Как на опыте определить силу трения скольжения? Ответ: Равномерно перемещать брусок при помощи динамометра по поверхности. При равномерном движении силы, действующие на тело, компенсируют друг друга, поэтому сила трения равна по модулю силе тяги. У: Как определить коэффициент трения скольжения? Ответ: μ = F/N У: Зависит ли коэффициент трения от силы трения? От силы нормального давления? Ответ: Коэффициент трения не зависит ни от силы трения, ни от силы нормального давления. Коэффициент трения зависит от рода трущихся поверхностей и качества обработки поверхности. Операционно-содержательный этап (30 минут) Выполнение самостоятельного эксперимента. Работа в группах. Группа № 1 проводит эксперимент по определению силы трения покоя с помощью наклонной плоскости с использованием цифровой лаборатории. Группа № 2 проводит эксперимент по определению силы трения покоя с помощью наклонной плоскости на классическом оборудовании. Группа № 3 проводит эксперимент по определению силы трения покоя на классическом оборудовании без наклонной плоскости. Группа № 1 проводит эксперимент по определению силы трения покоя с помощью наклонной плоскости с использованием цифровой лаборатории. Ход работы на оборудовании цифровой лаборатории Запустить с рабочего стола ноутбука программу Releon Lite (ПО). Установить связь между «датчиком ускорения» и ПО. Для этого: В ПО выбрать способ связи Bluetooth, включить датчик, удерживая на нем кнопку пуск 3 с. Нажать на экране ПО кнопку поиск. После появления на экране устройства «Физика-5 nnn-nnn» (nn… - комбинация цифр) кликнуть по указателю «отключен» и дождааться подключения. В появившемся перечне датчиков отключить все кроме «Датчиков ускорения. Ось X (Y,Z)» Разместить на направляющей, которая будет выполнять роль наклонной плоскости, «датчик ускорения» длинной стороной поперек направления и с помощью пластилина установить препятствие для его соскальзывания. Запустить считывание информации нажав в нижней части ПО указатель «Пуск» Установив направляющую горизонтально, проверьте показания проекции ускорения свободного падения на оси X и Y. Если в течении 3-5с среди изменяющихся показаний не появляется значение равное «0», произведите сброс данного датчика, развернув поле под значением и кликнув по кнопсе «Сбросить» В верхней части экрана ПО кликните по кнопке «ПАУЗА» Установите на направляющую деревянный брусок, а направляющую на опору, чтобы создать наклонную плоскость примерно под углом 15-20 (брусок не должен соскальзывать, направляющая не должна заваливаться влево или право) В верхней части экрана ПО кликните по кнопке «ПУСК» Медленно и плавно начните перемещать опору, увеличивая угол наклона плоскости до момента начала соскальзывания бруска. ВАЖНО: необходимо прекратить увеличение угла наклона в момент начала движения бруска. Не меняя положения плоскости (при необходимости повторить п.п.4,6-9), через 2-3 секунды в верхней части экрана ПО кликните по кнопке «ПАУЗА». (далее можно не обращать внимание на наклонную плоскость) В верхней части экрана ПО кликните по кнопке «EXEL», в появившемся окне задайте имя файла с результатами и кликните «Сохранить» Откройте сохраненный на рабочем столе файл с результатами. С помощью средств MsExel произведите расчеты средних значений sin и cos . Вычислите tg Расчеты занесите в таблицу.
Поскольку единицей измерения ускорения в цифровой лаборатории выбрано g, в колонке C «Датчик ускорения. Ось Y» у нас значения sin , а в колонке D «Датчик ускорения. Ось Z» - значения cos Для расчета средних значений рекомендуется выбрать из таблицы последние 10-15 значений при этом ориентироваться на значение колонки B «Датчик ускорения. Ось X» выбрав предельным индикатором значение «0» не менее чем десятое снизу. (Колебания значений, наблюдаемых на экране, связано с постоянным считыванием состояния положения датчика, его превода в проекции по трем осям и округления полученных значений – так называемой погрешностью машинного округления) Группа № 2 проводит эксперимент по определению силы трения покоя с помощью наклонной плоскости на классическом оборудовании Ход работы на классическом оборудовании Измерьте длину направляющей. Установите на направляющую деревянный брусок, а направляющую на опору, чтобы создать наклонную плоскость примерно под углом 15-20 (брусок не должен соскальзывать, направляющая не должна заваливаться влево или право) Медленно и плавно начните перемещать опору, увеличивая угол наклона плоскости до момента начала соскальзывания бруска. ВАЖНО: необходимо прекратить увеличение угла наклона в момент начала движения бруска. Не меняя положения плоскости, измерьте ее высоту. Результаты запишите в таблицу, эксперимент повторите несколько раз. Проведите необходимые расчеты и заполните таблицу.
Группа № 3 проводит эксперимент по определению силы трения покоя на классическом оборудовании без наклонной плоскости Ход работы на классическом оборудовании без наклонной плоскости С помощью динамометра измерьте вес бруска. Установите на направляющую деревянный брусок, а направляющую разместите горизонтально на столе. Прикрепите динамометр к бруску. Медленно и плавно горизонтально потяните динамометр до момента начала скольжения бруска. ВАЖНО: зафиксировать показания динамометра в момент начала движения бруска. Результаты запишите в таблицу, эксперимент повторите несколько раз меняя вес бруска с помощью грузов. Проведите необходимые расчеты и заполните таблицу.
Рефлексивно-оценочный этап. Подведение итогов. (5минут) Учащиеся сравнивают значения, полученные с помощью цифровой лаборатории и классическими способами, делают вывод. Образовательные результаты, которые будут достигнуты учащимися: Учащиеся закрепят смысл физических понятий: «сила трения покоя», «коэффициент тренияпокоя». Учащиеся смогут решать практические задачи: на измерение сил – веса тела, силы трения; на определение коэффициента трения |