Задачи для самостоятельного решения
Занятие 10. Силы упругости, силы трения. Решение задач.
Цели занятия:
Личностные: уметь самостоятельно добывать новые для себя физические знания, используя для этого доступные источники информации; умение управлять своей познавательной деятельностью, проводить самооценку уровня собственного интеллектуального развития.
Метапредметные: уметь анализировать и представлять информацию в различных видах.
Предметные: формулировать понятия «силы упругости, силы трения», «Деформация. Сила упругости. Закон Гука», «Силы трения покоя, скольжения, качения. Сила сопротивления»
Задание
1. Проверка домашнего задания – сдать конспекты предыдущего занятия.
2. Новый материал.
а) Изучение материала видео Часть 1, Часть 2
б) Написать конспект по материалу видео и в этом документе.
в) Решение задач. с.110 учебника § 35 Записать решение задач 1 и 2. С 118 учебника записать решение задачи 1 § 37 по плану: Дано. Найти. Решение (формулы и вычисления). Ответ.
3. Домашнее задание: теория с.107 - 118 § 34, 36, с.122 задача №2
СИЛЫ ТРЕНИЯ
Опорный конспект по §34 Деформация. Силы упругости. Закон Гука
| Возникновение сил упругости. Опр. | ||
| Силы упругости возникают при только при деформации тел и исчезают, когда она прекращается. | ОПР. Под деформацией понимают изменение объема или формы тела. | Значения сил упругости определяются изменениями длины и формы тела. |
Примеры: пружина – растянуть, батут – прогнуть.
| При изменении объема или формы твёрдых тел возникают силы упругости, препятствующие этим изменениям. | Силы упругости возникают всегда при попытке изменить объём жидкости или газа. |
|
|
|
| Как происходит деформация и проявляются силы упругости . | ||
 На идеально гладком столе
| Под действием внешней силы  пружина, обладающая массой, оказывается растянутой неодинаково по длине. Больше будут растянуты те участки, которые расположены ближе к месту, приложена сила
| Здесь сила упругости крайнего правого участка пружины должна сообщить ускорение всей системе — телу и пружине, а сила упругости вблизи противоположного (левого) конца сообщает то же самое ускорение лишь телу. |
| Если массой пружины можно пренебречь (т. е. если она мала по сравнению с массой тела), то деформация всех участков пружины будет одинакова. | ||
| Закон Гука. При малых изменениях формы и объёма тела связь силы упругости тела с этими изменениями была установлена экспериментально английским естествоиспытателем, учёным-энциклопедистом Робертом Гуком, современником Исаака Ньютона. | |||||
| ОПР. Упругой называется деформация, при которой тело восстанавливает свои первоначальные размеры и форму, как только прекращается действие силы, вызвавшей эту деформацию. |  .
| Рассмотрим растяжение резинового шнура под действием приложенной к его концу силы.
l0 - длина шнура с подвешенной к нему чашкой (рис. 3.13, а). Ось X направим вдоль шнура вертикально вниз. Начало отсчёта выберем на уровне нижнего конца шнура, когда он находится в начальном состоянии. Под действием приложенной к шнуру силы, равной весу чашки с находящимися на ней гирьками, его длина станет равной l, а координата нижнего конца шнура примет значение х (рис. 3.13, б). Обозначим удлинение шнура через ∆l: ∆l = l − 10 = х. (3.8) | |||
| Меняя число гирек, можно заметить, что сила упругости, равная силе тяжести, прямо пропорциональна изменению длины шнура. В этом и состоит закон Гука. СВС. При равновесии сила упругости растянутого шнура уравновешивает силу тяжести, действующую на чашку с гирьками | Закон Гука. При упругой деформации растяжения или сжатия модуль силы упругости прямо пропорционален модулю изменения длины тела: F = k |∆l | = k |х|.(3.9) | Учитывая, что координата х и проекция силы упругости деформированного тела F x на ось ОX имеют противоположные знаки, можно также записать: F x = − kx.(3.10) ОПР. Коэффициент пропорциональностиk называют коэффициентом упругости или жёсткостью. | Эта закономерность хорошо выполняется только при упругих деформациях, при которых удлинение х тела мало: при растяжении стержней из стали, чугуна, алюминия и других твёрдых упругих тел, деформация упругой пружины. | ||
|
|
| ||||
Зависимость модуля силы упругости деформированного тела от абсолютного значения его растяжения |х|.
Вопросы.
1. При каком условии появляются силы упругости?
2. При каких условиях выполняется закон Гука?
3. Объясните, почему рессоры уменьшают тряску автомобиля.
Задачи для самостоятельного решения
1. К динамометру привязан груз массой 2 кг. Динамометр с грузом опускают с ускорением 3 м/с2. Жёсткость пружины 103 Н/м. Определите модуль растяжения пружины динамометра.
Дано:
m = 2 кг
 = 3 м/с2
k = 103 Н/м
Найти: |х|
Ответ: 14 мм
| mа=mg− Fупр
 =  =0,014 м=14 мм
|
упр
СИЛЫ ТРЕНИЯ
Другой вид сил, в механике, — это силы трения,
|
|
|
∗действующие вдоль поверхностей - соприкосновении
∗ препятствуют относительному движению.
∗ в некоторых случаях движение не могло бы возникнуть без действия сил трения.
ОПР. Трение, возникающее при относительном перемещении соприкасающихся поверхностей твёрдых тел, называется сухим трением.
Виды сухого трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения.
СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ.
ОПР. Силу трения, действующую между двумя телами, неподвижными относительно друг друга, называют силой трения покоя.
∗ 
внешняя , параллельная поверхности - остаётся неподвижным, - сила трения покоя тр, равная по модулю и направленная в противоположную сторону силе :
тр = − .
∗превысит максимальную силу трения покоя, то тело начнет скользить.
ОПР. Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение ещё не наступает, называется максимальной силой трения покоя
СВС. максимальное значение модуля силы трения покоя пропорционально модулю силы нормальной реакции опоры. Fтр.mах=μ N. (3.11)
где μ — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения.
Коэффициент трения характеризует обе трущиеся поверхности и зависит не только от материала этих поверхностей, по и от качества их обработки. Коэффициент трения определяется экспериментально.
Если положить брусок на меньшую грань, то Fтр.mах не изменится.
СВС. Максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения тел.
Сила трения покоя изменяется в пределах от нуля до максимального значения, равного μ ∙ N.
Причины. При действии на тело некоторой силы 
оно слегка (незаметно для глаза) смещается, до тех пор, пока микроскопические шероховатости поверхностей зацепляясь одна за другую, они приведут к появлению силы, уравновешивающей силу . - опять чуть-чуть сдвинется так, что мельчайшие неровности поверхностей по-иному будут цепляться друг за друга, и сила трения возрастёт. И лишь при F > F т p mах ни при каком взаимном расположении шероховатостей поверхности сила трения не в состоянии уравновесить силу , и начнётся скольжение.
При ходьбе и беге на подошвы ног действует сила трения покоя, если только ноги не скользят. Такая же сила действует на ведущие колёса автомобиля. На ведомые колёса также действует сила трения покоя, но тормозящая движение, причём она значительно меньше силы, действующей на ведущие колёса (иначе автомобиль не смог бы тронуться с места).
Трение скольжения. При скольжении сила трения зависит не только от состояния трущихся поверхностей, но и от относительной скорости движения тел, причём эта зависимость от скорости является довольно сложной. Опыт показывает, что часто (хотя и не всегда) в самом начале скольжения, когда относительная скорость ещё мала, сила трения становится несколько меньше максимальной силы трения покоя. Лишь затем, по мере увеличения скорости, она растёт и начинает превосходить Fтp mах.
Вы, вероятно, замечали, что тяжёлый предмет, например ящик, трудно сдвинуть с места, а потом двигать его становится легче. Это как раз и объясняется уменьшением силы трения при появлении скольжения с малой скоростью (см. рис. 3.24).
При не слишком больших относительных скоростях движения сила трения скольжения мало отличается от максимальной силы трения покоя. Поэтому приближённо можно считать её постоянной и равной максимальной силе трения покоя: F ≈ Fтp mах = μ N.
СВС. Важная особенность силы трения скольжения состоит в том, что она всегда направлена противоположно относительной скорости соприкасающихся тел.
Силу трения скольжения можно уменьшить во много раз с помощью смазки — чаще всего тонкого слоя жидкости (обычно того или иного сорта минерального масла) — между трущимися поверхностями.
Трение между слоями жидкости, прилегающими к твёрдым поверхностям, значительно меньше, чем между сухими поверхностями.
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.
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 92; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!