Один образец лучше держится на сухой поверхности, другой — на влажной. Можно ли объявить «лучшую подошву» по одному испытанию?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Учебные записи измерений, схема, калькулятор. Предпосылки: сила тяжести, реакция опоры, среднее арифметическое. Основной вариант — анализ готовых данных. Дополнительная сухая демонстрация учителя: маленький брусок с закреплённым образцом, суммарная масса 0,50 кг, горизонтальная нить и школьный динамометр, поддон на столе; движение медленное и короткое. Не тянуть человека, не испытывать обувь на ребёнке, не мочить пол, не работать у края стола. 8 класс получает формулу; 9 класс оценивает повторяемость и перенос на другие условия.
| Минуты | Работа | Проверяемый продукт |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Вопрос и проверяемое предположение |
| 5–14 | Понятия и разобранный пример | Пояснение величин и метода |
| 14–25 | Практика 1 | Расчёт, схема или протокол по данным |
| 25–33 | Практика 2 | Решение на новых условиях |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, альтернатива и вывод |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и исправление |
Все тексты, рисунки и данные включены. Без регистрации: распечатайте ученическую часть PDF или используйте доску. Ответы открывайте после самостоятельной попытки. Минуты включают чтение, записи и переходы. В конце соберите индивидуальную работу. 0–1 балл: разобрать пример повторно; 2–3: уточнить пропущенное звено; 4: объяснить ограничение модели. Это обратная связь, не обязательная школьная отметка.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Вопрос и проверяемое предположение
Две карточки обещают «сильное сцепление» материалов А и Б, но не сообщают, на какой поверхности его проверяли. За 2 минуты сформулируйте измеряемый показатель; за 2 назовите одинаковые условия; за 1 предположите, может ли порядок образцов измениться при увлажнении. Проверка не является испытанием безопасности настоящей обуви.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
При неподвижном контакте сила трения покоя подстраивается к приложенной силе до некоторого предела Fmax. В модели Fmax=μsN. При равномерном скольжении горизонтальная тяга уравновешивает трение скольжения: Fск=μkN. Это разные режимы и коэффициенты. На горизонтальном столе при горизонтальной тяге N=mg. Если тянуть вверх под углом, N меняется, и прежний расчёт уже неверен.
Пример: общая масса 0,50 кг, g=10 м/с², поэтому N=5,0 Н. Максимальная тяга перед началом движения в трёх повторах 2,8; 3,0; 3,2 Н. Среднее 3,0 Н, μs=3,0/5,0=0,60, безразмерно. Половина размаха силы 0,2 Н описывает разброс серии, но не всю погрешность метода. Постоянное усилие после начала скольжения нужно записывать отдельно.
3 минуты — два режима; 3 — расчёт; 3 — направление тяги и ограничения.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Условие | Fmax 1, Н | Fmax 2, Н | Fmax 3, Н |
|---|---|---|---|
| А, сухо | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
| Б, сухо | 2,1 | 2,2 | 2,3 |
| А, влажно | 1,4 | 1,5 | 1,6 |
| Б, влажно | 1,8 | 1,9 | 2,0 |
Учебные данные для одной поверхности, массы 0,50 кг и горизонтальной тяги. Влажные серии уже предоставлены, их не повторяют в классе. 2 минуты — разделите условия; 4 — найдите средние и μs; 3 — сравните порядок материалов; 2 — запишите вывод с условиями. Продукт: четыре коэффициента и два сравнения. Критерии: используется общая масса, режим не назван скольжением, влажность учтена.
Разбор практики 1 и критерии
Средние Fmax: 3,0; 2,2; 1,5; 1,9 Н. μs: 0,60; 0,44; 0,30; 0,38. В сухой серии А выше Б, во влажной Б выше А. Для А при увлажнении коэффициент уменьшился вдвое; для Б — примерно на 13,6%. Вывод относится к данной поверхности и заданной процедуре; не ко всем условиям эксплуатации.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
Для А на сухой поверхности при равномерном скольжении записаны 2,3; 2,4; 2,5 Н. Масса 0,50 кг. В новой серии масса стала 0,80 кг; модель предполагает тот же μk. За 3 минуты найдите μk; за 3 спрогнозируйте тягу для новой массы; за 2 объясните, почему подставлять μs=0,60 в эту задачу нельзя. Продукт: расчёт и прогноз с условием.
Ответ и объяснение практики 2
Среднее Fск=2,4 Н; μk=2,4/5=0,48. Для массы 0,80 кг N=8 Н, тяга при равномерном скольжении 0,48·8=3,84 Н. μs характеризует предел перед сдвигом, не установившееся скольжение. Постоянство μk — допущение; его проверяют отдельной серией, а не объявляют доказанным прогнозом.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
2 минуты — оцените «чем глубже рисунок подошвы, тем всегда больше трение»; 3 — предложите сравнение, которое отделит рисунок от материала и нагрузки; 2 — напишите критерий честной рекламной формулировки по данным.
Опора для обсуждения
В таблице не контролировали рисунок отдельно, поэтому его эффект не установлен. Нужны образцы одного материала с разным рисунком при одинаковых массе, поверхности и режиме. Корректно: «в заданной сухой серии А имело больший μs»; некорректно: «А никогда не скользит». Геометрия контакта, вода и загрязнение могут менять результат.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
Брусок общей массой 0,60 кг начинает двигаться при горизонтальной тяге 2,7 Н. За 3 минуты найдите N и μs; укажите режим трения и одно условие сравнения. 1 минута — сверка, 1 — исправление; четыре критерия по 1 баллу.
Ключ и критерии индивидуальной работы
N=0,60·10=6,0 Н; μs=2,7/6=0,45. Измеряется предел трения покоя, а не трение скольжения. Сравнивают при одинаковой поверхности, температуре/влажности и горизонтальной тяге; достаточно одного названного условия. Четыре критерия по 1 баллу.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Трение в природе и жизнедеятельности | Сравнивает контактные материалы | Не переносит результат без условий |
| Занятие №10: коэффициент трения подошвы | Обрабатывает безопасные настольные серии | Различает μs и μk |
Опора — раздел «Объединяем науки» опубликованной программы на 64 часа. Это самостоятельный урок на 45 минут. Подробный сценарий, распределение времени и учебные числовые серии — методическая разработка. Предоставленные данные не выдаются за опыт, проведённый авторами или этим классом.
Источники и права на изображения
Источники проверены 15.10.2026. Числовые наборы и графики — учебные модели, не результаты проведённых авторами опытов. Оригинальные схемы подготовлены порталом «Школы России» для этого урока, не являются фотографиями. Ответы и примечания учителю в PDF выделены отдельно.