Сила упругости. Закон Гука. Динамометр.

Место урока:урок №1 в теме «Силы в природе», глава 4.

Тип урока:урок сообщения новых знаний и первичного закрепления.

Цели и задачи урока:

Образовательные:

§  сформировать у учащихся устойчивые представления о природе возникновения силы упругости, силах межатомного взаимодействия;

§  ввести понятия удлинения, жёсткости;

§  познакомить с формулировкой и алгебраической записью закона Гука, а так же с видами движения тела под действием силы упругости;

§  выработать умение записывать, анализировать закон Гука и другие закономерности, производить алгебраические преобразования величин и единиц измерения; по - возможности, самостоятельно определять порядок действий, составлять план практической деятельности, выполнять его;

§  сформировать навыки измерения физических величин (k) косвенным методом на основе прямых измерений нескольких величин (Fупр  и   X).

 Воспитательные:

§    показать взаимосвязь процессов макро- и микромира;

§    продолжить формирование единой естественно – научной картины мира на основе объяснения законами физики процессов и явлений окружающей нас действительности, целостной системы знаний по теме «силы в природе»,

 Развивающие:

§    развивать логическое мышление, умение планировать свою работу обобщать и делать выводы, используя новую информацию и имеющийся жизненный опыт, а так же умение рефлексировать;

§    развивать навыки практической работы;

§    развивать способности к диалогу и сотрудничеству в мини группах.

 

Оборудование:

компьютер, ИАД, динамометр, резиновый шнур, наборы грузов,

пружины различной жёсткости

Ход урока:

№

этапа

             Деятельность учителя

            Деятельность учащихся

Время

  Организация начала занятия Задачи:               1..создание доброжелательной рабочей            атмосферы урока;              2..подготовка учащихся к работе. Учитель читает стихотворение: Науку всё глубже постигнуть стремись,          Познанием вечного жаждой томись. Лишь первых познаний блеснёт тебе свет,         Узнаешь: предела для знания нет!

 

Выход на тему:

- Сегодня вам предстоит тоже познание нового . Для начала вам предлагается указать соответствие (слайд №1 на доске) между величинами и единицами измерения. Как нужно поставить стрелки?

- А теперь сравните с ответом, который должен быть  (слайд №2) Подготовка к основному этапу занятия. Задачи: обеспечение мотивации и принятия учащимися цели учебно-познавательной деятельности, актуализация опорных знаний. - Итак, тема нашего урока:  «Сила упругости. Закон Гука. Динамометр».

Фронтальный опрос  (актуализация знаний)

Дальнейшее изучение физики без понятия «сила» невозможно!  Сегодня мы подробно остановимся на  законах и природе силы упругости. Когда она возникает? Какое значение она имеет для человека? Как можно её измерить и вычислить? Часто ли мы встречаемся в жизни с проявлениями силы упругости?   Вы поймёте, что наблюдали неоднократно действие этой силы, пользовались приборами, устройство которых основано на действии силы упругости.  Вспомним:   Что называется силой?    

 

 

   От чего зависит результат действия силы на тело?     - Вы знаете, что любая физическая величина, имеет : ???  

 

- А каким прибором измеряют силу, может кто-то знает?  (Название прибора в переводе с греческого означает: dynamis – сила,  metreo- измерять.)

 Много ли различных сил существует в природе? Приведите примеры сил.   На самом деле в природе не так много различных сил. И когда мы рассматриваем механическое движение тел, то имеем дело всего с тремя видами сил. Запишем их названия.    Слайд №3                 Механические силы. - сила тяготения; - сила трения; - сила упругости.   - Сегодня вам предстоит изучить силу упругости

 

Усвоение новых знаний и способов действий. Задачи: обеспечение восприятия осмысления и первичного запоминания знаний и способов действий.  

Демонстрация опыта 1

- Пронаблюдайте за пружиной и скажите, что проитзошло с ней?

Сила, действующая на тело, не только вызывает его ускоренное движение, но и может быть причиной деформации тела.

- Что такое деформация?

 Что заставляет выпрямляться сетку батута?

 

 Что  такое «деформация»? Внимательно вслушайтесь в это слово.  Могут ли при этом измениться размеры тела?   Что такое упругая деформация и какие примеры упругих деформаций вы можете привести?    ….. пластичных деформаций?   Правильно. Но надо помнить, что при увеличении нагрузки упругая деформация становится пластичной, а дальнейшее увеличение нагрузки может привести к разрушению образца. (показать деформированную пружину с остаточной пластической деформацией). Поэтому нельзя допускать превышения нагрузки, соответствующей пределу упругой деформации. Упругие деформации возникают только при малых деформациях.  

Демонстрация опыта 3

- Деформация линейки   Почему возникает сила упругости?    Вспомним строение твердого тела.     Впервые в истории физики установил связь силы упругости и деформации Роберт Гук. Запишите в тетрадь фамилию и дату рождения великого английского физика.     Запишем закон Гука.                    О законе Гука Для каждой ситуации В упругой деформации Закон везде один: Все силы, как и водится, В пропорции находятся К увеличенью длин. А если при решении У длин есть уменьшение Закон и тут закон: Пропорции упрямые Прямые (те же самые) Но знак у сил сменён. Ну что это за мука: Закон запомнить Гука! Но мы пойдём на риск: Напишем слева силу, А справа, чтобы было Знак «минус», «k» и «x».  - Электронный учебник

 

Коэффициент пропорциональности k в законе Гука называется жёсткостью тела. k=  (F упр.)x    ;               [k]=1  Н           x                                    м   Деформированное тело обладает запасом потенциальной энергии и может совершить работу.  Мы можем это можно проверить.  

Демонстрация опыта 4

Возьмите линейку согните её и с помощью неё выполните работу (сдвинуть ластик, тетрадь, ручку и пр.)

      Первичная проверка понимания. Задачи: установление правильности осознанности усвоения нового учебного материала: Выявление пробелов и их коррекция.    Какое явление описывает С. Михалков в своём стихотворении «Азбука»?   «Азбука»                                   стих С.Михалкова. Что случилось? Что случилось? С печки азбука свалилась. Больно вывихнула ножку Прописная буква М, Г ударилась немножко, Ж рассыпалось совсем! … Ф, бедняжку, так раздуло – Не прочесть её никак! Букву Р перевернуло – Превратило в мягкий знак! …   При каких условиях возникает деформация тела?      Что является следствием деформации?  В чём состоит закон Гука? (Можно прочитать текст ещё раз!)          Какова природа силы упругости?        Как можно из закона Гука вычислить удлинение тела?  

 

Что такое жёсткость тела?  

 

 Что такое реакция опоры?   Закрепление знаний и способов действий. Задачи: обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в нужной ситуации.  

 

 От чего же зависит жёсткость тела? Показать деформацию резинового шнура и стальной пружины под действием равных сил. Существуют тела с различной жесткостью: меньше – у резины, больше у металлов и т. д.  Какое вещество имеет большую жесткость? Как ни удивительно, но кость по своей прочности уступает только твёрдым сортам стали, и оказывается гораздо прочнее, тел из гранита и бетона, ставших образцами прочности!   Работа в парах Узнаем жесткость пружины.   Для начала составьте алгоритм определения жёсткости (устно)

 

 Что для этого необходимо сделать?  

 

Какие значения получены? Обсуждение результатов. Помочь тем, у кого возникнут трудности.     Обобщение и систематизация знаний. Задачи: формирование целостной системы ведущих знаний по теме «сила упругости»   Тест  на проверку усвоения новой темы 6 вопросов  Как часто вы встречались в жизни с силой упругости? Приведите несколько примеров ситуаций, когда действует сила упругости. Какие приборы вы использовали, в основу устройства которых положен закон Гука?    Что было бы, если бы исчезла сила упругости (в какой-то отдельной ситуации)? Приведите пример.      Как будет двигаться тело под действием силы упругости?     Подведение итогов урока. Рефлексия. Задача: мобилизация учащихся на рефлексию свого поведения, усвоение принципов сотрудничества и саморегуляции. Наметит перспективу следующей работы.    Что нового вы узнали на уроке?        Что было наиболее интересным?         ? Какой материал или действие вызвало особые затруднения?         На следующем уроке по данной теме мы измерим коэффициент жёсткости пружины лабораторного динамометра.      

 

Домашнее задание параграф 35,36 упр 13 №4

    занимают рабочие места.          

 

 

 Учащиеся указывают соответствие между физическими величинами и их единицами измерения               Учащиеся записывают тему урока в тетрадях: Сила упругости. Закон Гука. Динамометр.                

 

 

 

Сила- величина, характеризующая взаимодействие тел. *Действие одного тела на другое, являющееся причиной ускорения или деформации тела называется силой.     *Результат действия силы на тело зависит от её модуля, направления, точки приложения.     Единицу измерения, формулу, которой она выражается, буквенное обозначение и прибор для измерения *Измеряют силу динамометром.   динамометр     **сила трения; сила тяжести; сила упругости; электрическая сила; магнитная; сила ветра и воды; сила землетрясений; сила света и др. Механические силы: - сила тяготения; - сила трения; - сила упругости.            

 

 

 

 

 

  * Пружина растянулась. Она восстановит исходное состояние тела, если убрать внешнюю силу             *Сила упругости сетки, возникающая при деформации.     *Изменение формы тела.     *Да. Могут изменяться и размеры тела. деформация пружины, резины, лески и др. *Деформация пластилина, оконной замазки и др.                             **Силы упругости возникают при деформации сидений, тросов, если есть действие внешней силы, и др                       Стр 101 запишите закон Гука                                     Просмотр электронного учебника на ИАД     Учащиеся записывают:   (F упр.)x = - kХ сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна его удлинению и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела при деформации.   Удлинение X=/ ℓ-ℓо/  ,   [X]=1 м; k – жёсткость тела;  k= - (F упр.)х               X   [k]=1 Н           м                 *Явление деформации букв.                           *Деформация возникает при движении одних частиц тела относительно других.   *Следствием деформации является возникновение силы упругости, которая стремится восстановить исходное состояние.   *Сила упругости имеет электромагнитную природу.   Удлинение тела равно отношению силы упругости к жесткости тела.   *Жёсткость тела – это коэффициент пропорциональности между Fупр.  и удлинением тела при деформации.   *Это сила упругости, действующая на тело со стороны опоры ли подвеса.               **Жёсткость зависит от материала, из которого изготовлено тело.  

 

  * Бетон, гранит, сталь.        

 На каждой парте лежит пружина, динамометр, линейка груз

-измерить удлинение  Х; -вычислить жесткость как отношение силы упругости к удлинению: k =  (F упр.)     ;                         x                              Выполняют на листочках       Учащиеся приводят примеры.     *Динамометр, весы, часы, барометр, силомер, амперметр, вольтметр.   **Все деформации были бы только пластическими, деформированные суставы, мышцы и кости не восстанавливали бы свою форму и др.   *Тело будет двигаться по окружности, или будет совершать колебательное движение.           *Понятие деформации, природу  силы упругости, закон Гука, понятие жёсткости и удлинения.   *Жёсткость кости так велика! Измерение жёсткости. Важность силы упругости в жизни.     *Измерение удлинения Понятие жёсткости Совместная работа                   1               2-5                                                                                                                 12- 15                                                                                                                                                                                                                                                                                                

 

 

 

 

 

1.       Размерность жёсткости в системе СИ:

А) м                      Б)кг                      В)Н                              Г)Н/м                        Д) Н/кг

2. Границы применимости закона Гука для упругих тел

А) при малых деформациях              Б)для любых деформаций                   В)при больших деформациях                  Г)нет верного варианта ответа

3.  В результате чего появляется сила упругости?

А)   массы тела           Б)трения                      В)деформации                     Г)нет ответа

4. Формула расчёта силы упругости

             А)    Fупр = - k*х       Б) Fупр =- k /х    В) Fупр = х/- k            Г) нет ответа

 

5. Чем измеряют силу упругости

А) весами              Б)термометром                     В)барометром                Г)часами   Д) нет ответа

          6. Размерность удлинения

А) м                      Б)кг                      В)Н                              Г)Н/м                        Д) Н/кг

 

 

 

1.       Размерность жёсткости в системе СИ:

А) м                      Б)кг                      В)Н                              Г)Н/м                        Д) Н/кг

2. Границы применимости закона Гука для упругих тел

А) при малых деформациях              Б)для любых деформаций                   В)при больших деформациях                  Г)нет верного варианта ответа

3.  В результате чего появляется сила упругости?

А)   массы тела           Б)трения                      В)деформации                     Г)нет ответа

4. Формула расчёта силы упругости

             А)    Fупр = - k*х       Б) Fупр =- k /х    В) Fупр = х/- k            Г) нет ответа

 

5. Чем измеряют силу упругости

А) весами              Б)термометром                  В)барометром              Г)часами     Д) нет ответа       

6. Размерность удлинения

А) м                      Б)кг                      В)Н                              Г)Н/м                        Д) Н/кг