Цель урока: выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука.
- обучающие: сформировать знанияо деформации, силе упругости; вывести закон Гука; сформировать способности применять закон Гука при решении задач.
- развивающие: продолжить формирование у учащихся представлений о разнообразии сил в природе, развивать умение наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент, делать выводы;
- воспитательные: продолжить формирование навыков коллективной и самостоятельной работы, развивать чувства товарищеской взаимопомощи, ответственности за проделанную работу.
Оборудование: компьютер, экран, мультимедиапроектор, Презентация, 4 штатива с муфтами и лапками, набор грузов по 1Н, 2 разные пружины, 2 разные резинки, прибор для демонстрации видов деформации, резиновые и пластилиновые игрушки, губка, эспандер, гибкие металлические или пластмассовые линейки, 12 полосок бумаги шириной 6-7 см, карточки с заданиями.
Предварительная подготовка: разделить учащихся на 4 группы.
Урок физики в 7 классе
Тема: Сила упругости. Закон Гука
1.Ввести понятие силы упругости, выяснить зависимость силы упругости от деформации, объяснить устройство и принцип действия динамометра.
2.Продолжить формирование умений наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент на простейшем оборудовании.
Демонстрации: 1. Деформация линейки под действием груза.
2. Упругая и пластическая деформация.
I. Организационный момент.
Механические явления чрезвычайно многообразны, поэтому, на первый взгляд для их объяснения надо учитывать много различных сил. Но оказалось, что все механические явления можно объяснить с помощью всего трех видов сил. Это:
Силы всемирного тяготения,
II. Актуализация знаний.
-Что же такое сила? Каковы единицы силы?
-Что может произойти с телом, на которое действует сила?
-Что является причиной падения всех тел на землю?
-Какую силу называют силой тяжести?
-В чем причина ее возникновения?
-Как зависит сила тяжести от массы тела?
-На какой из автомобилей – «Волгу» или «Жигули» – действует большая сила тяжести? Почему?
-Объем бензина в баке автомашины уменьшился в 2 раза. Как изменилась при этом сила тяжести бензина? Объясните.
-Что можно сказать о скорости тела, к которому не приложена никакая сила (F = 0)?
2. Решение задачи
Найти силу тяжести, действующую на тело массой 2 кг. Изобразите эту силу графически на чертеже в масштабе 10Н/см.
III. Первичное восприятие и осознание учащимися нового материала.
а) проблемное изложение.
– Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе тела. Она всегда направлена вертикально вниз.
– Представьте себе такую ситуацию, что Землю убрали, её нет. Что тогда произойдет с телом?
– Тело начнет движение вертикально вверх, в противоположную сторону Fт. А, ведь, тело совершает движение, когда на него действует сила. Значит, существует какая – то сила, отличная от силы тяжести.
– А, чтобы узнать, как называется эта сила, вы закончите фразу из стихотворения , которое я вам прочитаю
Вот дощечка через речку,
По ней как речку перейти?
(слайд 1) – Тема сегодняшнего урока « Сила упругости. Закон Гука»
(слайд 2) На все тела, находящиеся вблизи Земли, действует ее притяжение. Под действием силы тяжести падают на Землю капли дождя, снежинки, оторвавшиеся от веток листья. Но когда тот, же снег лежит на крыше, его по-прежнему притягивает Земля, однако он не проваливается сквозь крышу, а остается в покое. Что препятствует его падению? Крыша. Она действует на снег с силой, равной силе тяжести, но направленной в противоположную сторону. Что это за сила? Чтобы ответить на этот вопрос проведём опыт: Для этого возьмем полоску фанеры или линейку, установим ее на две опоры, а сверху положим полиэтиленовый мешочек с речным песком.
-Что произошло с опорой?
-Что произошло с помещенным на нее телом?
-До каких пор прогибалась опора?
Далее демонстрируем растяжение пружины (резинки), сжатие резинового мяча, смещение страниц толстой книги, изгиб линейки, закрепленной с одного конца, закручивание куска ткани.
б) понятие деформации
-Что произошло с телами во всех наблюдаемых случаях?
С. Михалков, «Азбука».
Что случилось? Что случилось?
С печки азбука свалилась.
Больно вывихнула ножку
Прописная буква М,
Г ударилась немножко,
Ж рассыпалась совсем!
Потеряла буква Ю
Очутилась на полу,
Поломала хвостик У!
Ф, бедняжку, так раздуло –
Не прочесть ее никак!
Букву Р перевернуло –
Превратило в мягкий знак!
Буква С совсем сомкнулась –
Превратилась в букву О.
Буква А, когда очнулась,
Не узнала никого.
– Какое явление описывает поэт в своем стихотворение? (деформацию)
(слайд 3) Деформация – это изменение формы или размеров тела.
в) понятие упругой и пластической деформации.
Работа с восковыми и резиновыми шариками
– Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после снятия нагрузки, называется упругой.
– Деформация, которая не исчезает после прекращения внешнего воздействия, называют пластическими.
-Закон Гука справедлив только для упругих деформаций.
(слайд 4) Виды упругих деформаций:
(слайд 5-6) – Что является причиной деформации?
Объяснение причин покоя тел, лежащих на опоре или подвешенных на нити.
На середину горизонтально расположенной доски поставим гирю. Под действием силы тяжести гиря начнет двигаться вниз и прогнет доску, т.е. доска деформируется. При этом возникает сила, с которой опора действует на тело, расположенное на ней.
Вывод: на гирю кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая сила, направленная вертикально вверх. Она и уравновешивает силу тяжести. Это и есть сила упругости.
г) определение силы упругости
Буквенное обозначение Fупр
– Увеличение силы упругости происходит при увеличение прогиба опоры.
– Когда Fупр = Fт , то опора и тело останавливаются.
Демонстрация подвеса. Нить (подвес) растягивается. В нити ( подвесе) также возникает сила упругости. При растяжении подвеса сила упругости увеличивается. Если Fупр = Fт , то растяжение прекращается.
– Сила упругости возникает только при деформации тел. Рассматривая взаимодействия бруска на поверхность стола, шарика, подвешенного на нити, вы можете визуально увидеть деформацию опоры или подвеса. В этих случаях Fупр называется силой реакции опоры.
д) объяснение закона Гука.
(слайд 7) – Выясним, от чего зависит сила упругости.
Демонстрация опыта с резиновым шнуром (замена грузов)
lо – первоначальная длина
l– длина шнура после деформации
Удлинение шнура Δl = l – lо
– Опыт показал, что модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо
пропорционален изменению длины тела.
– В этом заключается закон Гука:
Fупр = k ×Δℓ
Δℓ – удлинение тела, k – коэффициент пропорциональности, который называется жесткостью.
IV. Закрепление знаний и умений.
1. Беседа по вопросам:
– Когда возникает сила упругости?
– Что называется деформацией тела?
– Какие виды деформации вы знаете?
– Как формулируется закон Гука?
– как записывается закон Гука?
2. Выполнение заданий (слайд 10, 11, 12)
V. Итог урока.
VI. Домашнее задание
§ 25 (слайд 14)
Урок “Решение задач по теме дифракция, дифракционная решетка”
- Сформировать умение применять теоретические знания при решении задач
- Развивать способность учащихся к синтезу и анализу
- Развивать творческое мышление учащихся
Оборудование к уроку
- Компьютер, с минимальными техническими требованиями: Windows 2000/XP, Internet Explorer 6.0, Pentium-150, 200 Мб свободного дискового пространства, 64 Мб оперативной памяти, СD-ROM, SVGA 800×600
- Мультимедийный курс «Физика, 7–11 классы. Практика»
I. Организационный момент. Постановка задач урока
II. Фронтальное повторение. Актуализация задач урокаИгра «Вопрос – ответ» Примерные вопросы учащихся друг другу
(вопросы были заготовлены ребятами дома):
1. Дать определение, что является когерентным источником света.
2. Что называется дифракционной решеткой?
3. При каких условиях наблюдается дифракция света?
4. Отражательная дифракционная решетка, из чего она состоит?
5. Прозрачная дифракционная решетка, из чего она состоит?
6. Какая дифракционная решетка лучше, в которой 100 или 600 штрихов на 1 мм?
7. При каком условии наблюдается дифракция?
8. Для чего используется дифракционная решетка?
9. Какие дифракционные решетки используют для астрофизических наблюдений?
III. Итоговые вопросы учителя, подкрепленные фронтальными демонстрациями.
1. При изготовлении искусственных перламутровых пуговиц используется технология нанесения множества штрихов на их поверхность. Почему в результате они приобретают радужную окраску?
2. Почему имеет радужную окраску лазерный диск?
3. Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного (призматического спектра)?
4. Зависит ли положение главных максимумов дифракционного спектра от числа щелей решетки?
5. Почему дифракционные спектры всех порядков начинаются с фиолетовой полосы, а заканчиваются красной?
6. Сколько штрихов на лабораторных дифракционных решетках? (100 и 600 штрихов на 1 мм).
Закрепление понятий дифракционная решетка с помощью таблицы:
Учитель фиксирует ответы. В конце подводит итоги.
IV. Решение задач с использованием интерактивной компьютерной модели дифракционная решетка
Примеры текстов задач, которые раздаются заранее и находятся у каждого учащегося на столе.
Первые две задачи составлены в тестовом виде, на их решение будет затрачено минимальное время, решаются устно с места.
1Как изменится дифракционная картина при уменьшении расстояния между щелями
a. Появятся новые дифракционные окрашенные полосы между старыми.
b. Дифракционная картина станет более нечеткой и размытой.
c. Дифракционная картина станет более четкой.
d. Расстояния между линиями на экране уменьшатся.
e. Расстояния между линиями на экране увеличатся.
Решение данной задачи подкрепить иллюстрацией из модели. Для одной длины волны, например, для длины волны λ = 450 нм, изменяем период дифракционной решетки.
Ожидаемый вывод, который должны сделать сами учащиеся: «Чем меньше период между щелями, тем больше расстояния между линиями на экране».
2. Как изменится дифракционная картина при уменьшении длины волны падающего монохроматического света?
a. Дифракционная картина не изменится.
b. Расстояние между линиями в спектре увеличатся.
c. Расстояния между линиями в спектре уменьшатся.
Ожидаемый вывод, который должны сделать сами учащиеся: «Чем меньше длина волны, тем меньше расстояния между линиями на экране».
Задачи для решения на доске.
1. Дифракционная решетка имеет 50 штрихов на миллиметр. Под какими углами видны дифракционные максимумы первого и второго порядков монохроматического излучения с длиной волны 400 нм?
2. На дифракционную решетку с периодом решетки м падает синий свет с длиной волны 420 нм. Во сколько раз уменьшится порядок дифракционных максимумов , если первую дифракционную решетку заменить второй, с периодом решетки м?Ответ. В 3 раза.
После решения данной задачи на доске, иллюстрируют решение данной задачи с помощью интерактивной модели.
3. Во сколько раз увеличится расстояние от максимума нулевого порядка ( = 0) до максимума первого порядка, если первоначально наблюдения вели с дифракционной решеткой, период которой м на длине волны 380 нм, а затем – с дифракционной решеткой с периодом решетки м, на которую падает красный цвет с длиной волны 760 нм?Ответ. В 6 раз.После решения данной задачи на доске, иллюстрируют решение данной задачи с помощью интерактивной модели.
V. Домашнее задание. Упр. № 1064, 1068 (Рымкевич). Подготовиться к лабораторной работе «Дифракционная решетка»
- ввести понятие силы упругости;
- сформировать понятие деформации и ее видов;
- ввести формулу закона Гука.
- систематизировать и обобщить знания учащихся о понятии “сила” и “сила
тяжести”; - формировать умения объяснять происходящие явления в быту, природе и
технике.
- умение работать в группе;
- развивать правильную речь, используя физические термины.
Приборы и материалы:
- медиапроектор;
- ПК;
- экран;
- набор проволок из разных материалов, длины и площади поперечного сечения
– 16 шт; - листы с заданием для работы в группах – 30 шт.
План конспект урока:
Здравствуйте ребята! Садитесь. На прошлом уроке мы познакомились с новой
физической величиной – силой, а так же выяснили, почему тела падают на Землю,
почему наша планета вращается вокруг Солнца.
Давайте проверим, как вы усвоили этот материал.
II. Проверка домашнего задания:
- В результате чего может меняться скорость тела.
- Что такое сила?
- От чего зависит результат действия силы на тело?
- Как изображают силу на чертеже?
- Какое явление называется явлением всемирного тяготения?
- Кто установил закон всемирного тяготения?
- От каких величин зависит сила всемирного тяготения?
- Какую силу называют силой тяжести?
- Почему сила тяжести на полюсах Земли несколько больше, чем на экваторе и
других широтах? - Как зависит сила тяжести от массы тела?
- Как направлена сила тяжести?
III. Изложение нового материала.
Изучение нового материала сопровождается презентацией (Приложение
1).
Молодцы! Если не у кого не осталось сомнений в важности понятий – сила и сила
тяжести, приступаем к изучению нового материала. Тема нашего урока: “Сила
упругости. Закон Гука”. Откройте свои рабочие тетради, запишите на полях число,
а в центре строчки тему урока. (слайд 1)
Сегодня на уроке мы должны познакомиться с силой упругости. Запишите в
тетради первый вопрос нашего урока: сила упругости.(слайд 2)
Учитель демонстрирует слайды 3-5, комментируя значение силы упругости
в каждом случае.
Вам уже известно, что на все тела, находящиеся на Земле, действует сила
тяжести. В результате действия силы тяжести на Землю падает подброшенный камень,
выпущенная из лука стрела, снежинки.
Почему же покоятся тела, подвешенные на нити или лежащие на опоре?
По-видимому, сила тяжести уравновешивается какой-то другой силой. Что это за
сила и как она возникает. (слайд 6)
Проведем опыт: на упругий подвес поместим гирю. Под действием силы тяжести
гиря начнет двигаться вниз, и подвес деформируется – его длина увеличится. При
этом возникнет сила, с которой подвес действует на тело. Когда эта сила
уравновесит силу тяжести, тело остановится. Из этого опыта можно сделать вывод,
что на гирю, кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая
сила. Эта сила направлена вертикально вверх. Она и уравновешивает силу тяжести.
Эту силу называют силой упругости. Аналогичные явления происходят с любым телом
которое мы положили на опору. (слайд 7)
Ребята, запишите, пожалуйста, в тетрадях определение силы упругости: Сила,
возникающая в теле в результате его деформации, и стремящаяся вернуть тело в
исходное положение называется силой упругости.(слайд 8)
А теперь давайте сформулируем, что называется деформацией тела. Ученики
высказывают свои предположения, а затем записывают определение в тетрадях.
Посмотрите, пожалуйста, какие виды деформации могут возникнуть в теле в
зависимости от приложенной к нему силы. Деформация растяжения, сжатия, изгиба,
сдвига, кручения.(слайды 9-11)
Учитель предлагает учащимся познакомиться с первым набором проволочек:
стальными и алюминиевыми. В качестве задания учащиеся сгибают выданные проволоки
в различных направлениях. В результате опытов ученики убеждаются в том, что
деформации можно разделить на упругие и пластические:
Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после прекращения
действия нагрузки, называется упругой.
Деформация, при которой тело не восстанавливает свою форму после прекращения
действия нагрузки, называется пластической.(слайд 12)
Физкультминутка. (слайд 13)
Молодцы во время нашей физкультминутки вы испытали различные виды деформаций.
Учитель просит учеников назвать эти виды. Ну а теперь давайте выясним почему
возникает сила упругости. Наш второй вопрос: причины силы упругости. (слайд
14)
Педагог спрашивает у класса, что они знают о строении твердых тел, например
линейки. Ученики отвечают, что все тела состоят из молекул, между которыми
существуют промежутки. В твердых телах молекулы образуют кристаллическую
решетку, а, следовательно, между ними существуют определенные расстояния.
Анимация на слайде показывает им, как изменяются промежутки между молекулами при
деформации тела. Учащиеся делают вывод о возникновении межмолекулярных сил
притяжения и отталкивания на основании изученного ранее материала, что создает
ситуацию успеха на уроке, позволяя ученикам участвовать в рассмотрении нового
материала. (слайд 15)
Ну что же давайте сделаем вывод: Причиной силы упругости являются
межмолекулярные силы (электромагнитные силы, действующие между молекулами). (слайд
16)
Итак, мы выяснили с вами что представляет собой сила упругости, когда она
возникает, ее причины, а теперь давайте выясним, отчего зависит сила упругости.
Запишите в тетрадках третий вопрос: закон Гука. (слайд 17)
Английский ученый Роберт Гук, современник Ньютона, установил, как зависит
сила упругости от деформации. (слайд 18)
Рассмотрим опыт. Возьмем резиновый шнур. Один конец его закрепим. Пусть
первоначальная длина шнура была равна
.
Если к свободному концу шнура подвесить гирьку, то шнур удлиниться. Его длина
станет равной
.
Удлинение шнура можно определить как:
Если менять гирьки, то будет меняться и длина шнура, а значит, его удлинение
(деформация). (слайд 19)
Из опытов можно сделать вывод: Модуль силы упругости при растяжении или
сжатии тела прямо пропорционален изменению длины тела.
В этом и заключается закон Гука. Записывается закон Гука следующим образом:
–
удлинение тела (изменение его длины),
Выведем из формулы выражающей закон Гука :
,
единицы измерения коэффициента жесткости:
.
(слайд 21)
Для того чтобы понять от чего зависит коэффициент жесткости возьмите
пожалуйста второй набор проволочек. Перед учениками на партах лежат образцы
проволочек из разного материала, разной длины и разной площади поперечного
сечения. Им предлагается, самостоятельно сделать вывод от чего зависит
коэффициент жесткости. В ходе проведенного исследования ученики делают вывод,
что коэффициент жесткости зависит от длины образца, его площади поперечного
сечения, а также от материала образца.
IV.Закрепление нового материала.
Ну что же мы прошли весь теоретический материал необходимый для изучения силы
упругости, давайте посмотрим как вы его усвоили.
Возьмите лежащие перед вами листы с заданиями, и выполните №1-3.
(Приложение 2)
После изложения нового материала его необходимо закрепить. Для этого ученики
разбиваются в группы по четыре человека, поворачиваясь друг другу.
Самостоятельно они выполняют 1,2,3 задания из приложения 2. (слайд 21)
Давайте проверим что у вас получилось. (слайды 22-25)
Молодцы! А теперь посмотрим, как вы справитесь с решением задач. Учащиеся
выполняют задания №4 и 5 из приложения 2.
Давайте проверим. (слайд 28,29)
Спасибо, поставьте себе пожалуйста оценку за урок и те кого она не устраивает
обратите дома еще раз ваше внимание на эти задания.
IV. Подведение итогов урока.
Наш урок подошел к концу, поэтому откройте свои дневники, и запишите домашнее
задание на следующий урок: §25, Л.№196, 197, 198. (слайд 31)
- Учебник “Физика” для 7-го класса, А.В. Перышкин, Дрофа, Москва 2001.
- Мультимедийное учебное пособие “Физика. Основаня школа 7-9 классы: часть
I”, Просвещение
Урок по теме:
Сила упругости. Закон Гука.
Учебный предмет: физика
Учебник: Перышкин А.В. Физика-7 – М.: Дрофа 2015
Тип урока: Урок открытия новых знаний.
Цель урока: изучить явление упругости его причины, закономерности, формирование объективной необходимости изучения нового материала, создать условия для формирования у учащихся практических навыков.
- Сформировать представления о силе упругости,
- Изучить причины возникновения силы упругости,
- Выявить природу силы упругости,
- Экспериментально установить, от чего зависит сила упругости.
- Умение записывать формулу
Познавательные УУД: Овладение навыками: нахождения ответов на вопросы, используя эксперимент, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке;
Фиксировать результаты наблюдения и делать выводы.
Готовность получать необходимую информацию, отстаивать свою точку зрения в диалоге, выдвигать гипотезу.
Развитие навыков сотрудничества с учителем и сверстниками в разных учебных ситуациях.
Формирование осознанного, толерантного отношения друг к другу.
Формирование ответственного отношения к обучению, готовности и способности к саморазвитию и
1. Организационный момент
Приветствие учителя. Проверка готовности к уроку
Учитель объявляет тему урока и настраивает класс на продуктивную деятельность.
Тема сегодняшнего урока « Сила упругости. Закон Гука». Запишите в опорных конспектах.
2. Повторение изученного.
Подготовка учащихся к восприятию нового материала, проверка
усвоения предыдущей темы. Учитель организует повторение материала по темам предыдущих занятий.
Задание для I группа:
Из приведенных слов составьте два определения физических величин:
(сила, мера, масса, взаимодействия, инертности, характеристика, тел)
Задание для II группы:
Найдите закономерность и разделите на группы термины:
(мензурка, масса, сила, метр в секунду, динамометр, весы, ньютон, объем, килограмм, скорость, спидометр, кубический метр).
Учащиеся отвечают на вопросы, высказывают свои предположения. Работают в группах.
Учитель подводит учащихся к осознанию необходимости изучения данной темы урока, проверяет степень готовности учеников к изучению нового материала. Задает вопросы учащимся.
Для повторения изученного ранее материала давайте вспомним:
1. Что такое сила?
2. От чего зависит результат действия силы на тело?
3. С какими силами мы познакомились?
4. Почему жидкость можно перелить из сосуда в сосуд?
5. Какую силу называют силой тяжести? От чего зависит сила тяжести тела?
6. Что называют Всемирным тяготением?
7. От чего зависит сила притяжения между телами?
3. Изучение нового материала.
Учитель создание проблемной ситуации для активизации познавательного процесса и условий для успешного усвоения нового материала.
-Мы знаем, что ко всем телам, находящимся на Земле, приложена сила тяжести, под действием которой тела, лишенные опоры, изменяют свою скорость, т.е. падают на Землю.
Далее возникает вопрос, почему же гиря, на которую действует сила тяжести, находится на столе в покое.
Чтобы учащиеся могли разобраться в этом вопросе, проделываем такой опыт.
К пружине подвешиваем гирю, которую поддерживаем рукой. Опускаем руку, и гиря падает, т. е. изменяет свою скорость, растягивая пружину. И вновь останавливается. На гирю, подвешенную на пружине, кроме силы тяжести, действует еще и сила упругости, которая направлена вверх.
Сила упругости имеет обозначение – Fупр
Сделаем рисунок в тетрадь
Зарисуем в тетрадь силу упругости.
Затем выясняем причину возникновения силы упругости. Падающий груз увлекает за собой конец пружины, к которой он прикреплен. Вследствие этого пружина деформируется, расстояние между ее частицами тоже увеличивается. Но между частицами существует притяжение, которое и порождает силу упругости. Когда сила упругости станет равной силе тяжести, то пружина и тело прекращают свое движение.
Аналогичное явление возникает и при сжатии пружины.
Сила, возникающая в теле в результате его деформации, и стремящаяся вернуть тело в исходное положение называется силой упругости. Рассматривая взаимодействия бруска на поверхность стола, шарика, подвешенного на нити, вы можете визуально увидеть деформацию опоры или подвеса. В этих случаях Fупр называется силой реакции опоры.
Виды деформации: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.
Взаимодействие тел может привести к изменению формы тела.
Изменение формы и размеров тела называется деформацией.
Деформация бывает упругой и неупругой.
Неупругая деформация – это необратимое изменение формы или объема тела, происходящее в результате его взаимодействия с другими телами.
Упругая деформация – это временное изменение формы тела, происходящее в результате его взаимодействия с другими телами и исчезающее после прекращения этого взаимодействия.
Демонстрация упругих тел и неупругих: резинки, пластилин, пружина.
Вопрос: Существует ли какая – либо зависимость между величиной деформации и силой упругости, а если существует, то, как ее установить?
Ответ на этот вопрос получим на основании лабораторной работы.
Учитель организует обсуждение и поисковую работу учащихся, предлагает экспериментальные задания, организует работу учащихся, формулирует экспериментальные задания, подводит к выводу.
Динамометр закрепляют в лапке штатива. Карандашом на бумаге отмечаем первоначальное положение стрелки-указателя. К крючку динамометра подвешиваем гирьку массой 100г. Отмечаем второе положение стрелки-указателя. Ставим цифру «1». Подвешиваем к крючку две гирьки и для каждого опыта отмечаем положение стрелки-указателя. Потом снимем листочки, измеряем линейкой расстояние между черточками, которые характеризуют величину деформации пружины.
Вывод: Во сколько раз увеличилась действующая на пружину сила тяжести, во столько раз увеличилась и удлинение пружины. Во сколько раз увеличилась деформация пружины, во столько раз увеличилась и сила упругости.
Возникновение силы упругости можно объяснить с молекулярной точки зрения. Вспомним какие силы действуют между молекулами.
Между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания.
ело деформировано, расстояние между молекулами уменьшилось, (силы отталкивания выросли больше чем силы притяжения), результирующая сила сонаправлена с силой отталкивания, возникает сила упругости, которая стремится вернуть молекулы в прежнее положение.
Тело деформировано, расстояние между молекулами увеличилось, силы притяжения превосходят силы отталкивания, результирующая сила сонаправлена с силой притяжения.
коэффициент жесткости к зависит от:
- материала, из которого изготовлена пружина,
- от размеров пружины (длины и поперечного сечения).
Биография Гук Роберт 1635- 1703 (сообщение)
Гук изучал упругие деформации. Если, например, пружину несколько растянуть, а затем отпустить, то она снова примет свою первоначальную форму. Но ту же пружину можно растянуть на столько, что, после того как ее отпустят, она так и останется растянутой.
Для пластических деформаций закон Гука не выполняется.
Сообщение учащихся (Где ранее использовались упругие свойства веществ?)
В древние времена упругие свойства некоторых материалов (в частности, такого дерева, как тис) позволили нашим предкам изобрести лук — ручное оружие, предназначенное для метания стрел с помощью силы упругости натянутой тетивы.
Появившись примерно 12 тысяч лет назад, лук просуществовал на протяжении многих веков как основное оружие почти всех племен и народов мира. До изобретения огнестрельного оружия лук являлся самым эффективным боевым средством.
Совершенствование конструкции лука и создание самострелов (арбалетов) привело к тому, что выпущенные из них стрелы стали пробивать любые доспехи. Но военная наука не стояла на месте. И в XVII в. лук был вытеснен огнестрельным оружием.
В наше время стрельба из лука является лишь одним из видов спорта.
А где еще человек использует упругость?
Человек давно использует упругость в своих целях: лук для охоты и спорта, длинные пролеты мостов, автомобильные шины, различные пружины, надувные матрасы, подошвы для обуви многое, многое другое.
Для нас, с точки зрения экологических проблем, важно другое: знание физики позволяет нам изменять свойства материалов, меняя их упругость и прочность так, как нам нужно. Упругость металла, а вместе с этим и прочность можно изменить, вводя в него примеси других элементов. Так мягкая медь превращается в твердую латунь и упругую бронзу, если в нее добавить олово, алюминий.
Идея комбинирования, сочетания (композиции) используется в строительстве при изготовлении армированных материалов, например железобетона. При изготовлении лыж склеивание слоев из различных пород дерева улучшает их упругость. Знание строения вещества позволяет создавать материалы с высокими механическими свойствами, а следовательно, экономно использовать природные ресурсы, меньше выбрасывать вредных веществ в окружающую среду.
1. В каких случаях возникает сила упругости?
2. Что такое деформация? Приведите примеры деформаций. Встречается ли это явление у вас дома?
3. Сформулируйте закон Гука.
4. Что такое жесткость?
5. Чем отличаются упругие деформации от пластических?
Укажите, какие из перечисленных тел являются упругими, а какие не упругие?
резина, каучук, пластилин, воск, клей, свинец
В результате действия силы тело может:
Увеличить свою массу
Изменить свой объем
Изменить свой цвет
Изменить направление своего движения
Вставьте пропущенные выражения в соответствующие им пустые места
——- -это мера взаимодействия тел. Результатом действия силы может быть изменение ——- тела как по величине, так и по ————, т.е. ————–тела изменяется. Результатом действия силы может быть так же изменение ———– тела, т.е. деформация. Если изменения формы тела исчезают после того, как сила прекращает свое действие, то такая деформация называется ——————.Если изменения формы тела не исчезают, то деформация называется ——————– или остаточной.
Чему равна жесткость пружины, если под действием силы 2 Н она растянулась на 4 см?
На сколько сантиметров растянется пружина жесткостью 105 Н/м под действием силы 21 Н?
5. Рефлексия учебной деятельности на уроке. Итог урока.
Цель: Соотнесение поставленных задач с достигнутым результатом, постановка дальнейших целей.
Учитель предлагает учащимся выбрать окончания фраз:
Сегодня я узнал
Задание на дом: §26, Подготовить доклады: «Роль силы упругости в жизни животных и растений»
Ход урока
- Какая сила действует на все тела, находящиеся на Земле?
- Какая сила действует на снег, лежащий на крыше дома; на человека, лежащего в гамаке; на груз, висящий на тросе?
- Что изменяется у тела, на которое действует сила?
- Почему снег, человек, груз не падают? (на них действует сила, которая не дает упасть)
Учитель: Мы должны выяснить, что это за сила, из-за чего возникает, к какой точке приложена, куда она направлена, от чего зависит, чему равен ее модуль.
Изучение нового материала
Учитель: У вас на столе лежат различные резиновые и пластилиновые предметы. Что произойдет с ними, если вы их сожмете, растяните, надавите на них? Что у них изменилось?
А если прекратить воздействовать на резиновые и пластилиновые предметы, что произошло?
Показ видов деформаций на приборе для демонстрации видов деформации.
Положите металлическую или пластмассовую линейку на опоры, поставьте на нее груз.
Подвесьте грузик к пружине, резинке.
Учитель: Что пронаблюдали?
Почему прогнулась (деформировалась) линейка, если положить на нее груз?
А почему через некоторое время прогибание останавливается?
Что произойдет, если снять груз?
Почему растянулись пружина или резинка, если подвесить груз?
Почему через некоторое время растяжение останавливается?
К чему приложена возникающая сила?
Куда она направлена?
Выясним, в чем же причина возникновения силы упругости:
- Как называются частицы, из которых состоят вещества?
- Какие взаимодействия существуют между молекулами?
- На каком расстоянии действует сила притяжения?
- На каком расстоянии действует сила отталкивания?
Причиной возникновения сил упругости является взаимодействие молекул тела. На малых расстояниях молекулы отталкиваются, а на больших – притягиваются. В недеформированном теле молекулы находятся как раз на таком расстоянии, при котором силы притяжения, либо силы отталкивания уравновешиваются. Когда мы растягиваем или сжимаем тело, расстояния между молекулами изменяются, поэтому начинают преобладать либо силы притяжения, либо силы отталкивания. В результате и возникает сила упругости, которая всегда направлена так, чтобы уменьшить величину деформации тела.
Сила упругости – это электромагнитная сила, возникающая при деформации тела и направленная в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела при деформации. Приложена к деформируемому телу.
Слайд 7. Начертить в тетради:
Учитель: Если тело лежит на опоре, то сила упругости обозначается N – сила реакции опоры.
Выясним, от чего зависит сила упругости (на столах у групп учащихся стоят штативы с подвешенными пружинами, резинками, грузы).
- Измерить длину нерастянутой пружины (резинки) l0.
- Подвесить к пружине (резинке) один груз, отметить силу 1 Н на оси.
- Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.
- Найти разность Δl = l – l0, отметить на оси.
- Отметить точку пересечения на графике.
- Подвесить к пружине (резинке) второй груз, отметить силу 2 Н на оси.
- Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.
- Найти разность Δl = l – l0, отметить на оси.
- Подвесить к пружине (резинке) третий груз, отметить силу 3 Н на оси.
- Постройте график зависимости силы упругости от удлинения и сделайте вывод.
Вывод: чем больше сила, тем больше удлиняется пружина.
Учитель: Какая зависимость между силой упругости и удлинением?
Для упругих или пластических деформаций выполняется данная зависимость?
Учитель: В 1660 году английский ученый Роберт Гук, когда ему было 25 лет, установил закон зависимости силы упругости от упругих деформаций, названный впоследствии его именем.
Но опубликовал он этот закон спустя 16 лет, проделав ряд экспериментов подтвердивших данный закон.
Сила упругости, возникающая при упругой деформации тела, прямо пропорциональна величине деформации) Δl и направлена в сторону противоположную перемещению частиц тела при деформации.
Fупр = k ∙ Δl
Учитель: всем видам деформации подвержено и человеческое тело, и при этом также возникает сила упругости.
Слайд 11 Физкультминутка:
Встали, потянулись (деформация растяжения/сжатия)
Наклоны вправо, влево, вперед, назад (деформация изгиба)
Повороты головы, кистей рук, плеч, туловища (деформация кручения)
Учитель: У каждого тела своя жесткость. От чего зависит коэффициент жесткости?
- Укоротите пружину (или резинку), подвесьте грузик. Сильно растянулась пружина (резинка)? Что больше растянулось?
- Как увеличить прочность (жесткость) листочка бумаги? (на столах у групп учащихся листочки бумаги)
Учащиеся пробуют изменить форму. - Сделайте вывод.
Вывод: жесткость деформируемого тела зависит от материала, размеров и формы.
Учитель: Людям каких профессий кроме строителей нужно учитывать силу упругости? Где применяются знания об этой силе? Слайды 18-27
Учитель: Как вы определяете, жесткий хлеб или мягкий?
Почему говорят стул жесткий? Кресло мягкое?
А где в животном мире используется сила упругости (домашнее задание)
III. Рефлексия.
Учитель: подведем итоги:
- Какие виды деформаций мы изучили?
- Перечислить особенности действия силы упругости:
когда возникает? (возникает при упругих деформациях) куда направлена? (направлена противоположно направлению смещения) к чему приложена? (к деформируемому телу) при каких деформациях выполняется закон Гука? (при упругих деформациях). - когда возникает? (возникает при упругих деформациях)
- куда направлена? (направлена противоположно направлению смещения)
- к чему приложена? (к деформируемому телу)
- при каких деформациях выполняется закон Гука? (при упругих деформациях).
Слайд 28 Задачи по группам:
1. Под действием какой силы пружина, имеющая коэффициент жесткости 1 кН/м, сжалась на 4 см?
2. Определите удлинение пружины, если на нее действует сила 10 Н, а коэффициент жесткости пружины 500 Н/м.
3. Чему равен коэффициент жесткости стержня, если под действием груза 1000 Н он удлинился на 1 мм?
4. По своим графикам определить коэффициент жесткости пружины (или резинки).
§25, задания 25.1 – 25.6 рабочей тетради; если не успели в классе, то дорешать задачи.
Выставление оценок.
- С.Е. Полянский Поурочные разработки по физике 7 класс. – Москва «Вако», 2003.
- Учебно-методический комплекс А.В. Перышкина.
- ЦОР iles.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b2b61-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_13.swf
