Урок физики в 7 классе 'Сила упругости. Закон Гука'

Управление образования администрации г. Орла

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение -

лицей №28 г. Орла имени дважды Героя Советского Союза

Г.М. Паршина

Сила упругости. Закон Гука.

(7 класс)

Канатникова Ирина Викторовна.

Учитель физики.

Цели:

Ввести понятие силы упругости, выяснить зависимость силы упругости от деформации, объяснить устройство и принцип действия динамометра.

Продолжить формирование умений наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент на простейшем оборудовании.

Демонстрации: 1. Деформация линейки под действием груза. Упругая и пластическая деформация.

Ход урока:

I. Организационный момент.

Учитель: 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, силы упругости, силы трения.

II. Актуализация знаний.

1.Фронтальный опрос:

Учитель: Что же такое сила? Каковы единицы силы?

Ученик: Мерой взаимодействия тел между собой является векторная величина, называемая силой. За единицу измерения силы в системе СИ принят ньютон (Н).

Учитель: Что является причиной падения всех тел на землю?

Ученик: Причиной является то, что на тело действует сила тяжести.

Учитель: Какую силу называют силой тяжести?

Ученик: Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называют силой тяжести.

Учитель: Как зависит сила тяжести от массы тела?

Ученик: Чем больше масса, тем больше сила.

Учитель: На какой из автомобилей - «Камаз» или «Жигули» - действует большая сила тяжести? Почему?

Ученик: На «Камаз», так как у него масса больше.

Учитель: Объем бензина в баке автомашины уменьшился в 2 раза. Как изменилась при этом сила тяжести бензина? Объясните.

Ученик: Сила уменьшилась в 2 раза, так как уменьшился объем.

2. Решение задачи

Найти силу тяжести, действующую на тело массой 2 кг. Изобразите эту силу графически на чертеже в масштабе 10Н/см.

Дано: Решение:

m= 2 кг Fт= mg

g=10 Н/кг Fт = 2 кг × 10 Н/кг = 20 Н

Найти: Длина вектора силы тяжести составляет 2 см.

Fт = ? Направлена сила вертикально вниз.

III. Первичное восприятие и осознание учащимися нового материала.

Учитель: 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?

Ученик: Тело начнет движение вертикально вверх, в противоположную сторону Fт. А, ведь, тело совершает движение, когда на него действует сила.

Учитель: Значит, существует какая - то сила, отличная от силы тяжести.

Ученик: Да.

Учитель: 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?

Шагом иль бегом без трудностей,
Поможет нам сила … (упругости)

(слайд 1)

Учитель: Тема сегодняшнего урока « Сила упругости. Закон Гука»

(слайд 2)

Учитель: 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?

Ученик: Крыша.

Учитель: Правильно. 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.

Учитель: Что произошло с опорой?

Ученик: Она прогнулась.

Учитель: Что произошло с помещенным на нее телом?

Ученик: Ничего.

Далее демонстрируем растяжение пружины (резинки), сжатие резинового мяча, смещение страниц толстой книги, изгиб линейки, закрепленной с одного конца, закручивание куска ткани.

Учитель: Что произошло с телами во всех наблюдаемых случаях?

Ученик:

Учитель: 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

Перекладину свою!

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?

Ученик: Деформацию

(слайд 3)

Учитель: Деформация - это изменение формы или размеров тела.

в) понятие упругой и пластической деформации.

Работа с восковыми и резиновыми шариками

Учитель: Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после снятия нагрузки, называется упругой.

Учитель: Деформация, которая не исчезает после прекращения внешнего воздействия, называют пластическими.

Учитель: Закон Гука справедлив только для упругих деформаций.

(слайд 4)

Виды упругих деформаций:

1.Растяжения, сжатия.

2. Сдвига.

3. Кручения.

4. Изгиба.

(слайд 5-6)

Учитель: Что является причиной деформации?

Ученик: Причина деформации заключается в том, что различные части тела совершают неодинаковые перемещения при действии на тело внешних сил.

Объяснение причин покоя тел, лежащих на опоре или подвешенных на нити.

Учитель: 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. Какой же вывод можно сделать?

Ученик: На гирю кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая сила, направленная вертикально вверх. Она и уравновешивает силу тяжести.

Учитель: Верно. Это и есть сила 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.

(слайд 7)

Учитель: 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.

(слайд 8-9)

Учитель: В этом заключается закон Гука:

Fупр = k ×Δℓ

Δℓ - удлинение тела, k - коэффициент пропорциональности, который называется жесткостью.

[k] = Н/м; k= Fупр/ Δℓ, Δℓ= Fупр/ k

IV. Закрепление знаний и умений.

1. Беседа по вопросам:

Учитель: Когда возникает сила упругости?

Ученик:

Учитель: Что называется деформацией тела?

Ученик: Деформация - это изменение формы или размеров тела.

Учитель: Какие виды деформации вы знаете?

Ученик: Существует такие виды деформаций: растяжения, сжатия, сдвига, кручения, изгиба.

Учитель: Как формулируется закон Гука?

Ученик: Сила упругости, возникающая

Учитель: как записывается закон Гука?

Ученик:

2. Выполнение заданий (слайд 10, 11, 12)

V. Итог урока.

(слайд 13)

VI. Домашнее задание

§ 25 (слайд 14)