Тема: Закон Гука. Сила пружності

Тема: Закон Гука. Сила пружності.

План уроку

1.Деформація тіла – причина виникнення сил пружності

2.Природа виникнення сили пружності. (Точка прикладання, напрям сили пружності)

3.Залежність сили пружності від видовження

4.Жорсткість тіла

5.Закон Гука

6.Графік залежності сили пружності від видовження

7. Використання дії сили пружності

Жовтень н. р.

Урок для слухачів курсів ЗІППО

Тема: Закон Гука. Сила пружності.

Мета: Сформувати знання про причину виникнення сили пружності, про закон Гука. Розкрити діючі в природі причинно-наслідкові зв’язки між земним тяжінням і деформацією тіл. Розвивати логічне мислення через встановлення причинно-наслідкових зв’язків.

Державні вимоги до рівня загальноосвітньої підготовки учнів:

називає види сил, способи їх вимiрювання, одиницi сили,

формулює закон Гука;

записує формулу сили пружностi;

може описати виникнення сили пружностi при деформацiї тiла;

зобразити силу, зазначаючи напрям, значення i точку прикладання;

класифiкувати види сил за їхньою природою;

характеризувати механiчнi властивостi твердих тiл, залежнiсть сили пружностi вiд деформацiї;

пояснити причину виникнення сили пружностi;

користуватися динамометром; кон­струювати динамометр;

вимiрювати сили, вагу тiла;

може розв’язувати задачi, застосовуючи формули сил тяжiння, пружностi.

Тип уроку: урок комбінований.

Обладнання: різні пружини, динамометр, набір тягарців, мензурка з водою, циліндр металевий.

Хід уроку.

1. Актуалізація опорних знань учнів.

- Що таке деформація?

- Які види деформації ви знаєте? (пружні і пластичні)

- Які види пружної деформації ви знаєте? (показати на губці)

- Які сили діють на тіло, що висить на динамометрі? Показати схематично на дошці

- Яка рівнодійна сила?

- Що спільне і в чому відрізняється вага і сила тяжіння? (визначення, формула, точка прикладання сили, рух тіла);

- Знайти густину металевого циліндра, що висить на пружині, визначити речовину ( циліндра).

2. Пояснення нового матеріалу.

Тверді тіла мають властивість зберігати форму і об'єм. Проте, взаємодіючи з іншими тілами, вони змінюють свою форму. Ця зміна не завжди помітна, але вона завжди існує.

Причиною виникнення сили пружності (її природа) є взаємодія між молекулами. При деформації змінюється відстань між молекулами, а тому проявляються сили відштовхування або сили притягання між ними, які прагнуть відновити початкові форму і розміри тіла (в пружніх тілах і навпаки – в пластичних).

Силою пружності називають силу, яка виникає при деформації тіла і протидіє зовнішньому впливу.

Проведемо дослід.

Рис. 1 Деформація згину.	Рис. 2 Деформація розтягу пружини.

Вантаж рухається вниз, але швидкість зменшувалася. Отже, сила діяла в протилежному напрямі - вгору. При деформації виникає сила пружності Fпр, напрям якої протилежний напрямку деформації. Збільшимо вантаж у два рази. Лінійка деформується значно більше. Тому сила пружності пропорційна деформації. Ця залежність відома у фізиці як закон Гука. її відкрив у 1660р. англійський вчений Роберт Гук.

Щоб розтягнути пружину, до неї потрібно прикласти силу. У результаті розтягнення виникає сила пружності, яка за значенням дорівнює прикладеній до пружини силі, в даному випадку – сили тяжіння. Чим більше видовження пружини Dх, тим більша сила пружності. Але пружини бувають різні (наприклад – показати різні види пружин, гуми, навести приклад ресори на авто) – висновок: сила пружності залежить і від роду речовини і розміру, з якої виготовлено тіло k). Висновок: більша сила тяжіння зумовила більшу деформацію, більша деформація призвела до виникнення більшої сили пружності.

Математично залежність сили пружності від деформації виражають рівністю Fпр=-kDх. Тут Dх - видовження тіла, k - коефіцієнт пропорційності або жорсткість тіла. Вона залежить від розмірів тіла і матеріалу, з якого воно виготовлено. Жорсткість вимірюється ньютонами на метр (Н/м)

Жорсткість пружини можна знайти k= Fпр/Dх. (Н/м)

Закон Гука. Сила пружності, що виникає під час деформації тіла, пропорційна до видовження тіла і напрямлена протилежно напряму переміщення частинок тіла відносно інших частинок під час деформації.

Важливою особливістю сили пружності є те, що вона напрямлена перпендикулярно до поверхні стикання тіл, а коли йдеться про такі тіла, як деформовані пружини, стиснуті або розтягнені стержні, шнури, нитки, то сили пружності напрямлені вздовж їхніх осей.

Графік залежності сили пружності (в даному випадку mg) від деформації пружини (проаналізувати на досліді).

Використання дії сил пружності в багатьох технічних пристроях; при побудові великих будинків у Японії (на спеціальних пружинах).

Рис. 4 Вимірювання сили по розтягу пружини. При рівновазі	Рис. 5 Деформація розтягу (x > 0) и стиску (x < 0). Зовнішня сила

Закріплення нового матеріалу.

- експериментальна задача на визначення коефіцієнта пружності послідовно з’єднаних пружин;

- експериментальна задача на визначення коефіцієнта пружності паралельно з’єднаних пружин;

- чому пружини для динамометрів виготовляють зі сталі, а не міді чи олова?

- Дати відповідь на запитання :

- Коли виникає сила пружності?

- Від чого залежить сила пружності?

- яка природа виникнення сил пружності?

4. Домашнє завдання: вивчити §17, повторити §15, 16, розв’язати вправу 9 (2,3), ст.60. Зробити “заготівку” для лабораторної роботи №5.