Урок-модуль 30
/2урока/ 7 класс
Тема урока: «Сила упругости. Измерение силы по деформации пружины. Экспериментальное задание №12.1 «Исследование зависимости удлинения пружины от приложенной силы».
Цели:
-образовательная: ввести понятие деформации тела, привести примеры видов деформации; ввести понятие силы упругости, сформулировать закон Гука, совершенствовать знания и умения через экспериментальное задание №12.1;
-развивающая: развитие логического мышления, умения оперировать физическими терминами, понятиями; развитие умения применять закон Гука к решению задач, развивать навыки самостоятельной практической работы, развивать умения наблюдать и анализировать явления природы;
-воспитательная: воспитывать познавательный интерес к предмету, продолжить формирование научного мировоззрения.
Оборудование: интерактивная доска, штатив, пружина, тела разной массы, пластилин, мяч, портрет Роберта Гука.
Ход урока
I. Организационный момент:
а) приветствие;
б) подготовка учащихся к работе.
II. Актуализация опорных знаний – «мозговой штурм»
1.Какая из величин является векторной
А. Масса Б. Пройденный путь В. Время. Г. Сила.
2. От чего зависит результат действия силы на тело?
А. От модуля силы.
Б. От направления силы.
В. От модуля силы, направления и точки приложения.
Г. От модуля и направления силы.
3. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, равна нулю. Что можно сказать о характере движения автомобиля?
А. Скорость автомобиля увеличивается.
Б. Скорость автомобиля не изменяется.
В. Скорость автомобиля уменьшается.
Г. Охарактеризовать движение автомобиля не возможно.
4. Шарик, лежащий на гладком горизонтальном столе, толкнули. Он покатился по столу с постоянной скоростью (без трения), затем упал на пол и отскочил вверх на некоторую высоту. На каком из участков всего движения шарик двигался по инерции?
А. Только при движении вниз.
Б. Только при движении по горизонтальному столу.
В. Во всё время движения.
Г. При движении вверх и вниз.
5. При взаимодействии двух тел отношение их изменений скоростей равно 
= 3
Чему равна масса второго тела, если первого равна 1кг?
А. 
кг Б. 1 кг В. 2кг Г. 3 кг.
6. На тело в противоположных направлениях действуют две силы 
= 3H и 
= 5H. Определите числовое значение и направление равнодействующей сил.
А. 2Н, по направлению силы 
Б. 2Н, по направлению силы 
В. 8Н, по направлению силы 
Г. 8Н, по направлению силы 
Ответы: 1Г, 2В, 3Б, 4Б, 5А, 6Б.
Взаимоконтроль (работа в парах): учащиеся обмениваются листочками и оценивают по предоставленным ответам работу соседа. Учитель акцентирует внимание учащихся на тех вопросах, которые вызвали наибольшее затруднение.
III. Изучение нового материала.
(проблемное изложение материала)
?? Известно, что твёрдые тела (демонстрация твёрдых тел) сохраняют свою форму и размеры. А что произойдёт при взаимодействии их с другими телами?
Демонстрации:
ПЛАСТИЛИН
Ответы: / изменилась форма, изменились размеры тел/.
?(проблема) Что послужило изменением формы и размера тела?
Ответы: / взаимодействия тел (перечисляют), проявлением которых является сила/.
? ?(проблема) Что же нам сегодня предстоит с вами на уроке изучить, понять?
Возможные ответы: /Что это за сила, изменяющая размеры и форму тела? Необходимо охарактеризовать эту силу, как физическую величину по соответствующему плану (паучок)…/
Учитель записывает тему урока на доске «Сила упругости. Закон Гука» и вместе с учащимися формулирует задачи урока.
Мотивация: в конце урока нас ждёт с вами самостоятельная работа, в ходе которой мы должны теоретические знания по данной теме применить на практике при решении задач
Объяснение нового материала сопровождается демонстрационными опытами (деформация тел) и презентацией, опорным конспектом.
ДЕФОРМАЦИЯ | |
УПРУГАЯ | ПЛАСТИЧНАЯ |
Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после снятия нагрузки, называется упругой. | Деформация, которая не исчезает после прекращения внешнего воздействия, называют пластическими. |
Пример: пружина, мячик и т. д. | Пример: воск, пластилин, глина и т. д. |
Использование: металлические пружины устанавливают в мягкой мебели; В Японии дома ставят на пружины, которые вовремя толка деформируются, а дома остаются практически неподвижными. | Использование: -клепание; - лепка; - клепание. |
Виды деформации: растяжение, сжатие, изгиб, кручение,
/?Проблемный вопрос/ Учитель: Что происходит с телом при деформации, зная, что оно состоит из молекул? Давайте попытаемся объяснить состояние пружины в нормальном состоянии, при растяжении и сжатии. /Идёт обсуждение данного вопроса, формулируются выводы, которые сопоставляются с выводами на экране.
СОСТОЯНИЯ ПРУЖИНЫ | ||
нормальное | растяжение | сжатие |
межмолекулярные силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга | расстояние между молекулами увеличивается, следовательно межмолекулярные силы притяжения становятся больше сил отталкивания | расстояние между молекулами уменьшается, отсюда следует межмолекулярные силы отталкивания становятся больше сил притяжения |
Сила, возникающая при изменении положения одной частицы относительно других частиц, очень мала. Однако при деформации тела меняется взаимное расположение большого количества частиц, и сложение этих сил даёт существенную равнодействующую. ЭТО И ЕСТЬ СИЛА УПРУГОСТИ! |
Вопрос: в каком направлении действует? Ответ: против деформации.
Точка приложения – центр тела
Упругие деформации продолжительное время изучал английский учёный Роберт Гук
(1635-1703 гг.)
Учащийся – сообщение (или презентация) о Роберте Гуке.
В своём трактате «Про восстанавливающую силу» он сформулировал свой закон так:
«Каково удлинение – такова и сила».
Учитель: Проверим справедливость этого утверждения, выполнив экспериментальную задачу.
/Работа в парах/
Оборудование: на штативе резинка, два груза по 100г, динамометр
На резинке до деформации делаем две метки, измеряем между ними расстояние
. Подвешиваем груз массой 100г, измеряем расстояние между метками 
и силу упругости. Изменение длины тела 
=
Подвешиваем груз массой 200г, измеряем расстояние между метками 
и силу упругости.
=
Строим график зависимости силы упругости от деформации ( от
Вывод: - Опыт показал, что модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо пропорционален изменению длины тела. Эту зависимость от
назвали законом Гука.
Закон Гука:
При упругих деформациях тела возникает сила упругости, которая прямо пропорциональна изменению длины тела и направлена всегда в противоположном деформации направлении.
= - |
– сила упругости
– удлинение тела
- коэффициент пропорциональности, который называется жесткостью тела
Границы применения закона Гука только для упругих деформаций.
= 
-
Работа с учебником: как сформулирован закон Гука в вашем учебнике § 12
IV. Закрепление материала:
ПАУЧОК: учащиеся заполняют у доски.
Символ физической величины. Причина возникновения силы. Точка приложения силы. Направление силы. Формула, по которой рассчитывается сила. Единица измерения силы Прибор для измерения силы.
- Дайте определение деформации.
- Какие виды деформации вы знаете? В чём отличие упругой деформации от пластичной деформации?
Решение задач (у доски)
При растяжении пружины на 6см возникает сила упругости 1,8 Н. Какая сила возникает при растяжении этой пружины на 2см? К пружине, один конец которой закреплён кв штативе, подвесили грузик массой 150 г. Насколько удлинилась пружина, если её жёсткость равна 30 Н/м? Пружину сжимают на 2 см силой 4 кН. Во сколько раз нужно увеличить силу, сжимающую пружину для того чтобы пружина сократилась ещё на 3см.Самостоятельная работа: решить задачу на выбор.
С/Р выполняется на листочках сдаётся на проверку учителю
Какова сила упругости, возникающая в пружине, жесткостью 50 Н/м, если она растянулась на 5см? На пружину сверху поместили груз массой 1кг. Насколько сжалась пружина, если её жёсткость равна 500Н/м.Сообщение учащихся (трое учащихся) – А знаете ли вы? (связь физики с биологией)
1-ый учащийся:
А знаете ли вы, что женская коса способна выдержать груз до 20 тонн. Если сравнить прочность человеческого волоса с проволоками такого же диаметра, то волосы будут прочнее медной, платиновой, свинцовой, алюминиевой и цинковой проволоки. Только железо, бронза и сталь превосходят человеческий волос по прочности.
2-ой учащийся:
Паутина в три раза прочнее стальной проволоки такого же диаметра.
3-ий учащийся: (связь с биологией)
Эйфелева башня, которая является своеобразным символом Парижа, состоит из пустотелых стальных трубок. Площадь сечения, которых совпадает с площадью сечения трубчатых костей человека. И это не случайно. Оказывается, голень человека способна выдержать деформацию сжатия эквивалентную нагрузке 1,6-1,8 тонны.
V. Рефлексия, выставление отметок с комментарием учителя.
Вопросы для обсуждения:
Ребята, как вы считаете, достигли ли мы с вами поставленной цели? Были ли трудности? Какие? Что больше всего вам запомнилось? Понравилась ли вам такая форма работы?VI. Домашнее задание с комментарием учителя: § 12 изучить. Решить задачи:
Задача на «3»:
Жёсткость пружины равна 25 Н/см. Определите силу, которую нужно приложить к пружине, чтобы сжать её на 2 см.
Задача на «4»
Длина шкалы школьного динамометра равна 10 см. Предел измерения динамометра 4Н. Определите жёсткость пружины динамометра.
Задача на «5»
Пружина длиной 3 см при нагрузке 25 Н удлинилась на 2 мм. Определите длину пружины при нагрузке 100Н.
VII. Экспериментальное задание №12.1 «Исследование зависимости удлинения пружины от приложенной силы».
Инструктаж по ТБ. Постановка учебной проблемы Выполнение экспериментального задания №12.1 «Исследование удлинения пружины от приложенной силы».