Конспект урока деформация закон гука

Содержание страницы:

Конспект урока деформация закон гука

Взаимодействие тел

Урок 24. Сила упругости. Закон Гука

Цели урока: выяснить природу силы упругости; сформулировать закон Гука.

Оборудование: прибор для демонстрации видов деформации; лабораторный динамометр; деревянный брусок; упругая пластина; шарик, подвешенный на нити.

1. Виды деформации;

2. Зависимость силы упругости от деформации.

Один из учеников объясняет решение задач 354, 355, 356. Затем проводится краткий фронтальный опрос в виде беседы по вопросам к § 3 учебника.

II. Изучение нового материала

Начиная изложение нового материала, следует заметить, что сила тяжести, которая действует на тела, никогда не исчезает. Но это не всегда приводит к движению тел.

Брусок лежит на столе, снег лежит на крыше, шарик висит на нити — все это подтверждает наше утверждение. Возникает вопрос, почему это происходит?

Должна быть другая сила, которая равна по величине силе тяжести, но направлена противоположно ей. Эту силу принято называть силой упругости F уп .

Сила упругости возникает при деформации тел.

Деформация — изменение формы или размеров тела под действием внешних сил.

Учащиеся уже знакомы с основами строения вещества. Поэтому причину возникновения сил упругости можно объяснить изменением межмолекулярных сил в результате деформации тела и изменения расстояний между молекулами:

— растянули пружину — расстояние между молекулами увеличилось, силы притяжения между молекулами тоже увеличились, и пружина стремится сжаться;

— сжали пружину — расстояние между молекулами уменьшилось, увеличились силы взаимного отталкивания между молекулами, и пружина стремится вернуть прежнюю форму.

III. Демонстрация опытов по деформации тел

На примере действия прибора для деформации следует показать виды деформации. Это — деформация изгиба, сгиба, кручения, сжатия и растяжения.

Рассматривая взаимодействие бруска и поверхности стола или шарика, подвешенного на прочной нити, мы не можем визуально увидеть деформацию опоры или нити. В этих случаях силу упругости называют силой реакции опоры.

Если к пружине динамометра подвешивать разные грузы, то можно заметить, что растяжение становится тем больше, чем больше масса, а значит и сила тяжести грузов.

IV. Продолжение изучения нового материала

Английский ученый Р. Гук в 1660 г. установил закон, названный его именем.

Сила упругости, возникающая при деформации растяжения, или сжатия, пропорциональна удлинению.

где х — смещение,

k — коэффициент пропорциональности, или коэффициент жесткости.

Значение k зависит от размеров тела и материала, из которого тело изготовлено. В системе СИ k измеряется в Н/м.

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

Но есть и другой тип деформации — пластическая деформация.

Изменив форму шарика из пластилина внешней силой, мы наблюдаем, как шарик принимает новую форму, которая остается после прекращения действия силы.

Пластические деформации нашли широкое применение при лепке из глины и пластилина, а также при обработке металлов.

Закон Гука выполняется лишь для упругих деформаций.

Формулу для вычисления силы упругости легко запомнить с помощью стихотворения:

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:

Прямые (те же самые),

Но знак у них сменен.

Ну что это за мука:

Закон запомнить Гука!

Но мы пойдем на риск.

Напишем слева силу,

А справа, чтобы было

Знак «минус», « k » и «х».

Упругие деформации также нашли широкое применение. Это — спортивные луки, батуты, различные пружины.

V. Итоги урока и первичное закрепление изученного

Предложите ученикам ответить на вопросы, вроде:

— Что такое деформация?

— Когда это явление происходит?

— Какие бывают деформации?

— Какой физической величиной характеризуют деформацию?

— Если деформированное тело, например растянутая пружина, остается в покое, то о чем это говорит? Как в этом случае соотносятся между собой внешняя сила и сила упругости?

— О чем говорит закон Гука?

§ 25; вопросы к параграфу; задачи №№ 324-326.

Желающие могут попытаться решить более сложную задачу:

Если растягивать пружину силой 10 H , ее длина равна 16 см, если растягивать ее силой 30 H , ее длина становится 20 см. Какова длина недеформированной пружины? (Ответ: 14 см)

Экспериментальное задание: Пользуясь мерной кружкой, бытовыми пружинными весами или самодельным динамометром, определите плотность сахарного песка или крупы.

Конспект урока «Деформация тел. Сила упругости. Механическое напряжение. Закон Гука. Модуль Юнга.»

Успейте воспользоваться скидками до 60% на курсы «Инфоурок»

9 класс Дата____________________

Тема урока: Деформация тел. Сила упругости. Механическое напряжение. Закон Гука. Модуль Юнга.

расширить знания учащихся о различных видах деформаций, их особенностях, характеристиках и применении в технике, обеспечить более высокий, научный уровень знаний.

развивать умственные и творческие способности учащихся, познавательный интерес к предмету.

воспитывать умения слушать, управлять своим вниманием.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: мультимедийная презентация, ПК.

1. Организационный момент.

Приветствие с учащимися, проверка присутствующих.

2. Актуализация знаний.

3. Изучение нового материала

1. Деформацией называют изменение размеров или формы тела под действием силы.

Деформация возникает в случае, когда различные части тела совершают неодинаковые перемещения.

Например. Растянем резиновый шнур. Части шнура смещаются относительно друг друга, и шнур окажется деформированным – станет длиннее и тоньше.

Деформации, которые исчезают после прекращения действия внешних сил, называются упругими. Упругую деформацию испытывает, например, пружина после снятия подвешенного к её концу груза

Деформации, которые не исчезают после прекращения действия внешних сил, называют пластическими. Например, пластилин, глина, воск.

Выделяют деформации: сжатие, растяжение, изгиб, кручение, сдвиг.

При малых деформациях изменение формы или объёма тела визуально не всегда очевидно, но в любом случае изменяется положение молекул относительно друг друга.

2. Сила упругости Fупр – это сила, возникающая при деформации тела, стремящаяся вернуть тело в первоначальное состояние.

Это закон Гука для упругих деформаций: Модуль силу упругости при растяжении (сжатии) тела прямо пропорционален изменении длины тела.

Е – модуль упругости (модуль Юнга) – физическая величина, характеризующий способность материалов оказывать сопротивление упругим деформациям.

3. Мы уже говорили об упругих и пластических деформациях.

В любом сечении деформированных тел действуют силы упругости, препятствующие разрыву тела на части. Тело находится в напряжённом состоянии, которое характеризуется механическим напряжением.

Механическим напряжением σ называется физическая величина, равная отношению модуля F силы упругости к площади поперечного сечения S тела.

В СИ за единицу напряжения принимается 1 Па =1 Н/м 2 .

4. Первичное закрепление

На конце гибкой доски стоит мальчик, который приготовился к прыжку. Взаимодействием каких тел вызвано изменение формы доски?

Под действием какой силы доска после прыжка мальчика выпрямляется?

4. Формирование умений и навыков

Решение задач

Определите цену деления шкалы динамометра, если известно, что сила тяжести, действующая на гирю, равна 50 Н.

На сколько отличаются силы упругости пружин динамометров, действующие на грузы?

Под действием силы 320 Н пружина амортизатора сжалась на 9 мм. На сколько миллиметров сожмется пружина при нагрузке 1,60 кН?

Пружина динамометра под действием силы 4 Н удлинилась на 5 мм. Определите вес груза, под действием которого эта пружина удлиняется на 16 мм.

Грузовик взял на буксир легковой автомобиль массой 1 т и, двигаясь равноускоренно, за 50 с проехал путь 400 м. На сколько удлинился во время движения трос, соединяющий автомобили, если его жесткость равна 2,0 * 10 5 Н/м? Трение не учитывайте.

Конспект урока по физике на тему «Деформации и силы упругости. Закон Гука » (10 класс)

Успейте воспользоваться скидками до 60% на курсы «Инфоурок»

Урок в 10 классе

Тема. Деформация и силы упругости. Закон Гука.

Добиться от учащихся понимания упругих деформаций тел и их видов; выяснить зависимость механического напряжения от удлинения (сжатия) деформирования тела.

Продолжить формирование знаний о молекулярно — кинетической теории строения вещества, при каких условиях происходит упругая деформация; ввести новые формулы для закона Гука и умения применять их при решении задач.

Воспитывать умения в ходе общей учебной деятельности; вырабатывать самостоятельность во время проведения физического диктанта.

Тип урока : урок изучения нового материала.

Оборудование: набор по деформации тел.

І . Организационный этап

1. Приветствие учащихся

2. Сообщение плана урока

ІІ . Проверка домашнего задания

По какой формуле можно вычислить силу тяжести?

По какой формуле можно вычислить силу всемирного тяготения?

Справедлив ли закон всемирного тяготения для тел произвольной формы?

Каков физический смысл гравитационной постоянной?

Что определяет первую космическую скорость?

Какие силы действуют на спутник любой планеты?

Что называют состоянием невесомости?

Будет ли парашютист во время прыжка находиться в состоянии невесомости?

Что называют весом тела?

По какой формуле можно вычислить вес тела?

Сегодня мы начнем изучать механические свойства твердых тел. Они зависят от многих факторов. Но наибольшее влияние на них имеет молекулярное строение тела, их температура и наличие примесей.

Знания механических свойств твердых тел широко применяется в инженерии и строительстве, приборостроении и металлургии поскольку от их проявления зависит качество продукции, продолжительность работы машин и механизмов, предупреждение техногенных катастроф.

Мы рассмотрим , в посдедствии чего появляються упругие деформации, их виды, механическое напряжение, относительное удлинение или сжатие деформированного тела.

IV . Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы по плану

Упругая и пластичная деформация

Измерение силы упругости

Границы применения закона Гука

V . Закрепление изученного материала

1. Работа с учебником

Найти ответы на вопросы учебника

2. Решение задач

Задача 1. Какие силы нужно приложить к концам стального стержня длиною 4 м и сечением 0,5 мм 2 для его удлинения на 2 мм? Модуль упругости – 200ГПа

Задача 2. На сколько удленится леска жескостью 0,5 н/м, если на ней поднимать рыбу массой 800г?

VI . Итог урока Выделение главного

VII . Домашнее задание П.34,35 решить задачу

  • Николаенко Наталья Алексеевна
  • 862
  • 04.12.2016

Номер материала: ДБ-412344

Свидетельство о публикации данного материала автор может скачать в разделе «Достижения» своего сайта.

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта «Инфоурок»

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом «Инфоурок»

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта «Инфоурок»

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

План — конспект урока по физике на тему: «Сила упругости. Закон Гука»

Успейте воспользоваться скидками до 60% на курсы «Инфоурок»

Тема урока: «Сила упругости. Закон Гука»

Тип урока: комбинированный.

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.

I. Организационный момент.

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?

От чего зависит результат действия силы на тело?

III. Изложение нового материала.

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, и тему урока.

Сегодня на уроке мы должны познакомиться с силой упругости. Запишите в тетради первый вопрос нашего урока: сила упругости.

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.

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.

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. Запишем в тетрадь виды деформации.

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.

Молодцы, во время нашей физкультминутки вы испытали различные виды деформаций. Учитель просит учеников назвать эти виды.

Английский ученый Роберт Гук, современник Ньютона, установил, как зависит сила упругости от деформации.

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 так:

Если менять гирьки, то будет меняться и длина шнура, а значит, его удлинение (деформация).

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:

где Δl – удлинение тела (изменение его длины), k – коэффициент пропорциональности, который называют жесткостью.

Выведем из формулы выражающей закон Гука, единицы измерения коэффициента жесткости: k = F / Δl , [Н/м].

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.

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 на листах.

Давайте проверим что у вас получилось.

Молодцы! А теперь посмотрим, как вы справитесь с решением задач. Учащиеся выполняют задания

IV. Подведение итогов урока.

Определите силу упругости, возникающую при деформации пружины, с жесткостью 100Н/м, если она удлинилась на 5см.

Дано: F упр =k Δ l

Δ l =5см=0,05м F упр =100*0,05=5Н

Если растягивать пружину силой 120Н, она удлиняется на 4см. Определите жесткость пружины.

Дано

F =120Н F упр =k Δ l

Наш урок подошел к концу, поэтому откройте свои дневники, и запишите домашнее задание на следующий урок: §2 6-27 ,

Конспект урока по физике на тему: «Деформация и сила упругости. Закон Гука»

Описание разработки

Дидактическая цель урока: углубить и систематизировать знания о деформации твердых тел, сформулировать закон Гука, показать на модели, что сила упругости прямо пропорциональна изменению длины деформированного тела.

Развивающая цель: развивать умственные и творческие способности учащихся, познавательный интерес к предмету.

Воспитательная цель: способствовать формированию сознательного творческого отношения к обучению, умения работать в коллективе и понимать значение получаемых знаний.

Методы и приёмы. Лекционное изложение материала с параллельной демонстрацией видеоматериалов и простых опытов, работа с табличным материалом, мини тестовая работа.

Виды самостоятельной деятельности: заполнение блок–схемы, устные ответы по вопросам учителя, работа с табличным материалом, мини практическая работа, решение задач.

Тип урока: Урок усвоения новых знаний на основе имеющихся.

Средства обучения: проектор, экран, компьютер, электронное приложение к учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, Н. Н. Сотского, 2 ноутбука, учебная презентация, пружины с различным коэффициентом упругости, штатив, набор гирь, рейка, губка, модель для демонстрации видов деформации, резиновая трубка с колечком из проволоки, лист бумаги, кусок пластилина, блок — схемы урока, карточки с табличными значениями модуля Юнга для некоторых материалов, индивидуальные карточки с текстом по проверке домашнего задания, линейка, калькулятор.

Ход урока.

I. Организационный момент:

Сегодня у нас с вами урок открытых дверей и поэтому мы должны особенно постараться. Покажите все свои знания и умения, будьте активными на уроке.

И так тема нашего урока: Деформация и сила упругости. Закон Гука.

Цель нашего урока: углубить и систематизировать знания о деформации твердых тел, сформулировать закон Гука, показать на модели, что сила упругости прямо пропорциональна изменению длины деформированного тела.

Прежде, чем мы приступим к изучению нового материала, вспомним то, что было на прошлом уроке.

II. Проверка домашнего задания.

1. Вывод формулы первой космической скорости (один ученик у доски).

2. Пока ученик записывает вывод на доске, с классом провожу фронтальный опрос.

1) Что называется первой космической скоростью? Чему она равна?

2) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вверх?

3) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вниз?

4) Груз помещен на платформе пружинных весов в кабине лифта. Что покажут весы во время свободного падения лифта?

3. После разбора вывода формулы и фронтального опроса обращаю внимание учащихся на карточки с текстом. Отмечаю, что звёздочкой помечен обязательный уровень ответа, после звёздочки работа по выбору (для сильных учащихся выполнение всего задания). Прошу учеников заполнить пропуски в тексте и сдать на проверку, предварительно подписав свою работу.

Силы всемирного тяготения – это силы, с которыми все тела…… друг к другу. Закон всемирного тяготения гласит, что сила всемирного приближения двух тел прямо пропорциональна……этих тел и обратно пропорциональна ……между ними, и записывается формулой……. Коэффициент пропорциональности G называется …… , он равен……, был измерен английским физиком ……, с помощью прибора, называемого……. Удивительное свойство гравитационных сил состоит в том, что они сообщают всем телам независимо от их масс одинаковое…….

* Ускорение свободного падения, которое сообщает телам сила притяжения к Земле, равно……. При перемещении тела от полюса к экватору ускорение свободного падения……, что объясняется изменением расстояния от центра Земли до поверхности Земли. Первая космическая скорость искусственного спутника Земли равна…….

III. Изучение нового материала:

(Рассказ учителя, сопровождающийся слайдами презентации к уроку, работой с электронным приложением к учебнику, демонстрацией простых опытов).

На столах у учащихся план – схема урока, которую они заполняют по мере изучения нового материала, записывая основные определения и формулы.

Все тела вселенной действуют между собой силами тяготения. Нельзя сделать так, чтобы на какое — то тело силы тяготения не действовали. Силы упругости в этом отношении совершенно не похожи на силы тяготения.

Для того, чтобы силы упругости возникли в том или другом теле, необходимо это тело деформировать.

Для того чтобы деформировать тело, к нему необходимо приложить внешнюю силу, тогда возникающие деформации приведут к появлению сил упругости.

Вопрос классу: Итак причиной деформации являются …

Предполагаемый ответ: внешние воздействия.

Вопрос классу: А сами деформации являются причиной ….

Предполагаемый ответ: сил упругости. (электронное приложение к учебнику – анимация «Деформация пружины»)

Попробуйте дать определение деформации:

Деформацией называются изменения формы и размеров тела под действием силы. (слайд №4)

А что называется силой упругости?

Сила упругости — это сила, возникающая при деформации тела.

Деформации, которые исчезают после прекращения действия внешних сил, называются упругими.

Вопрос классу: Какие тела испытывают упругую деформацию?

Предполагаемый ответ: например, пружина, футбольный мяч.

Деформации, которые не исчезают после прекращения действия внешних сил, называют пластическими. Например, пластилин, глина, воск. (слайд №5)

Каждый вид этих деформаций по своему хорош, иначе, после каждого удара по мячу, пришлось бы его менять, а та фигура, которую вы сделали из пластилина, сразу, как только разожмёте пальцы, превратится снова в брусочек пластилина.

Рассмотрим деформации сжатия, растяжения, изгиба, кручения, сдвига.

(слайд№6) Если к твердому телу приложена внешняя сила, направленная перпендикулярно его поверхности (нормально), то возникающая деформация будет сжатием или растяжением

При растяжении и сжатии изменяется площадь поперечного сечения тела.

При достаточно сильном растяжении площадь сечения уменьшается. При сжатии площадь поперечного сечения увеличивается.

Проделаем опыт с резиновой трубкой, на которую надето кольцо. Если трубку сильно растянуть, то кольцо может свободно скользить.

Вопрос классу: Приведите примеры тел, которые подвергаются деформации растяжения или сжатия.

(слайд№7) Если к твердому телу приложить силу, направленную параллельно его поверхности (тангенциально), то возникающая деформация является сдвигом.

Деформацию сдвига рассмотрим на модели для демонстрации видов деформаций. Модель представляет собой параллельные пластины, соединённые между собой пружинами.

Горизонтальная сила сдвигает пластины относительно друг друга.

Вопрос классу: Посмотрите, изменяется ли объём тела при этом?

Предполагаемый ответ: изменения объёма тела нет.

Слои бруска смещаются, оставаясь параллельными, а вертикальные грани, оставаясь плоскими, отклоняясь на некоторый угол.

Вопрос классу: Что является мерой деформации сдвига?

Предполагаемый ответ: Угол отклонения.

У реальных твёрдых тел при деформации сдвига объём также не меняется.

Вопрос классу: Какие тела испытывают деформацию сдвига?

Предполагаемый ответ: Деформацию сдвига испытывают балки в местах опор, заклёпки и болты, скрепляющие детали, мел, которым пишут на доске, ластик.

(слайд№8)Разновидностью деформации сдвига является кручение.

Весь материал – смотрите документ.

Содержимое разработки

Конспект урока по физике 10 класс

по учебнику Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский

Тема урока: «Деформация и сила упругости. Закон Гука».

Дидактическая цель урока: углубить и систематизировать знания о деформации твердых тел, сформулировать закон Гука, показать на модели, что сила упругости прямо пропорциональна изменению длины деформированного тела.

Развивающая цель: развивать умственные и творческие способности учащихся, познавательный интерес к предмету.

Воспитательная цель: способствовать формированию сознательного творческого отношения к обучению, умения работать в коллективе и понимать значение получаемых знаний.

Методы и приёмы. Лекционное изложение материала с параллельной демонстрацией видеоматериалов и простых опытов, работа с табличным материалом, мини тестовая работа.

Виды самостоятельной деятельности: заполнение блок–схемы, устные ответы по вопросам учителя, работа с табличным материалом, мини практическая работа, решение задач.

Тип урока: Урок усвоения новых знаний на основе имеющихся.

Средства обучения: проектор, экран, компьютер, электронное приложение к учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева, Н.Н. Сотского, 2 ноутбука, учебная презентация, пружины с различным коэффициентом упругости, штатив, набор гирь, рейка, губка, модель для демонстрации видов деформации, резиновая трубка с колечком из проволоки, лист бумаги, кусок пластилина, блок-схемы урока, карточки с табличными значениями модуля Юнга для некоторых материалов, индивидуальные карточки с текстом по проверке домашнего задания, линейка, калькулятор.

1. Организационный момент:

Учитель приветствует класс, сообщает тему урока, цель урока.

2. Проверка домашнего задания.

Проверка домашнего задания включает в себя: вывод формул (работа у доски), устные ответы учащихся, работа на индивидуальных карточках, которые сдаются учителю на проверку.

3. Изучение нового материала:

Изучение нового материала сопровождается учебной презентацией, работой с электронным приложением к учебнику «Физика – 10», демонстрацией различных опытов, проведением эксперимента, для проверки выполняемости закона Гука, работой учащихся с табличным материалом, заполнением блок – схемы по мере изучения нового материала.

4. Закрепление изученного материала.

При закреплении изученного проверяет правильность оформления блок – схемы учащимися, вспоминаем основные вопросы урока, решаем задачи (экспериментальную и расчётную), выполняем тест на ноутбуках

5. Домашнее задание

Запись домашнего задания в дневник. Сообщений отметок, полученных на уроке.

I. Организационный момент:

Сегодня у нас с вами урок открытых дверей и поэтому мы должны особенно постараться. Покажите все свои знания и умения, будьте активными на уроке.

И так тема нашего урока: Деформация и сила упругости. Закон Гука.

Цель нашего урока: углубить и систематизировать знания о деформации твердых тел, сформулировать закон Гука, показать на модели, что сила упругости прямо пропорциональна изменению длины деформированного тела.

Прежде, чем мы приступим к изучению нового материала, вспомним то, что было на прошлом уроке.

II. Проверка домашнего задания.

1. Вывод формулы первой космической скорости (один ученик у доски).

2. Пока ученик записывает вывод на доске, с классом провожу фронтальный опрос.

1) Что называется первой космической скоростью? Чему она равна?

2) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вверх?

3) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вниз?

4) Груз помещен на платформе пружинных весов в кабине лифта. Что покажут весы во время свободного падения лифта?

3. После разбора вывода формулы и фронтального опроса обращаю внимание учащихся на карточки с текстом. Отмечаю, что звёздочкой помечен обязательный уровень ответа, после звёздочки работа по выбору (для сильных учащихся выполнение всего задания). Прошу учеников заполнить пропуски в тексте и сдать на проверку, предварительно подписав свою работу.

Силы всемирного тяготения – это силы, с которыми все тела…… друг к другу. Закон всемирного тяготения гласит, что сила всемирного приближения двух тел прямо пропорциональна……этих тел и обратно пропорциональна ……между ними, и записывается формулой…… .Коэффициент пропорциональности G называется …… , он равен……, был измерен английским физиком ……, с помощью прибора, называемого……. Удивительное свойство гравитационных сил состоит в том, что они сообщают всем телам независимо от их масс одинаковое…….

* Ускорение свободного падения, которое сообщает телам сила притяжения к Земле, равно……. При перемещении тела от полюса к экватору ускорение свободного падения……, что объясняется изменением расстояния от центра Земли до поверхности Земли. Первая космическая скорость искусственного спутника Земли равна…….

III. Изучение нового материала:

(Рассказ учителя, сопровождающийся слайдами презентации к уроку, работой с электронным приложением к учебнику, демонстрацией простых опытов).

На столах у учащихся план – схема урока, которую они заполняют по мере изучения нового материала, записывая основные определения и формулы.

Все тела вселенной действуют между собой силами тяготения. Нельзя сделать так, чтобы на какое-то тело силы тяготения не действовали. Силы упругости в этом отношении совершенно не похожи на силы тяготения.

Для того, чтобы силы упругости возникли в том или другом теле, необходимо это тело деформировать.

Для того чтобы деформировать тело, к нему необходимо приложить внешнюю силу, тогда возникающие деформации приведут к появлению сил упругости.

Вопрос классу: Итак причиной деформации являются …

Предполагаемый ответ: внешние воздействия.

Вопрос классу: А сами деформации являются причиной ….

Предполагаемый ответ: сил упругости. (электронное приложение к учебнику – анимация «Деформация пружины»)

Попробуйте дать определение деформации:

Деформацией называются изменения формы и размеров тела под действием силы.(слайд №4)

А что называется силой упругости?

Сила упругости — это сила, возникающая при деформации тела.

Деформации, которые исчезают после прекращения действия внешних сил, называются упругими.

Вопрос классу: Какие тела испытывают упругую деформацию?

Предполагаемый ответ: например, пружина, футбольный мяч.

Деформации, которые не исчезают после прекращения действия внешних сил, называют пластическими. Например, пластилин, глина, воск. (слайд №5)

Каждый вид этих деформаций по своему хорош, иначе, после каждого удара по мячу, пришлось бы его менять, а та фигура, которую вы сделали из пластилина, сразу, как только разожмёте пальцы, превратится снова в брусочек пластилина.

Рассмотрим деформации сжатия, растяжения, изгиба, кручения, сдвига.

(слайд№6) Если к твердому телу приложена внешняя сила, направленная перпендикулярно его поверхности (нормально), то возникающая деформация будет сжатием или растяжением

При растяжении и сжатии изменяется площадь поперечного сечения тела.

При достаточно сильном растяжении площадь сечения уменьшается. При сжатии площадь поперечного сечения увеличивается.

Проделаем опыт с резиновой трубкой, на которую надето кольцо. Если трубку сильно растянуть, то кольцо может свободно скользить.

Вопрос классу: Приведите примеры тел, которые подвергаются деформации растяжения или сжатия.

(слайд№7) Если к твердому телу приложить силу, направленную параллельно его поверхности (тангенциально), то возникающая деформация является сдвигом.

Деформацию сдвига рассмотрим на модели для демонстрации видов деформаций. Модель представляет собой параллельные пластины, соединённые между собой пружинами.

Горизонтальная сила сдвигает пластины относительно друг друга.

Вопрос классу: Посмотрите, изменяется ли объём тела при этом?

Предполагаемый ответ: изменения объёма тела нет.

Слои бруска смещаются, оставаясь параллельными, а вертикальные грани, оставаясь плоскими, отклоняясь на некоторый угол.

Вопрос классу: Что является мерой деформации сдвига?

Предполагаемый ответ: Угол отклонения.

У реальных твёрдых тел при деформации сдвига объём также не меняется.

Вопрос классу: Какие тела испытывают деформацию сдвига?

Предполагаемый ответ: Деформацию сдвига испытывают балки в местах опор, заклёпки и болты, скрепляющие детали, мел, которым пишут на доске, ластик.

(слайд№8)Разновидностью деформации сдвига является кручение.

(слайд№9) Деформацию изгиба можно свести к деформации неравномерного растяжения и сжатия, когда одна сторона подвергается растяжению, а другая – сжатию. За меру деформации изгиба принимается смещение середины балки или её конца. Это смещение называется стрелой прогиба. Опыт показывает, что при упругой деформации стрела прогиба пропорциональна нагрузке. Деформацию изгиба испытывают балки и стержни, расположенные горизонтально.

(электронное приложение к учебнику – видео «Сила упругости») Силы упругости возникают, как в твердых телах, так и в жидкостях и газах. Для жидких тел имеет смысл говорить только о нормальной силе, так как тангенциальные силы приведут к перетеканию жидкости. Отметим, что силы упругости жидкости могут быть направлены как внутрь, так и наружу от жидкости, то есть, жидкость может быть, как сжата, так и растянута.

Большинство жидкостей деформируются чрезвычайно мало.

Вопрос классу: Как вы думаете, в чём причина?

Предполагаемый ответ: Деформация жидкости приводит к нарушению расстояния между молекулами. При увеличении расстояния возникают силы притяжения, при уменьшении – силы отталкивания. В любом случае молекулы возвращаются на свои места.

Газы, в отличие от твердых тел и жидкостей не обладают собственным объемом, полностью занимая весь сосуд, в котором они находятся. Поэтому говорить о деформации газа не имеет смысла. Тем не менее, газы оказывают давление на стенки сосуда, поэтому можно говорить об упругости газов. При любом конечном объеме газ является сжатым.

(слайд№10) Необходимо отметить, что во всех случаях возникающая сила упругости направлена в сторону, противоположную внешней силе.

(слайд№11) При малых деформациях справедлив закон Роберта Гука:

сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону противоположную деформации.

В простейшем случае деформации растяжения и сжатия закон Гука выражается формулой

где x — изменение длины тела, k — коэффициент пропорциональности (так же называемый коэффициентом упругости), зависящий от материала тела, его размеров и формы. Знак минус явно указывает, что сила упругости направлена в сторону, противоположную деформации. Особенно хорошо этот закон выполняется для длинных пружин.

(слайд№12) Нам знаком ещё один вид записи этого закона:

При пропорциональной зависимости величин графиком является прямая линия.

(слайд№13) Деформация растяжения характеризуется абсолютным удлинением Δl и относительным удлинением ɛ.

Пусть в нерастянутом виде длина образца равна — l . Под действием приложенной к нему силы его длина станет равной — l0 . Таким образом, абсолютное удлинение образца Δl = l l0

Относительное удлинение – это отношение абсолютного удлинения к начальной длине образца: ε = Δl / l0

Говоря сегодня об упругих и пластических деформациях, мы отметили, что в любом сечении деформированных тел действуют силы упругости, препятствующие разрыву тела на части. Тело находится в напряжённом состоянии, которое характеризуется механическим напряжением . δ

(слайд№14 ) Механическим напряжением δ называется физическая величина, равная отношению модуля F силы упругости к площади поперечного сечения S тела. δ=Fупр/S

В СИ за единицу механического напряжения принимается 1 Па=1 Н/м.

Максимальное значение механического напряжения, после которого образец разрушается, называют пределом прочности.

(слайд№15) При малых деформациях механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению, т.е.

Это закон Гука для упругих деформаций.

Е – модуль упругости, (модуль Юнга), характеризующий способность материалов оказывать сопротивление упругим деформациям. Он одинаков для образцов любой формы и размеров, изготовленных из одного материала.

Для большинства широко распространенных материалов модуль Юнга определен экспериментально.

Для данного материала модуль упругости является величиной постоянной.

Обратимся к таблице и сравним значения модуля упругости стали и алюминия. Скажите, какому материалу вы отдадите предпочтение?

Предполагаемый ответ: У стали модуль упругости 200 Г Па, а у алюминия 70 Г Па. При прочих равных условиях, чем больше Е, тем меньше деформируется материал. Значит, отдадим предпочтение стали.

IV. Закрепление изученного материала.

(слайд № 16) Вернёмся к цели нашего урока, посмотрим, на сколько она нами достигнута: (слайд№17). Сравним получившиеся у вас схемы с эталоном.

Ответим на вопросы:

1) При каком условии появляются силы упругости? (При деформациях)

2) Назовите виды деформаций.

3) Сформулируйте закон Гука.

4) Приведите примеры проявления силы упругости в быту.

5) При каких условиях выполняется закон Гука? (При малых деформациях)

Экспериментальная задача: (слайд№18) (выполняет один ученик)

Имея линейку и набор грузов, определить коэффициент упругости данной пружины.

Расчётная задача: (слайд№19) (самостоятельно в тетрадях, можно одного к доске, или ведёт задачу один ученик с места)

На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,5 кH/м при поднятии вертикально вверх рыбы массой 200г?

Дано: Си Решение:

k= 0,5 кН/м 500 Н/м Леска удлиняется под действием веса рыбы.

m=200г 0,2 кг На рыбу действует Fт =mg и Fупр = -kх.

Так как Fт = -Fупр ,то mg = kx. Отсюда

Ответ: х = 0,4*10 -2 м.

МИНИ – ТЕСТ (слайд№20) выполняют на ноутбуках (см. приложение 1)

На уроке получены следующие оценки……..(сообщаю оценки )

V. Домашнее задание: (слайд№21)

1) §36,37. Ответить устно на вопросы параграфов.

2) Упражнение 7 задача 2.

3) Для сдающих ЕГЭ — Закон Гука, записанный сегодня в новой форме привести к виду, записанному в учебнике.

ВСЕМ СПАСИБО ЗА РАБОТУ!

Вопросы мини – теста:

1.Какие взаимодействия существуют в природе?

А. гравитационные Б. электромагнитные В.сильные Г.слабые

1)только А 2)только Б 3)только В 4)только Г 5)все, перечисленные в пунктах А-Г

2.Сила тяжести относится к силам

1)электромагнитной природы 2)сильным взаимодействиям

3)гравитационной природы 4)слабым взаимодействиям

3.Сила тяжести – это сила, с которой

1)тела притягивают друг друга 2)Земля притягивает к себе все тела

3)тело действует на пружину 4)тело действует на опору

4.Сила тяжести приложена

1)к центру тяжести Земли 2)к поверхности Земли

3)к поверхности тела 4)к центру тяжести тела

5.Сила тяжести направлена

1)вверх 2)вдоль поверхности соприкосновения тела и опоры

3)к центру тяжести Земли 4)всегда по-разному, в зависимости от размеров тела

6.Среди формул выберите формулу силы тяжести:

1)ρ∙V 2)m/ρ 3)υ∙t 4)mg

7.Как изменится сила тяжести, если массу тела увеличить в 3 раза?

1)не изменится 2)уменьшится в 3 раза 3)увеличится в 3 раза

4)сначала увеличится, а потом уменьшится в 3 раза

Еще по теме:

  • Кто имеет право на пособие малоимущим Пособие малоимущим российским семьям в 2018 году Помощь малоимущим семьям выплачивается исходя из размера прожиточного минимума – потребительской корзины, куда входят все продовольственные и непродовольственные товары, перечень обязательных платежей и список услуг, которые необходимы для […]
  • За сколько дней можно подавать заявление в загс За сколько месяцев до свадьбы подается заявление в ЗАГС? Бракосочетание — это серьезный шаг в жизни любого человека. И, конечно же, хочется, чтобы свадьба стала ярким запоминающимся событием. Первая проблема — определиться с датой. Выбор даты зависит от многих аспектов: народных […]
  • Госпошлина за подачу на алименты 2018 год Госпошлина на взыскание алиментов в 2018 году Как правило, иск на взыскание алиментов подается одновременно с исковым заявлением о разводе. Но это не значит, что подать на алименты нельзя в другое время. К примеру, если муж и жена все еще состоят в браке, но муж проживает отдельно и не […]
  • Иск о взыскании задолженности за жилищно-коммунальные услуги Иск о взыскании задолженности за жилищно-коммунальные услуги Мировому судье участка № 78 САО г. Омска 644033, г. Омск, ул. 1 Затонская, 24 Истец: Жилищно-строительный кооператив "С" г. Омск, ул. . . Ответчик: Р. проживающий: г. Омск, ул. . д. № . кв. . цена иска: 19157 рублей, 22 […]
  • Условия и порядок заключения брака препятствия к заключению брака § 2. Условия заключения брака и препятствия к его заключению Условия заключения брака и препятствия к его заключению определены в ст. 12–14 СК РФ. Общая цель закрепления таких норм в законе – обеспечить стабильность брака и прочность семейных отношений. Условия заключения брака – это […]
  • Не оплачиваемая опека Пособия, выплаты и жилищные льготы ПРИЕМНЫЕ РОДИТЕЛИ: вознаграждение за выполнение родительских обязанностей, страховой стаж, подоходный налог, отпуск по уходу за ребенком, досрочная пенсия, дополнительные выплаты по уходу за ребенком-инвалидом Внимание! В настоящем материале под […]
  • 94 ф3 закон Федеральный закон "О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд" от 21 июля 2005 г. N 94-ФЗ Федеральный закон от 21 июля 2005 г. N 94-ФЗ"О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для […]
  • Льгота по налогам для детей-инвалидов Налоговые вычеты для родителей детей-инвалидов Нашла в Интернете информацию, что для родителей детей-инвалидов с 1 января значительно выросли налоговые вычеты. Подскажите, что это такое и куда обращаться, чтобы это работало. С 1 января 2016 года вступили в силу следующие нормы Налогового […]