Физика пәнінен сабақ жоспары "Серпімділік күші, деформация Гук заңы." 7-сынып

Күні:

Сыныбы: 7

Сабақтың тақырыбы:  Серпімділік күші, деформация  Гук заңы.

Сабақтың мақсаты:  Серпімділік күші, деформация және Гук заңы туралы негізгі ұғымдарды қалыптастыру.

Білімділік міндеті:      Серпімділік күші, деформация және Гук заңының қандай физикалық шамаларға тәуелді  екендігін  білу міндеті.

Дамытушылық  міндеті:       Серпімділік күші, деформация және Гук заңы туралы білімдерін, оқушылардың өзіндік ойлау белсенділігі мен танымдық  қызығушылығын  дамыту.

Тәрбиелік міндет: Сабақ барысында оқушылардың дербестігін, пікір алмасуға, шығармашылық өздігінен білім алуға тәрбиелеу.

Сабақтың типі:     Жаңа тақырып өту.

Сабақтың түрі:     Интерактивті, зерттеу  сабағы.

Сабақтың әдісі: жаңа технологияны қолдану, деңгейлеп саралап оқыту элементтері, миға шабуыл элементтері.

Сабақтың құрал-жабдықтары: Электронды оқулық, ноутбуктер, интерактивті тапсырмалар, штатив, динамометр,   слайд-презентация, видео бейне материалы, xplorer GLX құрылғысы және күш датчигі, динамометрлер, қатаңдығы әртүрлі серіппелер, доп, резеңке жіп, шар, темір сымдар, пластиллин, үлестірме қағаздар, сызғыш,

Сабақ жоспары.

1. Ұйымдастыру кезеңі

2. Жаңа материалды игеруге дайындық

3. Жаңа материалды игеру.

4. Жаңа тақырыпты түсінігін алғашқы тексеру

5. Үй жұмысы

6. Сабақты қорытындылау

Сабақтың барысы:

Ұйымдастыру кезеңі

Оқушылармен сәлемдесу.

Үй жұмысын тексеру.

1.      Температура қабырғаға жабысып тұра ала ма?

2.      Масса үстелдің үстінде жата ма?

3.      Дене жылдамдығының өзгеру себебі неде?

4.      Дене формасының өзгеру себебі?

Мақалдардың физикалық мағынасын түсіндір:

1. Жоғары лақтырылған тас өз басыңа құлайды. (Қырғыз)

2. Сарқырама қанша жоғары құлап аққысы келсе де, бәрібір ол төмен ағады. (Қытай)

Нені үйренуіміз қажет?

1.      Серпімділік күші дегеніміз не?

2.      Гук заңы нені анықтайды?

3.      Деформация дегеніміз не, оның қандай түрлері бар?

Осы сұрақтарға бүгін өтілетін сабақ жауап береді.

Өткен сабақта үй жұмысына мен Роберт Гук  жайлы мәлімет жинауды тапсырған едім.  Кім Гук туралы қысқаша айтады?

•      Robert Hooke- әйгiлi ағылшын жаратылыстанушысы, ағылшындық Уайт аралында Фремуотер деген жерде 1635 жылы дүниеге келдi.

•      Орта мектептi бiтiргеннен кейiн Оксфорд Университетiне түседi.

•      1660 жылы әйгілі “Гук заңын” ашты.

•      1661 жылы каппилярлық құбылысқа арналған еңбегiн жариялады.

•      Гук өзiнiң 1665 ж. жарық көрген «Микрография» атты еңбегiнен кейiн әйгiлi болды. Бұл кiтапта Гук өзі жетiлдiрiлген микроскоппен көп зерттеулерін жүйелеп баяндайды. Тағы да бұл кiтабында Гук жарықтың табиғаты жайында ойларын жазып кеткен.

•      Кейін ол астрономиялық құрал-саймандарды ойлап табу және оларды жетiлдiрумен айналысты, биологиялық, географиялық, геологиялық зертеулер жүргiздi.

•      1703 жылы қайтыс болды.

Серпімділік күші деп дененің пішіні мен көлемі өзгерген кезде пайда болатын күшті айтады.

Бұл күш денелерді қысу, созу, майыстыру немесе бұрау кезінде пайда болады. Серпімділік күші әрқашан дененің пішіні мен өлшемдерінің өзгеруін тудырған күшке қарама-қарсы бағытталады.

Мысалы, серіппені қолымызбен қысып, одан кейін оны бос жібере салсақ, онда серіппеде туындайтын серпімділік күші оны бастапқы қалпына келтіреді.

Серпімді деформациялар кезінде денеде туындайтын серпімділік күші оның созылуына тура пропорционал: |F| = kΔl, бұл формула Гук заңын өрнектейді, мұндағы Ғ_серп— серпімділік күшінің модулі, k — қатаңдық немесе катаңдық коэффициенті, Δl =l - l₀ — дене ұзындығының өзгеруі

Дененің серпімді деформациялануында пайда болатын күшті серпімділік күші деп атайды. Серпімділік күші денені құрайтын бөлшектердің электромагниттік өзара әсерлесуінен пайда болады 

Денелердің күш әсерінен формасы мен көлемінің өзгеруі деформация (Deformation) деп аталады 
Деформация себебі: атомдардың арақашықтығын өзгерткенде олардың арасындағы күштер де өзгеріске ұшырайды және ол күштер денені бастапқы қалпына әкеліуге тырысады. 
1. Денеге күштіңәсер етуін тоқтатқаннан кейін ол дене бұрынғы қалпына қайтып келсе, ондай деформацияны серпімді деп атайды. 
2. Денеге күштіңәсер етуін тоқтатқаннан кейін ол дене бұрынғы қалпына қайтып келмесе, ондай деформацияны серпімсіз деп атайды. 
Серпімсіз денелерде серпімділік күштері болмайды! 

Серпімді деформация үшін Гук заңы :   Деформация кезінде пайда болатын серпімділік күші дененің абсалют ұзаруына (сығылуына) тура пропорциональ.

F = kx

k- дененің қатаңдығы, Н/м

x- дененің созылу немесе ұзару шамасы, м

Күшті өлшейтін арнайы құрал – динамометр қолданылады. Динамометрдің әртүрі бар:қол динамометрі, тарту динамометрі, мектеп динамометрі

            Осы тақырыпқа қатысты терминдерді ағылшын тілінде үйренейік.

Қазақша	Орысша	Ағылшынша
Күш	Сила	Ғorce
Серпімділік	Упругость	Elasticity
Гук заңы	Закон Гука	Hooke's law
Деформация	Деформация	Deformation
Созылу	Растяжение	Stretching
Сығылу	Сжатие	Compression
Бұралу	Кручение	Torsion
Майысу	Изгиб	Bending
Ығысу	Сдвиг	Shift
Серпімді	Упругий	Elastic
Пластикалық (серпімсіз)	Пластичный	Plastic

            Дененің серпімді деформациялануында пайда болатын күшті серпімділік күші (Deformation force) деп атайды. Серпімділік күші  денені құрайтын бөлшектердің электромагниттік өзара әсерлесуінен пайда болады

    Денелердің күш әсерінен формасы мен көлемінің өзгеруі деформация (Deformation) деп аталады

Деформация себебі: атомдардың арақашықтығын өзгерткенде олардың арасындағы күштер де өзгеріске ұшырайды және ол күштер денені бастапқы қалпына әкеліуге тырысады.

1.      Денеге күштің әсер етуін тоқтатқаннан кейін ол дене бұрынғы қалпына қайтып келсе, ондай деформацияны серпімді деп атайды.

2.      Денеге күштің әсер етуін тоқтатқаннан кейін ол дене бұрынғы қалпына қайтып келмесе, ондай деформацияны серпімсіз деп атайды.

            Серпімсіз денелерде серпімділік күштері болмайды!

Серпімді деформация түрлері:

Созылу

Сығылу

Бұралу

Майысу

Ығысу

Енді оқушылар сендер тақтадағы нұсқауларға  сүйене отырып  тәжірибелер  жасап қорытынды жасайсыңдар.

Жаңа тақырыпты тәжірибе арқылы игеру

1-тәжірибе:

Серіппені штативке іліп, оған массасы белгілі жүктерді іліп созылуын бақылаймыз. Әрбір жүкті ілген сайын созылуын сызғышпен өлшеп, белгілеп алып отырамыз.

Қорытынды жасаймыз.

Дәптерге жазу:

 «серіппеге неғұрлым көбірек жүк ілсек ол көбірек созылады.» Серпімділік күші дененің абсалют ұзаруына (созылуына)  тура пропорциональ

2- тәжірибе.

Қатаңдығы басқа серіппені штативке іліп, оған алдыңғы серіппеге ілген жүктерді ретімен іліп п созылуын бақылаймыз. Әрбір жүкті ілген сайын созылуын сызғышпен өлшеп, белгілеп алып отырамыз. Алдыңғы серпіппенің ұзаруымен салыстырып қорытынды жасаймыз.

Дәптерге жазу:

«серіппенің созылуы оның жасалған материалына тәуелді.» Серпімділік күші дененің жасалған  материалының қатаңдығына тура пропорциональ

1-эксперименттің қорытындысы

Серпімділік күші дененің абсалют ұзаруына (созылуына)  тура пропорциональ

2-эксперименттің қорытындысы

Серпімділік күші дененің жасалған  материалының қатаңдығына тура пропорциональ

Серпімді деформация үшін Гук заңы (Hooke's law)

   Деформация кезінде пайда болатын серпімділік күші дененің абсалют ұзаруына (сығылуына) тура пропорциональ және деформацияланған бөлшектердің орын ауыстыруына қарама-қарсы бағытталған.

Fсерп=-kx                                     k- дененің қатаңдығы, x- деформация.

Сабақты қорытындылау

•      Минус таңбасы серпімділік күшінің деформацияның азаю жағына бағытталғанын көрсетеді. Бұл күш денелерді сыққанда, созғанда және т.б. жағдайларда пайда болады.

•      Серпімділік күші әсерлесуші екі бөлшектің ара қашықтығының өзгеруіне байланысты болады.

Тақырыпты қайталап есептер шығару:

А-деңгей

1.                  Болат серіппе 260Н күштің әсерінен  40мм-ге созылды. Серіппенің қатаңдығы неге тең?

2.                  Шиыршық серіппенің ұзындығы 3,5 см-ге қысқартқанда 1,4 Н серпімділік күш пайда болады. Оны 2,1 см ұзартқанда серпімділік күші қандай болады?

3.                  Есікті ашқанда оның серіппесі 12 см ұзарды, сонда серпімділік күші 0,004кН тең, серпімділік күші 10Н-ға тең болуы үшін серіппені қаншаға ұзарту керек?

4.                  320Н күштің әсерінен амортизатордың серіппесі 9мм-ге сығылады. 1,6кН күштің әсерінен серіппе қаншаға сығылады?

В-деңгей

5.                  Жай тұрған серіппенің ұзындығы 88 мм, оны 120 мм-ге дейін ұзартқанда 120 Н серпімділік күші пайда болады. Осы серіппеге 90Н күш түскендегі ұзындығын анықтаңдар.

6.                  Серіппенің қатаңдығы 6*10³н/м. Оның оның серпімділік қасиетінің сақталу шегі 18мм.  Егер серіппеге 50Н, 100Н және 150Н күш түсіретін болсақ серіппенің серпімділік қасиеті сақтала ма?

7.                  Серіппеге массасы 20 кг жүк ілгенде, оның ұзындығы 12 см, ал 50 кг жүк ілгенде 15 см болса, онда оның бастапқы ұзындығының мәні қандай болған?

С-деңгей

8.                  Қатаңдығы 400 Н/м металл сымға ілінген, массасы 3 кг дене вертикаль жоғары 2 м/с²үдеумен қозғалады. Сымның созылуы неге тең. ()

9.                  Қатаңдығы 0,3 кН/м  трос массасы 2 кг денені тең үдеуімелі вертикаль жоғары көтерілгенде 4 см – ге созылады. Дененің үдеуі неге тең. ()

10.              Көтергіш кран тросының массасы 600 кг денені,  3 м/с² үдеумен вертикаль жоғары көтерілгенде 10 см – ге созылады. Тростың қатаңдығы? ()

11.               Қатаңдықтары бірдей k тізбектей жалғанған 4 серіппенің жалпы қатаңдығы қандай болады?

12.              Қатаңдығы 100 Н /м –ге тең сымды 1см –ге созу үшін оның шеттеріне қандай күш түсіру керек?  ( 1 Н)

13.              Массасы 0,2 кг балықты тік жоғары көтергенде қатаңдығы 500 Н / м –ге тең қармақ бауы қаншаға созылады?  (0,04 м)

 Кітаппен жұмыс. 13- жаттығу

№1

Берілгені:                                Шешуі:

к= 7,2*10⁴  Н / м                      F = кх

F= 10 кН = 10000 Н                 х = F /к

Т/к: х-?                                    х = 10000Н / 7,2*10⁴  Н/м = 1388,9*10^-4  = 0,14м

№2

Берілгені:                               Шешуі:

F = 245 Н                                 F = кх

ℓ = 35мм = 0,035м                  к = F/х

Т /к: к-?                                    k= 245Н / 0,035м = 7000 Н /м

Сабақты  бекіту : Серпімділік күші әсерлесуші екі бөлшектің ара қашықтығының өзгеруіне байланысты болады.

•      Бұл күш денелерді сыққанда, созғанда және т.б. жағдайларда пайда болады.

•      Серпімділік күшті Гук заңы арқылы анықтауға болады.

•      Минус таңбасы серпімділік күшінің деформацияланған бөлшектердің орын ауыстыруына қарама-қарсы бағытталғанын көрсетеді.

Тест

1.Деформация – жайылу, таралу /жоқ/

2.Күшті өлшейтін құрал – динамометр /ия/

3.                Дене пішінің немесе өлшемдерінің өзгеруін деформация деп аталады. /ия/

4.                Деформация түрлері: ауырлық, серпімділік, үйкеліс /жоқ/

5.                F = kx — Гук заңының формуласы /ия/

6.                Күштің әрекеті тоқтағаннан кейін, дене өзінің бастапқы пішіні мен өлшемін өзгертетін болса, мұндай деформация пластикалық деп аталады. /ия/

1. Қатаңдық  коэффициенті 100 Н/м серіппені 0,01 м-ге созатын күш

A) 100 Н.

B) 50 Н.

C) 1 Н.

D) 5 Н.

2. F=3 Н  күштің әсерінен  6 см-ге ұзарған серіппенің қатаңдығы

A) 10 Н/м.

B) 50 Н/м.

C) 0,5 Н/м.

D) 5 Н/м.

3. Қатаңдығы 300 Н/м  серіппе 50 мм-ге созылды. Жүкті осындай деформацияға ұшыратқан күштің шамасы неге тең?

A) 15Н

B) 20 Н

C) 21 Н

D) 18 Н

4. Серіппеге ілінген массасы 3 кг жүк, оны 1,5 см созады. Егер 4 кг жүк ілінсе, онда оның созылуы

A) 6 см.

B) 4,5 см.

C) 4 см.

D) 2 см.

5.  Роберт Гук өзінің заңын қай жылы тұжырымдады?

А. 1661

B. 1660

C. 1662

D. 1665

6  Серпімділік ағылшынша?

А. Force

B. Еlasticity

C. Density

D. Mass

7.  Күш ағылшынша?

А. Force

B. Volume

C. Density

D. Mass

Сабақтың қорытындысы:

Қорытынды сөз және бағалау.

 Үй жұмысы жаңа тақырыпты қайталау.

13 жаттығу  № 3-4 есеп