Конспект урока на тему "Сила упругости. Закон Гука" (7 класс)

КОНСПЕКТ УРОКА В 7 КЛАССЕ.

ТЕМА: «Сила упругости. Закон Гука»

ТИП: урок открытия нового знания

ЦЕЛИ УРОКА:

1.      Образовательные:

·        сформировать знания учащихся о силе упругости, возникающей при деформации тел;

·        рассмотреть закон Гука и границы его применимости.

2.      Развивающие:

·         развивать навыки учащихся проводить измерения, анализировать результаты и делать выводы из полученных экспериментальных данных;

·         способствовать развитию умений решать качественные, расчетные и графические задачи;

·         совершенствовать навык самостоятельной работы и работы в парах, навык контроля и взаимоконтроля;

·         развивать умения работать с интерактивной доской, различным оборудованием для физического эксперимента; развивать интерес к изучаемому предмету.

3.      Воспитательные:

·         воспитывать культуру учебного труда;

·         воспитывать дисциплинированность, ответственность, взаимопомощь.

Необходимое оборудование и материалы для занятия: интерактивная доска; мультимедиа проектор; компьютер; компьютерная презентация урока.

для демонстрационного эксперимента: пружины различной жесткости; набор грузов; штатив с муфтой; демонстрационный метр; два бруска; гиря массой 5 кг; различные виды динамометров.

для фронтального эксперимента учащихся на каждый стол: штатив с муфтой и лапкой; динамометр; набор грузов; инструкция по проведению эксперимента.

ХОД УРОКА.

1.      Самоопределение к деятельности.

Здравствуйте, ребята. На предыдущих уроках мы с вами начали знакомство с различными силами. Сегодня на уроке мы познакомимся еще с одной силой, существующей в природе. С помощью эксперимента установим, от каких величин она зависит и как возникает.

2.      Актуализация знаний.

Для успешного усвоения новых знаний, надо вспомнить, что нам уже известно о силе. Опрос:

1. В результате чего может меняться скорость тела? Приведите примеры. 2. Что называется деформацией тела? 3. Что такое сила? 4. От чего зависит результат действия силы на тело? 5. Как изображают силу на чертеже? 6. Почему тела, брошенные горизонтально, падают на землю? 7. Какую силу называют силой тяжести? Как её обозначают? 8. Как направлена сила тяжести? 9. Что называется всемирным тяготением? 10. Кто первым установил закон всемирного тяготения?

Вам уже известно, что на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. В результате действия силы тяжести на Землю падает подброшенный камень, выпущенная из лука стрела, снежинки, листья, оторвавшиеся от веток и др.

На книгу, лежащую на столе, также действует сила тяжести, но книга не проваливается сквозь стол, а находится в покое. Подвесим тело на пружине или на нити. Оно падать не будет.

Почему же покоятся тела, лежащие на опоре или подвешенные на пружине или нити? Что же это за сила и как она возникает?

3.      Постановка цели деятельности.

Проведём опыт. На середину горизонтально расположенной доски поставим гирю. Под действием силы тяжести гиря начнёт двигаться вниз и прогнёт доску, т. е. доска деформируется. Как вы думаете, почему гиря не провалилась сквозь доску, а остановилась и находится в покое? Какой можно сделать из этого опыта вывод? Как направлена эта сила? Эту силу называют силой упругости.

Итак, ребята, что мы будем изучать сегодня на уроке?

Слайд 1. А теперь откройте тетради, запишите число и тему урока «Сила упругости. Закон Гука».

4. «Открытие» учащимися нового знания.

Слайд 2. Итак, Сила упругости – это сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение.

F_упр – сила упругости (приложена к телу в месте соприкосновения двух тел, направлена в сторону противоположную смещению частиц тела). (Положить на опору ещё один груз)

Слайд 3. Что произошло с опорой? Изменилась ли сила упругости? Как? Как вы думаете, при каком условии, тело и опора останавливаются?

Теперь подвесим тело на пружине. Пружина (подвес) растягивается. В пружине, также как и опоре, возникает сила упругости. Подвесим ещё один груз. Как изменилось растяжение пружины? Изменилась ли сила упругости в пружине? При каком условии растяжение прекратится?.

Сделаем выводы из опытов. Когда возникает сила упругости? Когда она исчезает? (убрать грузы с опоры и с пружины).

Слайд 4. Существует два вида деформаций: упругая и пластическая. Упругая деформация исчезает после прекращения действия силы, а пластическая не исчезает.

Слайд 5. Рассмотрим типы упругой деформации: растяжение (пружина), сжатие (резиновая игрушка), сдвиг, изгиб (металлическая  линейка), кручение (заводная игрушка). Более подробно с деформацией  вы познакомитесь в старших классах.

Вам уже известно, что сила – это физическая величина. Она кроме числового значения (модуля) имеет направление, т. Е. это векторная величина. Силу, как и любую физическую величину, можно измерить, т. е. сравнить с силой, принятой за единицу.

Единицы физических величин всегда выбирают условно. Так, за единицу силы можно было принять любую силу. Например, можно выбрать в качестве единицы силы силу упругости какой-либо пружины, растянутой до определённой длины. За единицу силы можно принять и силу тяжести, действующую на какое-нибудь тело.

Слайд 6. Вы знаете, что сила является причиной изменения скорости тела. Именно поэтому за единицу силы принята сила, которая за время 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. В честь английского физика И. Ньютона эта единица названа ньютоном (1 Н). Часто применяют и другие единицы – килоньютон (кН), миллиньютон (мН). На практике часто приходиться измерять силу, с которой одно тело действует на другое.  Для измерения силы используется прибор, который называется динамометр.

Слайд 7. Динамометры бывают различного устройства. Основная их часть – стальная пружина. (Рассказать о типах динамометров, показать, какие используются при выполнении лабораторных работ). Показать опыты с динамометрами. А теперь рассмотрим опыт.

Слайд 8. Возьмём пружину, один конец которой закреплён в штативе. Измерим первоначальную длину пружины l₀. К свободному концу подвесим груз, пружина удлинилась, её длина стала равной l. Удлинение шнура Δl = l – l₀. Как изменится удлинение, если подвесить ещё груз? А сила упругости?

Теперь попытаемся выяснить с помощью эксперимента, как зависит сила упругости от удлинения пружины. Для этого проведите исследование согласно инструкции, указанной на листах.

Слайд 9. (Инструкция) Приложение

Слайд 10. (Таблица) Заполнить с обучающимися первый столбец, остальные столбцы учащиеся заполняют самостоятельно и строят график функции.

Слайд 11. Скажите, как называется функция, график которой вы построили? Какая формула у этой функции? (На интерактивной доске учащийся строит график функции)

Ребята, первым эту зависимость установил английский учёный Роберт Гук, современник Ньютона.

Слайд 12. F_упр = kΔl. Изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости. Закон Гука справедлив только для упругой деформации. Δl – удлинение тела (изменение его длины), k – коэффициент пропорциональности (жёсткость),    СИ: [ k ] = Н/м.

Жёсткость тела зависит от формы и размеров, а также от материала, из которого оно изготовлено (опыт с разными пружинами). А теперь ребята определите жёсткость пружины ваших динамометров.

Слайд 13. Выберите соответствующие значения силы упругости и удлинения из своих таблиц. (Один ученик выполняет задание на интерактивной доске).

5. Подведение итогов урока, выставление оценок, постановка домашнего задания.

Слайд 14. Домашнее задание: § 25, вопросы.

Приложение.

Инструкция по выполнению эксперимента

Класс________

Фамилия, имя_______________________________

Фамилия, имя_______________________________

Определение зависимости силы упругости

от величины деформации тела, измерение жесткости пружины.

Цель: 1) установить зависимость силы упругости от удлинения тела;

            2) определить жёсткость пружины динамометра.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр, набор грузов, линейка.

1) Указания к работе

1.            Определите цену деления динамометра  Ц.д. =

2.            Измерьте первоначальную длину пружины l₀.

3.            Подвесьте к крючку динамометра груз, масса которого 100 г. Измерьте длину  пружины l. Вычислите удлинение пружины Δl = l – l₀. Заметьте при этом показание динамометра.

4.            Подвесьте к динамометру второй груз массой 100 г. Повторите измерения.

5.            Подвесьте к динамометру третий груз массой 100 г. Повторите измерения.

6.            Занесите данные в таблицу измерений.

7.            По полученным данным (F_упр – ось Оу и Δl – ось Ох) постройте график зависимости силы упругости от величины деформации тела.

8.            Сделайте вывод о том, как зависит сила упругости от удлинения тела.

9.            Определите жёсткость пружины динамометра.

Fупр, Н
l0, см
l, см
Δl, см

Вывод:

2) Используя данные таблицы, определите жёсткость пружины динамометра.

 

Дано:                               СИ:             Решение:

F_упр =

Δl =

k - ?

Ответ: k =