Конспект урока по физике на тему "Закон Гука" (7 класс)

Урок физики в 7 классе

Тема. Сила упругости. Закон Гука.

Цели урока:  

дидактическая: ввести понятия силы упругости, деформации тела, коэффициента жёсткости, выяснить зависимость силы упругости от деформации, сформулировать закон Гука;

развивающая: развивать культуру речи, познавательную активность, логическое мышление, умение оперировать физическими понятиями и терминами;

воспитательная: воспитывать самостоятельность при работе с дополнительной литературой и при решении задач, аккуратность при записях на доске и в тетрадях, продолжить формирование диалектико-материалистического мышления.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Обладнання: мультимедийная доска, ноутбук, динамометры, грузики, линейки.

Структура урока

1. Организационный момент.

2. Мотивация к учебной деятельности.

3. Актуализация опорных знаний.

4. Изучение нового материала.

5. Итоги урока.

6. Домашнее задание.

1.Организационный момент

 Приветствие. Подготовка к работе.

2.Мотивация к учебной деятельности

Учитель. Для сохранения полноценного здоровья организм человека должен в достаточном количестве содержать йод и фосфор. А как известно, наибольшее количество йода и фосфора находится в таком продукте питания, как рыба. Чтобы поймать рыбу необходимо иметь рыболовные снасти определённой упругости, которые могут удержать улов. Так вот, тема нашего урока актуальна и необходима для изучения. Откройте рабочие тетради, запишите дату и тему урока «Сила упругости. Закон Гука»

3.Актуализация опорных знаний

Учитель. Сегодня мы с вами маркетинговая компания, которая получила задание от рыболовецкого предприятия на покупку оборудования (снастей) для ловли определённых видов рыб. Для выполнения данного задания мы объединимся в три проектные отдела: «Аналитический», «Экспериментальный», «Расчетный».

Для того, чтобы понять, какой вклад каждый из вас внёс в работу компании вы имеете перед собой бланк оценивания, в который и будете вносить свои балы за проделанную работу.

Бланк «Премиум»

Ф. И.О. уч.

Количество баллов

Количество баллов за отчёт

Всего баллов

Оценка

1

задание

2

задание

3

задание

.

И вот первое задание для нашей компании (за каждый правильный ответ -1 балл).

1. Выберите правильное утверждение. В результате действия силы тело может...

А.  увеличить свою массу;

Б.  увеличить свою скорость;

В.  изменить свой объём.

2. Выберите правильный ответ. На тело в горизонтальном направлении действуют две силы: 5 Н і 7 Н. Чему может быть равна их равнодействующая?

А. 1 Н;

Б. 10 Н;

В. 12 Н.

3.   Силу, с которой Земля притягивает к себе какое-либо тело, находящееся вблизи её поверхности называют…(силой тяжести).

4.   Одна из двух сил, которые действуют на тело вдоль одной прямой, равна 5 Н. Равнодействующая этих сил равна 8 Н. Какой может быть по величине вторая сила?

5.  Просмотрев видео, объясните о какой физической величине идёт речь.( Об ускорении свободного падения)

6.  Как направлена сила тяжести? (К центру Земли)

4.Изучение нового материала

В процессе объяснения нового материала учащиеся каждой группы (отдела) заполняют таблицу, которая появляется на экране, и делают выводы.

Сила упругости

Учитель. Под действием силы изменяется скорость движения тела. При контакте взаимодействующих тел начинают двигаться отдельные части тел, вследствие чего оба тела деформируются.   Деформация - это изменение формы или размеров тела.

Деформация тела называется упругой, если после снятия нагрузки полностью восстанавливаются размеры и форма тела. Деформация тела называется пластической, если после снятия нагрузки начальные размеры и форма тела не восстанавливаются. Иногда деформацию тела легко заметить, например, при растяжении или сжатии пружины. Но чаще, деформация не заметна для наших глаз, например, мы не замечаем, как прогибается стол под книгой. Силы упругости возникают при деформации тела, то есть при изменении его формы.

Причиной возникновения сил упругости в теле есть взаимодействие его молекул, которые расположены на определённом расстоянии друг от друга. Молекулы тела одновременно отталкиваются и притягиваются друг к другу. В недеформированном теле молекулы находятся на таком расстоянии, на котором силы притяжения и отталкивания уравновешиваются. Когда мы растягиваем или сжимаем тело, расстояния между молекулами изменяются, поэтому начинают действовать силы притяжения или силы отталкивания. В результате и возникает сила упругости, которая всегда направлена так, чтобы уменьшить величину деформации тела.

Закон Гука

Из практики известно, что чем большую деформацию мы хотим создать, тем большую нагрузку необходимо приложить к телу, которое деформируется. Следовательно, по величине деформации можно судить о величине приложенной силы.

Найдём при помощи опыта соотношение между деформацией тела и силой упругости. Подвесим к пружине сначала один грузик и измерим удлинение пружины. Добавим ещё один грузик - тогда сила упругости увеличится вдвое: ведь теперь она уравновешивает вес тела, который действует на два грузика. Мы увидим, что удлинение пружины тоже увеличилось в два раза.

Соотношение между силой упругости и удлинением пружины впервые было установлено опытным путём английским физиком Робертом Гуком. Поэтому его называют законом Гука: F=kΔх (модуль силы упругости F прямо пропорционален удлинению тела).

Коэфициент k называют жёсткостью тела. Он численно равен силе, которую необходимо приложить к телу для того, чтобы растянуть его на единицу длины. Единицей измерения жёсткости в СИ является Н/м.

Роберт Гук

Родился 18 июня 1635 года в городе Фрешуотер на английском острове Уайт в семье настоятеля церкви. В детстве Р. Гук был очень слабым и болезненным ребёнком и потому обучение он начал в 14 лет. Гук ознакомился с математикой, философией, выучил греческий и латинский языки, научился играть на органе. В 1653г. поступил в Оксфордский университет и сразу же стал ассистентом известного учёного Роберта Бойля, с которым до конца жизни сберёг тёплые отношения. Увлёкся не только физикой, но и медициной, химией, астрономией (открыл звёзды в созвездиях Ориона и Трапеции; говорил о вращении Юпитера вокруг своей оси). В 1663г. стал членом Королевского научного общества.

Измерение сил при помощи силы упругости.

И так, по величине деформации тела можно судить и об величине силы упругости. Поэтому силу упругости часто используют для измерения сил. Прибор для измерения силы называют динамометром. При градуировании (нанесении шкалы) пружинного динамометра используется закон Гука.

При помощи динамометра можно сравнивать силы по модулю, а также направление действия силы.

Аналитический

Экспериментальный

Расчетный

Деформация-…(изменение формы и объёма тела)

Прибор для измерения сил … (динамометр)

1. Расчитать коэфициент жёсткости пружины

K=F/

2. Построить график зависимости F(Δx).

F,H

Δx,м

Сделать вывод: от чего зависит коэфициент жёсткости пружины?

(коэфициент жёсткости зависит от рода материала пружины)

Виды деформаций…

(растяжение, сжатие,сдвиг, изгиб,кручение)

Ход эксперимента:

1.Подвесить один грузик к динамометру и измерить силу упругости и удлинение пружины

F₁= Δx₁=

2. Подвесить к предыдущему грузику ещё один такой же грузик и измерить силу упругости и удлинение пружиниы

F₂= Δx₂=

3. Проделать тоже самое с пружиной изготовленной из другого материала.

4. Сделать вывод (сила упругности прямо пропорциональна удлинению пружины)

Упругая деформация (после снятия нагрузки полностью восстанавливаются начальные размеры и форма тела)

Пластическая деформация (после снятия нагрузки не восстанавливаются начальные размеры и форма тела)

Сила упругости возникает…(при деформации тела)

Причина виникновения силы упругости (взаимодействие молекул)

Закон Гука (F=k),Δх=х-х₀

5.Закрепление изученого материала

Учитель: на экране вы видите шарики с определёнными номерами. Называя по очереди номер шарика, каждый отдел получает вопрос и даёт на него ответ, получая при этом 4 балла за каждый правильный.

Шарик №1

Пресноводными акулами называют старых, покрытых мохом щук, которые достигают длины 1,5 м и имеют массу 50 кг. В реках тропической Америки живёт самая большая из костных рыб – арапайма, длина её достигает 4 м, а масса – 200 кг. Но всех этих рыб превзошли сомы. В Днепре ловили сомов длиной до 5 м и массой 300 кг.

Вопрос: На сколько удлинится капроновая нитка, коэффициент жёсткости которой равен 10 Н/м при равномерном поднятии такого сома?

Шарик №2

В 1861 году экипаж французского судна “Алектон” пытался словить кальмара длиной 6-7 м и вёл с ним трёхчасовой бой. В кальмара всадили гарпун, но поднять на борт его не удалось, потому что он имел массу 2-3 т. Об этом случае знал Жюль Верн, который и описал в своей книге “Двадцать тысяч лье под водой” нападение гигантских кальмаров на подводную лодку “Наутилус”.

Вопрос: можно ли было поднять кальмара на тросе, изготовленном из стали? Максимальная сила, которую выдерживает трос на разрыв, равна 18кН.

Шарик №3

Заполнить пустые клетки таблицы.

Физическая величина

Символ

для обозначения

Единица

Формула

для определения

F_упр

Коэфициент жёсткости

Δх=F/k

Шарик №4

Средняя масса одного осетра, которых ловили в Ладожском озере, 128 кг. Рыболовные снасти выдерживают 1000 осетров при деформации 2 мм. Найти коэфициент жёсткости снастей.

Шарик №5

Измерить жёсткость пружины.

Оборудование: пружина, грузик массой 100г, линейка, штатив.

Шарик №6

Щука весом 30 Н растягивает капроновую нитку на 1 мм. На сколько растянут капроновую нитку две таких щуки? Чему равен коэффициент жёсткости такой нитки?

6. Итоги урока.

Учитель. Подсчитайте сумму всех баллов, которые получены вами за урок и переведите их в оценку по следующей таблице :

Количество

баллов

5-6

7-9

10 и выше

Оценка

3

4

5

6.Домашнее заданне

Выучить п.25; решить №286, 287 (сборник задач, автор: Перышкин А.В.), создать проекты «Применение закона Гука в медицине и технике».