Методическая разработка урока по физике по теме "Деформации"

Секция: Копилка современных уроков

Антропова В.В., преподаватель физики, ГАПОУ СО                                                                               

«Саратовский политехнический колледж»

«Радость видеть и понимать

есть самый прекрасный дар

природы».

А. Эйнштейн

Тема урока:

Деформации, их учет и использование.

Цель урока: Повторение и совершенствование знаний учащихся по теме:

«Деформации»; развитие познавательного интереса к предмету путем установления межпредметных связей; воспитание трудолюбия, внимания, чувства коллективизма.

Методическая цель:  совершенствование методики деятельностного подхода в обучении при проведении уроков повторения и совершенствования знаний.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: нетрадиционный - слет специалистов: теоретики, практики,

экспериментаторы, специалисты по ИКТ, сварщики.

КМО: резиновый шнур на штативе; грузы; линейка;  прибор для демонстрации деформаций; шар с кольцом, спиртовка, прибор для демонстрации изменения длины изделия при нагревании, презентация, тест.                                                                                                                                                                   Межпредметные связи: математика,  сварка.                                                                                                             Уровень усвоения: 2                                                                                                                                                              Литература:                                                                                                                                                  1.Дмитриева В.Ф. Физика для профессий  технического профиля, М, «Академия», 2014.               2.Фирсов А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно - научного профилей, М, «Академия», 2012                                                                                                                                                3.Ланина И.Л.«100 игр по физике», М,«Просвещение», 2011                                                                               4.Диканева О.Т. «Воспитай творца», М, «Просвещение», 2012.

Формируемые компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами.

Студент должен в соответствии с ФГОС знать:

-     правила техники безопасности и безопасные приемы труда при работе на оборудовании;

-     основные правила проведения измерений;

-     терминологию и область учета  деформаций;

-     виды деформаций, их характеристики; физический смысл механического напряжения и закон Гука;

уметь:

-     соблюдать правила техники безопасности и безопасные приемы труда при работе с оборудованием;

-     рассчитывать модуль Юнга в элементарных случаях, использовать измерительные приборы;

-     узнавать в печатном тексте физические знаки, формулы, физические сокращённые обозначения;

-     рассчитать физическую величину из представленной формулы или закона.

Технологическая карта урока представлена в таблице

Ход урока	Деятельность преподавателя	Прогнозируемая деятельность обучающихся
I. Организационный момент (приветствие учащихся, проверка готовности к уроку: на столах лежат опорные конспекты, сигнальные карты, учебники по сварке).  сварке).	Проверка явки обучающихся	Приветствие преподавателя
II. Мотивация к учебной деятельности	Ребята иногда говорят: «Зачем нам физика, если мы пришли учиться на сварщика?» Я бы хотела, чтобы вы сегодня показали, как физика помогает в изучении профессии. Тему сегодняшнего урока мы прошли, но возвращаемся к ней из-за ее важности. Попробуйте сами сформулировать тему урока, а в качестве подсказки послушайте небольшое стихотворение. Как вы думаете: какова будет цель нашего урока? Добавляю:                                                                                            и совершенствовать ваши знания по данной теме (включаю проектор). Урок будет проходить в форме деловой игры «Слет специалистов». На слете присутствуют: теоретики, практики, экспериментаторы, специалисты по ИКТ и сварщики. Специалисты готовятся к выступлению и выступают, в это время все остальные ребята внимательно слушают и работают с опорным конспектом.  Специалистам по ИКТ найти информацию о Гуке в интернете на любом сайте.	Учащийся читает стихотворение. Нам знание физики жить помогает. Оно, как друг, и зовет, и ведет. Кто основательно физику знает,                  Тот никогда и нигде не пропадет.                   Мы деформацию тел изучаем:                   Когда меняется форма, объем.                 Теперь понятна упругость пружины,               Понятно, что происходит со свинцом.             В местах опоры поставили балки,                       Подзатянули заклепки, болты.                          И это все деформация сдвига,                                      Ты лишь проверь–не большие ли углы! И стебли злаков, и руки, и ноги                       Легки и прочны, чего говорить.                       Ведь слой нейтральный, известный науке Им помогает нагрузку выносить.                     Нам знанье физики жить помогает! Учащиеся формулируют тему урока и записывают ее в опорный конспект. «Деформации, их учет и использование» Повторить тему «Деформации»
III. Слет специалистов 1. Выступление теоретиков (что называется деформацией, какие бывают деформации, виды и примеры деформаций, рисунок, формулы). 2. Практики продолжают приводить примеры деформаций, их классификацию, говорят определение механического напряжения и закон Гука (записывают формулы); говорят, где учитываются деформации растяжения (сжатия) и сдвига. 3.Экспериментаторы на практике определяют модуль Юнга для резины,  проводят вычисления и раскрывают физический смысл модуля Юнга. Выявление места и причин затруднения в работе с опорным конспектом 4.Специалисты по ИКТ нашли материал о Р.Гуке в интернете.	Слежу за ходом выступления, проверяю на мультимедиа правильность написания формул. Слежу за ходом выступления и презентацией.         Контроль  хода эксперимента. Скажите: есть другая форма записи закона Гука? Может быть, это другой закон Гука? Можете ли вы доказать, что это один и тот же закон? Предлагаю ознакомить с материалом остальных обучающихся.	Выступающий приводит примеры деформаций в окружающей жизни. Учащиеся сравнивают формулы, написанные на доске и  выведенные  на экране. Выступающий показывает виды упругих деформаций на образце. Учащиеся работают с опорным конспектом. На доске пишут формулы и вычисляют модуль Юнга: δ =Е |ε| F/=EΔℓ/ ℓ0 E=FΔℓ /S ℓ0 формулируют физический смысл модуля Юнга: он характеризует сопротивляемость материала упругой деформации. Учащийся доказывает, что это один и тот же закон  F/=EΔℓ/ ℓ0 F= E*S/ ℓ0* Δℓ   или  F=К* Δℓ, где К-жесткость резины. Ребята слушают и продолжают работать с опорным конспектом.
	Показываю опыт! а) шар не проходит в кольцо после нагревания, т. е. изменился объем; б) проволоку нагреваю, пропустив   ток по ней, изменяется длина, проволока провисает.
5. Слово сварщикам (какие деформации возникают при сварке и как их избежать). Вопросы на закрепление: а) почему при строительстве различных сооружений стальные балки никогда вплотную не упираются концами в кирпичные или железобетонные стены? б) Изменяется ли внутренняя энергия деформированных тел? IV.  Заключение. Взаимопроверка опорных конспектов, подведение итогов урока. Оценки, комментарии.                    Рефлексия. Д/з Фирсов §104,  §105	Задаю  вопрос: Какие еще бывают деформации кроме механических? Задаю  вопрос: Вы встречались с тепловыми деформациями? Тепловым расширением называют увеличение линейных размеров и объема тел при повышении температуры. Тепловое расширение бывает линейным (присуще твердым телам) и объемным (присуще твердым телам и жидкостям). Из эксперимента следует, что в небольшом интервале температур относительное изменение длины тела пропорционально изменению температуры ℓ=ℓ0 (1+αt), где α- коэффициент линейного расширения по аналогии              V=V0 (1+βt),                                                         где β- коэффициент объемного расширения, причем в таблицах приводятся только значения коэффициентов  линейного расширения т.к. β=3α.	Учащиеся отвечают: тепловые. Учащиеся отвечают: да, на практике. Учащиеся внимательно слушают. При строительстве линий газопроводов и трубопроводов на определенных расстояниях делают прогнутые участки из труб (компенсаторы). Эти участки предохраняют трубы от разрыва при изменении их длины в случае нагревания или охлаждения.
	Показать образцы сварных соединений на слайде. Вопрос: какие нарушения в технологии допустил сварщик? Давайте подведем итоги урока:                                           а) деформацией называется…..; б) деформации бывают……; в) для упругих деформаций выполняется закон Гука; г) В сварке классификация деформаций другая: надо хорошо знать технологию. Ребята! Поднимите руки, кому понравился урок!	Учащиеся отвечают! Студенты проверяют опорные конспекты друг у друга, ставят оценки.     Учащиеся формулируют итоги урока. Обучающиеся отвечают, что им понравилось на  уроке.

Примерное выступление сварщиков.

       Изменение температуры тела (изделия) приводит к изменению его размеров. При неравномерном  нагреве металл на участках с более высокой температурой не может свободно расширяться (увеличивать свои размеры) из-за сопротивления соседних более холодных участков. Это вызывает внутренние напряжения и деформации.  В сварке классификация деформаций другая.

Деформации могут быть временные и остаточные, местные и общие, в плоскости и вне плоскости сварного соединения.
Временными называют деформации, которые образуются в определенный момент времени при нагреве или охлаждении и после сварки исчезают. Деформации, возникающие в изделии к моменту полного охлаждения металла до окружающей температуры, называются остаточными (конечными).
Местные деформации относятся к отдельным элементам изделия и выражаются в виде выпучины, хлопуна, волнистости или других искажений в плоскости изделия. Деформации, при которых изменяются размеры всего изделия, искривляются геометрические оси, называются общими деформациями.
Существенное значение для практики имеют остаточные сварочные деформации. В зависимости от характера, формы и размеров свариваемых деталей различают деформацию в плоскости и деформацию вне плоскости соединяемых элементов. Деформация в плоскости проявляется в уменьшении размеров конструкции, с чем необходимо считаться при заготовке деталей и сборке под сварку, предусматривая припуск на изменение размеров.
Величина и характер остаточных деформаций в значительной степени определяются толщиной и свойствами основного металла, режимом сварки, последовательностью наложения швов, конструктивными формами свариваемых деталей и формой шва. При увеличении толщины свариваемого металла деформации снижаются, что связано с большей жесткостью конструкции.
Изменение размеров и формы сварной конструкции в некоторых случаях снижает ее работоспособность и портит ее внешний вид. Если остаточные деформации достигают заметной величины, они могут привести к неисправимому браку.                                                                                                               Все мероприятия по уменьшению деформаций можно разделить на конструктивные и технологические способы, которые применяют до сварки, в процессе сварки или после нее. Для борьбы со сварочными деформациями применяются такие конструктивные способы как уменьшение количества сварных швов и их сечения, что снижает количества вводимого при сварке тепла, симметричное расположение швов для уравновешивания деформаций, симметричное расположение ребер жесткости, минимальное использование накладок и косынок, применение стыковых соединений.
К технологическим способам по уменьшению деформации относят рациональную технологию сборки и сварки, жесткое закрепление деталей, обратный выгиб деталей, правильный тепловой режим,  принудительное охлаждение в процессе сварки. 

IV. Заключение. Давайте проверим ваши опорные конспекты и подведем итоги урока:

а). Деформацией называется изменение объема и формы под действием внешних и внутренних сил;

б). Деформации бывают упругие и пластичные;

в). Для упругих деформаций выполняется закон Гука.

г). В сварке классификация деформаций другая: надо хорошо знать технологию.

Рефлексия: поднимите руки, кому понравился урок! Есть ли ребята, кому урок не понравился?

Опорный конспект к уроку

«Деформации, их учет и использование»

учащегося 27 группы _____________________________(ФИ)

Вариант 1

I. Установите соответствие:

А) процесс проникновения молекул одного вещества среди молекул другого				1. деформация
Б) изменение объема и формы тела под действием внешних сил				2. диффузия
	А	Б

II. При открывании  двери сила упругости пружины составила 4Н.

А) Какая из ниже приведенных формул выражает  закон Гука?
1) F= mg    2) v =           3) F= k        4) r  =

Б) Определить удлинение пружины, если ее жесткость равна 10н/м

1) 0,4м                    2) 40м                  3) 2,5м                 4) 0,04

А	Б

 III. На рисунке изображен динамометр с подвешенным к нему грузом. Определите: 

а) силу упругости пружины динамометра;

б) жесткость пружины динамометра, если под действием груза она удлинилась на 2 см.

F	К

IV.В каком году Р.Гук открыл свой закон?_____________________________________

_________________________________________________________________________

V. Продолжите: деформации бывают ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

Опорный конспект к уроку

«Деформации, их учет и использование»

учащегося 27 группы__________________________(ФИ)

Вариант 2

I. Установите соответствие:

А) деформация упругая	1. остаточная
Б) деформация пластичная	2. временная

А	Б

II. Пружина динамометра под действием силы 2 Н удлинилась на 4см.

А) Какая физическая величина равна отношению силы упругости к удлинению тела?

1) плотность        2) масса         3) жесткость материала     4) вес

Б) По  данным условия задачи вычислить жесткость

1) 0,5Н/м                    2) 8Н/м                  3) 2Н/м                 4) 50Н/м

А	Б

III. Определите, в какой из пружин, изображенных на рисунке, А или В, возникла большая сила упругости, и объясните почему.

 

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

IV. Какими науками занимался Р.Гук? ________________________________________

_________________________________________________________________________

V. Продолжите: деформации учитываются _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________