Методическая разработка урока по физике "Сила упругости" (10класс)

Тема урока: «Сила упругости».

Тип урок – урок изучения нового материала

Цели урока:

1.      Образовательная:

      выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука, обеспечить усвоение и закрепление нового материала. Научить планировать и проводить наблюдения и эксперименты с использованием приборов, фиксировать полученные данные.

2.                  Развивающая:

      развивать умение выделять главное, существенное, делать выводы, развивать познавательный интерес.

3.                  Воспитательная:

      воспитывать ответственное отношение к учебному труду, продолжить формирование представлений о связи природы и духовности мира человека, учить находить и воспринимать прекрасное в природе и трудовой деятельности.

Оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска, яблоки, штатив с лапкой, динамометры, грузики массой 100г.

Ход урока

1.        Оргмомент.

Здравствуйте, ребята! (Слайд 1)

За окном осень! Вы любите осень? А мне она очень нравится за то, что в это время года поспевают яблоки. В физике яблоко также играет не последнюю роль. Так вам известна легенда о том, что яблоко упало на голову Ньютону, и он открыл закон Всемирного тяготения, который мы с вами изучили. Надеюсь, сегодня яблоки нам тоже помогут сделать открытия.

2.        Актуализация знаний.

Посмотрите, какое красивое яблоко на экране. (Слайд 2)

На прошлом уроке мы изучили, что на него, как и на все тела,  действует Земля.

Как называется сила, с которой Земля притягивает яблоко? (сила тяжести)

Как направлена сила тяжести, действующая на яблоко? (вертикально вниз)

А почему яблоко не падает на Землю, а висит на ветке? (со стороны ветки на яблоко также действует сила)

Яблоко покоится, следовательно, куда приложена и как должна быть направлена эта  сила? (к ветке, вверх, противоположно силе тяжести)

Вспомните силы, с которыми вам приходилось встречаться в курсе физики, о какой из них идёт речь? (сила упругости)

Какой вывод мы сделаем о двух этих силах?

Вывод 1. Сила упругости компенсирует силу тяжести.  Fупр =Fтяж и направлены противоположно.

3.        Изучение нового материала.

Как вы думаете,  какая тема сегодняшнего урока? (сила упругости) (Слайд 3)

Давайте попробуем выяснить, когда  появляется эта сила?

Экспериментальное задание 1. Подвесьте яблоко к крючку пружины динамометра. Что произошло с пружиной?  Изменилась ли её форма или объём? (Пружина  стала длиннее, деформировалась)

Попробуйте дать определение деформации.

Что произойдёт с пружиной, если снять яблоко? (Она выпрямится, потому что на неё действует сила упругости)

Какой вывод можно сделать о связи силы упругости и деформации?

Вывод 2: Деформация является условием   возникновения силы упругости.

 Как направлена сила упругости? (противоположно силам, вызывающим деформацию)

Давайте ненадолго перевоплотимся в физиков и выясним, как зависит сила упругости от удлинения пружины

Экспериментальное задание 2  (Слайд 4, звучит музыка)

1.Подвесьте груз к пружине массой (0,1кг, 0,2кг, 0,3кг,  0,4кг ).

2. Измерьте ее деформацию с помощью линейки

3. Определите силу тяжести

4. Постройте график зависимости силы от удлинения.

Результаты занести в таблицу (Microsoft Excel, построить график)

Сделать выводы:

Как зависит удлинение от массы груза? (Удлинение прямо пропорционально массе груза)

Зависит ли отношение F/x от массы груза? От удлинения? (Нет)

А почему, по вашему мнению, эта величина осталась неизменной? Что она характеризовала? (пружину)

Так как отношение F/x некая постоянная величина в этом опыте, то можно её обозначить какой-либо буквой, например k?

Из  выражения k=F/x выразите силу.

Учащиеся получают F=kx или F=k∆l , т.к. сила упругости направлена противоположно силе тяжести, то в формуле, появляется знак «минус».

Ребята, попробуйте сформулировать, что у вас получилось в этом выражении? (сила упругости прямо пропорциональна удлинению)

Ребята, вы нашли формулу для расчёта силы упругости. Однако до вас её открыл известный учёный Роберт Гук в 1660 году, когда ему было 25 лет. (слайд 5), поэтому этот закон назван его именем.

Закон Изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости

- удлинение тела

                                    k – коэффициент пропорциональности,

                                     который называется жесткостью

Роберт Гук - естествоиспытатель, учёный-энциклопедист. Гука смело можно назвать одним из отцов физики, в особенности экспериментальной, но и во многих других науках ему принадлежат зачастую одни из первых основополагающих работ и множество открытий. (Слайд 6)

Экспериментальное задание 3 Определить общую жесткость пружин при последовательном соединении (Слайд 7, звучит музыка)

1.         Соедините два динамометра последовательно.

2.          Подвесьте груз массой 0.2кг.

3.         Рассчитайте общую жесткость.

Рассмотрим последовательное соединение пружин. В этом случае по 3-ему закону Ньютона  и перемещение груза   .

Из закона Гука выразим удлинение 

и запишем

Получим, что при последовательном соединении общая жесткость двух пружин (у доски обучающийся объясняет вывод формулы)

  Вывод 3: при последовательном соединении общая жесткость двух пружин

Экспериментальное задание 4 Определить общую жесткость пружин при параллельном соединении (Слайд 8, звучит музыка)

1.         Соедините два динамометра параллельно.

2.          Подвесьте груз массой 0.2кг.

3.         Рассчитайте общую жесткость.

Рассмотрим параллельное соединение пружин. Обозначим удлинение пружин х1 и  х2, х - перемещение груза. Тогда  

  

и две пружины можно заменить одной пружиной жесткостью k, удлинение которой x.

Получим по закону Гука  :

  

Итак, при параллельном соединении пружин общая жесткость

    (у доски обучающийся объясняет вывод формулы)

  Вывод 4: При параллельном соединении пружин общая жесткость

  

4.        Закрепление

Задача: Две пружины равной длины, скрепленные одними концами, растягивают за свободные концы руками. Пружина жесткостью 100 Н/м удлинилась на 5 см. Какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 1 см?

5.        Д/з § 34, 35

1.        Жесткость одной пружины 20 Н/м, другой — 40 Н/м. Пружины соединили последовательно. Найдите жесткость этого соединения.

2.        Если снабженная пружиной дверь сильно хлопает, то между дверью и концом пружины вставляют тросик (рис.). Почему после этого дверь закрывается медленнее?

3.        Творческое задание: подготовить сообщение о Р.Гуке (по желанию)   

6.             Итог урока. Рефлексия  (Слайд 10)

 – Продолжите, пожалуйста, фразу:

 – Сегодня на уроке я узнал…

 – Сегодня на уроке я познакомился…

 – На уроке мне понравилось…

Спасибо за урок, в подарок яблоки (Слайд 11)

Используемая литература.

1.             Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,.Сотский Н.Н Физика, 10 класс. –М.:  Просвещение, 2013-368 с.

2.             Хорошавин С.А. Физический эксперимент в средней школе. – М.: Просвещение, 1988-176с.

Краткое описание документа:

Методическая разработка урока по физике "Сила упругости" соответствует учебнику "Физика 10" под редакцией Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева. Это урок изучения нового материала, в основе которого положен системно-деятельностный подход. Образовательная цель урока:выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука, обеспечить усвоение и закрепление нового материала, научить планировать и проводить наблюдения и эксперименты с использованием приборов, фиксировать полученные данные