Поурочный план урока по физике на тему "Закон Кулана" (8 класс)

Мектеп: Талдықорған қаласындағы физика-математика бағытындағы  Назарбаев Зияткерлік мектебі

Мұғалім: Балажігітова Нұртілеу Құрманәліқызы, физика пәнінің мұғалімі

Сабақтың тақырыбы: Кулон заңына олимпиадалық есептер шығару

Сынып: 8 сынып оқушылары

Сабақтың оқу мақсаттары: Кулон заңын түсіну, есеп шығару барысында  Кулон заңын анықтау. Оқушылардың логикалық ойлау қабілетін дамыту.

Сабақтың міндеттері:

•      Бірнеше  нүктелік зарядтардың әсеріне Кулан заңын  пайдаланып есептер шығару;

•      Шығармашылық сипаттағы тапсырмаларды орындау;

•      Оқушылардың практикалық, аналитикалық және ізденушілік іс- әрекеттерін қамту.

Сабақтың типі: Білімді тереңдету сабағы

Оқыту әдісі: практикалық   

Сабақтың құрылымы:

1.      Ұйымдастыру кезеңі. Сабақтың мақсат, міндеттері

2.      Үй жұмысын тексеру

3.      Логикалық ойлау қабілетін дамытуға күрделілігі жоғары деңгейдегі есептер шығару.

4.       Үй жұмысы.

Көрнекіліктер: компьютер, слайдтар,видео.

Сабақтың басы.

Үй жұмысын тексеру:

 Бірдей екі метал шардың біреуінің заряды екіншісінен n есе артық болатындай етіп зарядталған. Шарларды бір-біріне тиістіреді де алғашқыдағыдай қашықтыққа ажыратып қояды. Егер шарлар әр аттас зарядпен зарятталған болса, онда олардың өзара әсер күші неше есе өзгереді.

Берілгені:                    Шешуі:

-                =;           +

т/к  -?               ;                

Сабақтың ортасы. Білімді тереңдетуге арналған Кулон заңына есептер:

1. Екі бірдей кішкентай шарик массасы 10 г әрқайсысы бірдей зарядталған және өткізгіш  емес салмақсыз жіпке ілінген. Жіптер бірдей керілу үшін әр шарикте қандай заряд болу керек? Жіптің ұзындығы 30 см. Бер:                                                                       Шешуі                               Үстіңгі зарядқа әсер ететін жоғары бағытталған күші Fн керілу   =                 күші және төменгі зарядтан тебілу күші  , ал төмен қарай   = 1                                    mg және жіптің керілу күші Fн.  l = 30 см                             Тепе-теңдік жағдайда бұл күштердің векторлық қосындысы                                           g = 9.8                                 нөльге тең : q - ?                                  +  +  +  = 0, ал скаляр түрде                                              +  =  + ,                                                        сондықтан Мұндағы , Кулон заңы бойынша      .                                            Онда     = .         Есептеу жүргіземіз:                       = 0,3  =  Кл                                  Жауабы: Кл 2. Қабырғасы a алтыбұрыштың төбелеріне бірінен соң бірі келетіндей етіп, +q, +q, +q, -q, -q,- q зарядтар орналастырылған. Алтыбұрыштың центріне орналастырылған +q зарядқа әсер ететін күшті табыңдар. a                         q   F - ?                     Алтыбұрыштың төбелерінде тұрған барлық зарядтар  зарядқа әсер етеді.  q заряд тарапынан  зарядқа әсер ететін күшті  деп белгілейміз.  Алтыбұрыштың 1 және 4 төбесіндегі q зарядтар тарапынан  зарядқа  4 бағытталған екі күш әсер етеді, өйткені 1 төбесіндегі  q оң заряд   зарядты өзінен тебеді, ал  4 төбесіндегі теріс заряд оны тартады. Сондықтан 1 және  4 төбелеріндегі зарядтан  зарядқа 21, күш әсер етеді.                   3 және 6 төбелеріндегі зарядтарда  зарядқа 21 күшпен әсер етеді, векторлық қосындысы 6 төбесіне бағытталған. Осы күштердің векторлық қосындысын косинустар теоремасын пайдаланып табуға болады: . Бұл күш 5-ші төбеге бағытталған, сонымен бірге 2 және 5 төбелерде орналасқан, зарядтар тарапынан  зарядқа әсер ететін күш 21 - де 5-ші төбеге бағытталған, сондықтан қосынды күш -ге тең болады. Кулон заңы бойынша: = . Cондықтан =4 Жауабы:=4 3. Екі бірдей зарядталған шар, бірдей ұзындықтағы жіпке ілінген диэлектірлік өтімділігі  сұйықтыққа батырады. Егер сұйықта олар ауада тұрғандай бұрышқа ауытқитын болса, сұйықтың тығыздығы қандай? Сұйық тығыздығы   Бер:                                                          0   Талдау: 1. Ауада зарядталған   шариктерге үш күш әсер етеді :      Fн1 -   жіптің керілу күші;          mg – ауырлық күші:     Fk – Кулон күші Осы күштердің әсерінен шариктер тепе – теңдікте тұрады,онда  =  2. Сұйық диэлектрикте шариктерге төрт күш әсер етеді Fн2 – жіптің керілу күші mg- ауырлық күші Fk2- Кулон күші Fарх- Архимед күші Жүйе осы күштердің әсерінен тепе-теңдікте болады, онда: 3.  Есеп шарты бойынша жіптердің ауытқу бұрышы бірдей, онда                          ,       қысқартып, мынадай өрнек аламыз:       ;                                                     Жауабы:   4.    Шаршының төбелерінде q заряд орналаскан жүйедегі зарядтар тепе-теңдікте тұру үшін қандай qo зарядты, қай жерде орналастыру керек? Бер: q                       q0  -? Шешуі: Әрине qo заряд теріс болуы тиіс, олай болмаса шаршының төбелеріндегі зарядтар одан және бір-бірінен тебіле отырып қашады. Шаршының  төбелеріндегі зарядтар тепе-теңдікте болу үшін тебілу күштерінің қосындысы qo зарядқа әсер ететін Fo кушке тең. 1 төбесіндегі зарядқа әсер ететін күштердің қосындысы нольге тең: +++=0 +=  (1) =  2 және 4 төбелердегі заряд тарапынан 1 төбесіндегі зарядқа әсер ететін күш, Кулон заңы бойынша   , сондықтан    (2) мұндағы а шаршының қабырасы. Бізге ол берілмеген, бірақ есеп шығару барысында қысқару керек.    1 төбесіндегі q зарядқа 3 төбеінде тұрған q заряд мынадай күшпен әсер етеді:       (3) Сонымен қатар 1 төбесіндегі q зарядқа а  қашықтықтан qo  заряд әсер етеді: =    (4)  (2),(3) және (4) өрнектерді (1) апарып қоямызда  qo  зарядты табамыз:      ;    q  =q0  ;  q0=0,95q                                                    Жауабы: q0=0,95q  5.Суретте көрсетілгендей массасы 0,2 г бірдей кішкетай шарлар жіпке ілінген. Олардың ара қашықтығы 3см. Шарлардың әрқайсысына бірдей 10 нКл заряд берілген болса, жіптің АВ және ВС бөліктеріндегі керілу күші қандай екенін табыңдар. Мынадай жағдайды қарастыру керек: зарядтар аттас. Берілгені:                   Шешуі: m=0,2г  Бірінші және екінші шариктер үшін Ньютонның екінші заңын r=3см    жазамыз : (1) =10нКл                                                 (2)     Кл                   (2) теңдеуден  өрнектейміз:               аттас                                                                           (1) теңдеуге  өрнегін қойып  өрнектейміз т/к                      -                                                                                                                       5.                  Өлшемдері бірдей, зарядталған бір-біріне кейбір күшпен тартылады. Шариктерді жанастырып қайтадан алғашқысына қарағанда п есе үлкен қашықтыққа ажыратқаннан кейін олардың арсындағы өзара әрекеттесу күші т есе азайды. Егер екінші шариктің заряды -q болса, онда жанастырғанға дейін бірінші шариктің заряды қандай болған? Шешуі:             -  қашықтықта зарядталған шарлардың өзара әрекеттесуінің  кулондық күші.           - шарларды қосып, қайтадан ажыратқаннан кейінгі   қашықтықтағы әрбір шариктегі зарядтар(зарядтардың сақталу заңы бойынша).  ( есептің шарты бойынша ) ;   ;  ;   ;  ; ;  - ге қатысты квадрат теңдеуді шешеміз. ; ; ; ;   ; . Үй жұмысы Қабырғасы a алтыбұрыштың төбелеріне бірінен соң бірі келетіндей етіп, +q, +q, +q, +q, -q,- q зарядтар орналастырылған. Алтыбұрыштың центріне орналастырылған +q зарядқа әсер ететін күшті табыңдар Әдебиеттер тізімі: 1. Л.Е. Генденштейн, А.Б. Кайдалов, В.Б. Кожевников «Физика» 8 класс; издательство « Мнемозина», Москва 2010.  2. Л.Е. Генденштейн, Л.А.Кирик, И.М. Гельфгат «Физика» задачник 8 класс; издательство «Мнемозина», Москва 2010 3. Л. А. Горлова Олимпиады по физике МОСКВА «ВАКО» 2007 4. И.Л. Касаткина «Репититор по физике» 2012. .