Презентация к уроку "Сила упругости" (проект).

• 1 слайд

  Проектная работа на тему:
  Сила упругости
  
  

• 2 слайд

  Проблема
  В кабинете физике не хватает пружин для проведения лабораторных работ в 6-7 классах.
  

• 3 слайд

  Цель проекта:
  Сконструировать пружину с заданной жесткостью
  k=17-20H/м
  

• 4 слайд

  Задачи
  1. Изучение теоретического материала по теме : «Сила упругости»
  2. Исследование свойств силы упругости с пружиной динамометра.
  3. Конструирование пружины с заданными свойствами.
  4. Практическое определение жесткости пружины.
  

• 5 слайд

  Затраты
  

• 6 слайд

  Планируемый результат:
  Пружина жесткостью 17-20 H/м (затрата проволоки 5м). Пружина будет отдана кабинету физики для проведение опытов для 6-7 классов.
  

• 7 слайд

  Полученный результат/продукт:
  Пружина жесткостью 17.5 H/м
  

• 8 слайд

  План продвижения продукта
  Будем предлагать директору МОУ СОШ №49 Ламанову В.А приобрести пружины для кабинета физики. Продадим по себестоимости.
  

• 9 слайд

  Вывод:
  
  
  Продукт соответствует планируемому результату
  

• 10 слайд

  Авторы проекта:
  Рычков Виктор
  Третьяков Олег
  7 «Е» класс
  Руководитель:
  Новикова Галина Васильевна
  

• 11 слайд

  Автор теоретической части:
  Рычков Виктор
  Авторы практической части:
  Третьяков Олег и Рычков Виктор
  Автор презентации:
  Третьяков Олег
  

Муниципальное образовательное учреждение - «Средняя общеобразовательная школа №49  г. Белгорода с углубленным изучением отдельных предметов»

         Проектная работа

    «Сила упругости»

                                                                                Выполнили: Рычков Виктор

                                                                               Третьяков Олег

                                              Руководитель: Новикова Галина Васильевна                              

                                    учитель физики

                                               2009 год

1. Тематическое поле: физика

2. Название проекта: Сила упругости

3. Авторы: Рычков Виктор и Третьяков Олег

4. Руководитель: Новикова Галина Васильевна

5. Проблема: В кабинете физики не хватает пружин для проведения лабораторных работ в 6 – 7 классах

6. Цель проекта: сконструировать пружину жёсткостью 17-20 Н/м

7. Задачи:

7.1: Изучение теоретического материала по теме «Сила упругости».

7.2: Исследование свойств силы упругости с пружиной динамометра.

7.3: Конструирование пружины с заданными свойствами.

7.4: Практическое определение жёсткости пружины.

8. Мероприятия (планирование)

8.1.1: Подбор литературы в школьном кабинете физики и в библиотеке. Сроки:7-9 февраля 2009 года	8.2.1: Проведение исследования свойств силы упругости с пружиной динамометра. Сроки:17-19 февраля 2009 года	8.3.1: Подбор подходящего материала  и инструментов в  магазине «Твой дом» для изготовления пружины (про волока, кусачки, плоскогубцы) Сроки:20-22 февраля 2009 года	8.4.1: Проведение эксперимента в кабинете физики. Сроки: 27февраля 2009года
8.1.2: Поиск теоретического материала в Интернете. Сроки: 10-12 февраля2009 года		8.3.2: Изготовление пружины. Сроки: 23-27февраля 2009 года

8.1.3: Работа с найденным материалом. Сроки:13-17 февраля 2009 года

9. Сроки выполнения: февраль – март 2009 года

10. Затраты:

Материально- технические ресурсы	Количество	Стоимость
Плоскогубцы	1 шт.	100 руб.
Кусачки	1 шт.	120 руб.
Проволока	10м	80 руб.
Перчатки	2 шт.	20 руб.
Интернет, диски, бумага	1 шт., 20 листов	25 руб.

11. Риски:

Риски	Меры для минимизации         факторов рисков
Порезаться о плоскогубцы, кусачки, проволоку.	При работе надеть специальные перчатки.

12. Планируемый результат/продукт:

Пружина жёсткостью 17-20Н/м (затрата проволоки 5м). Пружина будет отдана кабинету физики для проведения опытов для 7-8 классов. Предлагаем изготовить ещё несколько пружин.

13. Полученный результат/ продукт: пружина жёсткостью 17,5 Н/м

14. Выводы:

(из сравнений п.11 и п.12, успехи, неудачи и их причины, пути устранения)

Успехи	Неудачи	Причины неудач	Пути устранения неудач
Сконструировали пружину жёсткостью K=17,5 Н/м	Было испорчено 5м проволоки при изготовлении первой пружины.	Неплотно намотанные витки проволоки на стержень.	Не рассчитали силу при намотке проволоки.

15. План продвижения продукта: будем предлагать попечительскому совету школы закупить пружины для кабинета физики.

16. Источники информации: кабинет физики, библиотека, интернет.

17. Презентация проект:

Аудитория	Цель	Средства
Учителя, родители и   учащиеся нашей школы.	Участие в конкурсе проектов	Компьютерная презентация

               Содержание

            I.      Введение

         II.      Теоретическая часть

       1. Деформации. Виды деформаций.

       2.  Природа сил упругости.

       3. Деформации растяжения и сжатия.

       4. Силы упругости в природе и технике.

     III.      Практическая часть

       1. Изучение свойств силы упругости и закона Гука с помощью пружины динамометра.

      2.  Изготовление пружины динамометра.     

      3. Опытное определение жёсткости пружины динамометра.

      IV.      Выводы и рекомендации

         V.      Используемая литература.

           I.      Введение

       В нашей школе идёт раннее изучение физики, начиная с пятого класса. Мы учимся в классе с углубленным изучением физики. На уроках физики необходимо выполнять много практических работ, а в нашем кабинете недостаточно оборудования. Эту проблему мы взяли за основу своего проекта.

      Нами были поставлены следующие задачи:

            1.  Изучить теоретический материал по данной теме.

            2. Исследовать свойства деформированной

                  пружины.

             3.   Изготовить пружину и отдать её в кабинет физики.

                        .

      II.      Теоретическая часть

     1.  Под воздействием силы меняется скорость движения тела. При контакте взаимодействующих тел приходят в движение отдельные части тела, вследствие чего оба тела деформируются. Деформация – это изменение формы или размеров тела. Она будет продолжаться до тех пор, пока вновь возникшие силы, которые называются силами упругости, не уравновесят внешние силы. Лишь тогда движение частей тела прекратится.

         Деформация тела называется упругой, если после снятия нагрузки полностью восстанавливаются размера и форма тела.

Деформация тела называется пластической, если после снятия сил нагрузки размеры и форма тела не восстанавливаются.

Мосты, стены, балки, детали станков рассчитываются и изготавливаются таким образом, что при действии сил в них происходят упругие деформации, что обеспечивает длительную сохранность и надёжность конструкции. И, наоборот, при механической обработке металла его подвергают пластической  деформации таким образом, чтобы деталь, полученная в результате обработки, имела нужные размеры и форму, и сохранила их после снятия нагрузки.

Характер деформации зависит от нагрузки и длительности её действия на тело, а также от материала, из которого изготовлено тело.

 2.  Выясним природу сил упругости. В состав атомов и молекул входят частицы, обладающие электрическими зарядами. Атомы в твёрдом теле расположены таким образом, что силы отталкивания одноимённых электрических зарядов и притяжения разноимённых зарядов уравновешивают друг друга. При изменении взаимных положений атомов или молекул в твёрдом теле в результате деформации электрические силы стремятся возвратить атомы в первоначальное положение. Так при деформации возникает сила упругости. Так как силы упругости обусловлены взаимодействиями зарядов, по своей природе они являются электромагнитными силами.

  3.  В курсе физики рассматриваются деформации растяжения и сжатия. В этих случаях силы упругости направлены вдоль линии действия внешней силы, т. Е. Вдоль осей продольно деформируемых нитей, пружин, стержней и т. п., или перпендикулярно к поверхностям соприкасающихся тел. Большой вклад в изучение силы упругости внёс английский учёный Р. Гук. В 1660г., когда ему было 25 лет. Он установил закон, названный позже его именем, закон Гука:

Сила упругости, возникающая при растяжении и сжатии тела, прямо пропорциональна его удлинению.

         Если удлинение тела обозначить за x. А силу упругости – за F. То закону Гука можно придать следующую  математическую  формулу:

                                           F = k ∆l

                                           где k – жёсткость.

        У каждого тела своя жёсткость. Чем больше жёсткость тела, тем меньше оно изменяет свою длину под воздействием внешней силы.

  4.  Сила упругости имеет большое значение, например, при устройстве различных рессор и амортизаторов: при посадке на землю самолёта амортизатор шасси. Сжимаясь, должен произвести большую работу, погашая вертикальную скорость самолёта. В амортизаторе с малой жёсткостью сжатие будет больше, зато, возникающие силы будут меньше и конструкция самолёта будет лучше предохранена от повреждений. По той же причине при тугой накачке шин велосипеда дорожные толчки ощущаются резче. Чем при слабой накачке.

     Интересно отметить, что стальная   проволока, подвешенная за один конец, растягивается под действием собственного веса. А если такая проволока будет иметь длину 4,2 км, то она оборвётся под действием собственного веса. Проволока из свинца оборвётся под действием собственного веса при длине всего в 120 метров.

     Все машины, механические конструкции – башни, мосты, арочные конструкции – рассчитываются так, чтобы напряжения ни в одном месте конструкции не превышали предела упругости. В настоящее время существуют стальные мосты, длина пролёта которых (расстояние между опорами) превышает 1000 метров.

 III.      Практическая часть

Опыт №1: Изучение свойств силы упругости. Проверка закона Гука

Приборы и материалы: штатив, набор грузов массой по 50г, пружина, линейка.

                      Ход проведения опыта.

1. Закрепляем пружину в штативе.

2.  Измеряем первоначальную длину пружины l = 3,5 см

3.  Подвешиваем груз массой m =50 г

4.  Измеряем длину деформированной пружины l = 4,7 см

5.  Повторяем опыт с несколькими грузами (2, 3).

6.  Результаты измерений заносим в таблицу:

№ опыта	m кг	∆l,см	F
1	0,05	1,2	0,5
2	0,10	2,4	1.0
3	0,15	3,6	1.5
4	0.20	4,8	2.0

 7.  Построение графика зависимости силы упругости от удлинения.

Вывод:  опытным путём убедились, что сила упругости прямо пропорциональна удлинению.

Опыт №2: Изготовление пружины.

Приборы и материалы: проволока длиной 10м, металлический стержень диаметром 2,5 см, плоскогубцы, кусачки.

                       Ход изготовления

1.  Теоретические расчёты.

Мы предположили, что диаметр витка проволоки должен быть 2,5см, тогда длина проволоки необходимая для изготовления одного витка l=2пr , будет равна l = 2*3,14 * 0,0125м = 0, 0785м. Всего витков в пружине – 62.

Общая длина проволоки должна быть L =0,0785м * 62 =4.867м.

2.  Отрезали кусок проволоки длиной 5м с помощью кусачек.

3.  Намотали проволоку на стержень с помощью кусачек.

4.  С помощью плоскогубцев загнули края проволоки в виде крючков.

Опыт №3: Измерение жёсткости изготовленной пружины.

Приборы и материалы: пружина, набор грузов массой по 100г, штатив, линейка.

                      Ход проведения опыта.

1.  Коэффициент жёсткости находим из закона Гука F= k∆l

                           k= F/∆l

2. Закрепляем  изготовленную пружину в штативе.

3.  Подвешиваем на пружину груз m=100г.

4.  Повторяем опыт с грузом m=200г

5.  Результаты заносим в таблицу.

№ опыта	m, кг	F, Н	x, м	k. Н/м
1	0.1	1	0.06	17
2	0.2	2	0,011	18

                                   k= (k +k) / 2

                                   k = (17 +18 )/ 2 =17,5Н/м

  IV.      Выводы и рекомендации

         Творческая работа по выполнению проекта позволяет углубить знания по предмету и получить практические навыки по изготовлению самодельных приборов для уроков физики.

Рекомендуем учащимся нашего класса принимать участие в создании проектов и участвовать в конкурсах.