Проблемный урок з-н Гука 10 класс

Обучение  10-м классе ведется по учебнику физики « Классический курс» под ред.  Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева и др. («Просвещение» М. 2011г). количество часов в учебном плане 4 (3+ 1 фед. компонент). Урок проводится в рамках изучения темы №4 «Силы в механике» (11 часов) после изучения гравитационных сил (силы всемирного тяготения, веса, силы тяжести).

При рассмотрении   этим методом могут возникнуть следующая трудность:

при  неточных измерениях закон Гука  будет  искажен, что может сказаться на построении графика ( учитель напоминает, как оценивать погрешность измерений и приборов).

Тема урока:  Сила упругости. Деформация . Закон Гука.

Класс 10

Тип урока: Изучение нового материала и первичное закрепление.

Цели урока:

Образовательная:  в результате эксперимента  ученики исследуют виды деформаций, экспериментально получают формулировку  закона Гука.

Развивающая: ученики продолжают развивать свою речь, мыслительную деятельность, анализировать данные полученные экспериментально, умения применять свои теоретические знания на практике.

Воспитательные: ученики продолжают развивать свои коммуникативные умения в процессе коллективной работы (работа группами).

 Методы:

• Словесно – наглядный
• Частично – поисковый
• Исследовательский

Форма организации занятия:

        Беседа, создание  проблемной ситуации, работа в группах.

Средства обучения: проектор, экран, на каждые 4 чел.- штатив,2 динамометра с разными пружинами, 3 грузика  по 1Н  (из набора), линейка

Хронометраж урока:

1.   организационный момент   2 минуты

2.   подготовка к основному уроку   5 минут

3.   изучение нового материала 20 минут

4.   обобщение и систематизация изученного материала  5 минут

5.   первичное закрепление   10 минут.

6.   постановка домашнего задания и подведение итогов урока 3 минуты

Содержание урока

1. Организационный момент. Инструктаж по технике безопасности.

-Здравствуйте. Я рада вас приветствовать. Кто отсутствует?

Цель этапа: Психологическая подготовка учащихся к работе на уроке.

2. Проверка домашнего задания.

-Какие вопросы возникли в ходе выполнения  домашнего задания? (ответы учеников, обсуждение )

Вопросы для  фронтального опроса

• Какие виды сил мы знаем?

·         Каков вес тела массой 3 кг при движении по горизонтали с ускорением 1м/с?

·         Каков вес тела массой 3 кг при движении по горизонтали  без ускорения.

·          

3. Подготовка к первичному восприятию

Цель этапа:  Обеспечение мотивации учения учащихся и включение их в совместную деятельность по определению целей урока, актуализация опорных знаний и умений.

Демонстрация видеоролика.

-Объясните, что произошло? Почему? Как можно было этого избежать? 

-Какая сила возникла в ответ на вес снега?

- Что происходит с крышей под действием нагрузки?

- Как вы считаете, какова тема  нашего урока? (Деформация. Сила Упругости.)

- На столах вы видите оборудование. Для чего оно используется (для физических опытов).Сформулируйте цель нашего урока(опытным путем обнаружить деформацию и силу упругости, найти ее проявление в материальном мире, рассчитать ее )

4. Изучение нового материала. Первичное закрепление. Практическая работа.

Цель этапа: Обеспечить восприятие, осмысление, усвоение и первичное запоминание учащимися изучаемого материала.

Исследование видов деформаций(поведение тел под действием нагрузки и после ее снятия).

Исследование поведения тел после снятия нагрузки.

-Для нашей работы разделитесь на группы по 4 человека (напоминание о правилах работы в группах)

-На столах у каждой группы должны находиться следующее оборудование: штатив,2 динамометра с разными пружинами или 2 пружины различной жесткости, 3 грузика  по 1Н  (из набора), линейка (учащиеся проверяют наличие и исправность оборудования, делают  записи даты, темы, цели и необходимого оборудования в тетради для лабораторных работ)

Техника безопасности при выполнении лабораторных и практических работ.

-Приступим к работе ( учащиеся активно работают с объектом изучения по предложенному плану. Записывают опыты и их результаты, делают выводы).

Опыт №1. Цель: выяснить, что происходит с телом, когда мы на него воздействуем?

-Перед вами лежат обычные школьные ластики, которыми мы пользуемся каждый день. Как этот предмет поможет нам продвинуться к нашей цели- опытным путем обнаружить деформацию, силу упругости, найти ее проявление в материальном мире?

-Покажите мне ,как они ведут себя под действием нагрузки?

-Все это различные виды деформаций : растягиваем- деформация растяжения, сжимаем- сжатия, изгибаем- изгиба, сдвигаем- сдвига, крутим- кручение. Все стальные  виды деформаций можно свести  к этим 5-и видам (запись в тетради) 

-Скажите , а какую деформацию испытывают ножки стола? Доска, перекинутая через канаву? Петли двери?

-Скажите, а если такие же манипуляции проделать с  пластилином? И в чем разница?

Вывод: тело может восстанавливать свою  первоначальную форму или не восстанавливать.

Введение понятий:  2 вида деформации- упругая и пластическая (запись в тетради в виде схемы).

Деформация

 

                                                                     Упругая                                    Пластическая

-Скажите,  а всегда ли сила упругости одинаковая? От чего будет зависеть величина силы упругости?

Опыт №2. Цель: определить, от чего зависит сила упругости.

- У вас на  каждом столе   лежит 2 пружины. Скажите, как определить силу упругости, возникающую в них? От чего  она будет зависеть? ( варианты ответов: сильно или слабо сжать, согнуть, растянуть и т.д.)

-Хорошо, т. е. деформировать. Вот закрепляю пружинки на штативах, цепляю грузики .

- Грузики разные?( одинаковые)

-Что видим? (Растянулись по- разному).

-Почему? 

Вывод: Сила упругости зависит  не только от того, как сильно сжимаем, но и от свойств самой пружинки. 

Вспоминаем понятие коэффициента жесткости.

-Это свойство  скрывается за буквой k- коэффициентом жесткости.  Т.е. чем больше жесткость, тем меньше изменяет свою длину пружина. А какие примеры из жизни можете привести вы? (один ластик мягче, другой-тверже, один вид пластилина(мягкий для детей) можно сжать легким нажатием, а другой(для скульпторов) надо резать ножом).

- Итак. Какие величины мы рассматриваем и какова их зависимость друг от друга? 

Величины:

1.     Сила ( у нас вес грузика из-за которого возникает сила упругости)

2.     Жесткость ( в нашем случае пружина–характеристика самой пружинки динамометра)

3.     Абсолютное удлинение(  пружинка растягивается)

-Какие из этих величин мы можем измерить? Чем и как?

-Как они зависят друг от друга?

-Как это проверить? (составление таблицы зависимости  удлинения от действующей силы на основе опытов с двумя пружинками)

-Какая зависимость получилась? Постройте графики  зависимости  абсолютного удлинения от силы упругости, которая возникает в теле для обеих пружинок.

4. Обобщение и систематизация изученного материала.

-А теперь  давайте четко сформулируем, проговорим и запишем:

• Что такое деформация?
• Какие виды деформации мы наблюдали?
• Как зависит сила упругости, возникающая в теле, от  свойств самого тела? От удлинения?

-Вернемся к нашей цели. Что еще необходимо выяснить? (сформулировать физический закон)

-Этот закон носит имя замечательного английского ученого-физика- Роберта Гука.

( Справка об ученом. Роберт Гук родился 18 июля 1635 г. на одном из островов вблизи южного побережья Англии – туманного Альбиона. Он рос тщедушным и слабым ребенком, и, как он пишет в своем дневнике, родители даже не надеялись, что он выживет. Отец его был настоятелем местной церкви и мечтал сделать из Роберта священнослужителя. Но мечты эти пришлось оставить из-за слабого здоровья сына. Роберт и учиться начал довольно поздно. В четырнадцать лет по совету учителя он познакомился с математикой и, как рассказывают, в течение недели изучил первые шесть книг Евклида, а затем уже самостоятельно – философию и геометрию Декарта, которые были в то время новинкой. Кроме того, он выучил греческий и латинский языки и научился играть на органе. На этом общее образование Гука закончилось.

Область научных интересов Гука очень обширна, ему принадлежат исследования по механике, оптике, тепловым явлениям, астрономии, биологии. Он открыл закон упругости (закон Гука), был близок к открытию закона всемирного тяготения, выступал против гипотезы флогистона, считая теплоту результатом движения частиц вещества. Установил постоянные точки термометра (около 1660года совместно с Гюйгенсом), постоянство точек кипения и плавления тел. Будучи сторонником волновой теории света, положил начало физической оптике, изучал оптические явления в тонких плёнках, дифракцию света, высказал гипотезу поперечности световых волн. Изобрёл ряд физических и астрономических приборов, усовершенствовал воздушный насос (совместно с Бойлем), микроскоп. Занимался наблюдениями планет и теорией их движения. Измерил период вращения Марса. Предложил объяснение мерцания звёзд, явления ложных солнц, возникновения лунных кратеров и другие. Высказал гипотезу о связи землетрясений и вулканической деятельности с действием «подземного огня».

 Наблюдая в микроскоп ткани растений, открыл и описал их клеточную структуру, ввёл в науку термин клетка. Высказал идею получения искусственного шёлка. Также ему принадлежит ряд технических изобретений таких, как водяной насос (1659год), особая система зубчатых колёс (1666 год), пружинный привод карманных часов, прибор для измерения силы ветра, оптический телеграф (1684 год). Как архитектор Роберт Гук участвовал в восстановлении Лондона после пожара в 1666 году, по его проектам было построено несколько зданий, в том числе ансамбль психиатрического госпиталя «Бедлам».  Скончался Роберт Гук в марте 1703 года в Лондоне).  

5. Первичное закрепление. Решение задачи.

-По нашим графикам рассчитаем жесткость пружин наших динамометров. Один ученик  у доски, остальные в тетради решают и объясняют решение задачи.

6. Рефлексия.

-Приведите примеры тел, испытывающих деформацию у нас в кабинете и назовите тип деформации?

-Все эти деформации упругие или пластические? Приведите другие примеры.

Выберите варианты ответа:

1. Ученик измеряет силу кисти своей руки с помощью пружинного силомера. При этом используется способность силы

А. изменять скорость тела 
Б. вызывать деформацию

1) только А       2) только Б       3) и А, и Б       4) ни А, ни Б

2. Пружина жёсткостью k — 10⁴ Н/м под действием силы 1000 Н растянется на

1) 1 м       3) 10 см 
2) 2 см       4) 20 см

3. На рисунке представлен график зависимости силы упругости пружины от значения её деформации. Жёсткость этой пружины равна

1) 0,01 Н/м       3) 20 Н/м 
2) 10 Н/м       4) 100 Н/м

-Достигнуты ли поставленные цели? Что удалось сделать? (В процессе урока  провели серию опытов, сформулировали закон Гука.  Изучили типы и виды деформации. Развивали умения общаться друг с другом, с коллективом, развивали монологическую речь).

6.Постановка домашнего задания и подведение итогов урока.

п.34-35, ответить на вопросы 1-3 стр.94, творческое задание- сделать дома безмен или динамометр, основываясь на знании закона Гука, проградуировать .