Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок физики в 7 классе с элементами исследования. "Сила упругости"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Урок физики в 7 классе с элементами исследования. "Сила упругости"

библиотека
материалов

hello_html_m2a7690f7.gifМКОУ Первомайская ООШ

Урок физики в 7 классе с элементами исследования.

Учитель: Шапошников С. А.

Тема: Сила упругости. Закон Гука.

Форма учебного занятия: комбинированный урок на основе исследовательской деятельности.

Цели урока: Учащиеся должны:

  • знать о существовании сил упругости, об условиях их возникновения, о силе реакции опоры; знать закон Гука (определение, формулу), определение деформации, что такое упругая и пластическая деформация;

  • познакомиться с физической величиной - жесткостью; оценить свои умения применять знания о силе упругости к решению физических задач, усвоить характерные особенности сил упругости, возникающих при упругой деформации тела; научиться применять знания о силе упругости к объяснению и анализу явлений окружающего мира;

  • уметь приводить примеры деформации тел при взаимодействии, вычислять силу упругости, измерять силу упругости.

Задачи урока

Образовательные:

-Дать знания о величинах, характеризующих упругие свойства тела, представление о причинах возникновения сил упругости, доказать, что между молекулами существует притяжение и отталкивание. Качественный анализ формулы F = кх . Физический смысл коэффициента упругости (словесно, записать). Составить перечень известных вам видов деформации.

Обосновать связь между силами упругости и силами взаимодействия между молекулами. Показать, что взаимодействие между молекулами является неотъемлемым свойством материальных объектов, что эмпирический базис необходим для формирования основных положений теории.

Познакомить учащихся с методами измерения сил упругости, с элементами экспериментального метода определения жесткости пружины. Проконтролировать уровень усвоения закона Гука и показать, что он вытекает из опыта и подтверждается экспериментально.

Расширить и уточнить знания о взаимодействии молекул в твердом теле, о том, что жесткость - одна из основных характеристик твердого тела. Создать научное представление о жесткости как о физической величине (обусловленной характером взаимодействия молекул твердого тела), зависящей от рода материала и геометрии тела.

2. Воспитательные:

Подчеркнуть взаимосвязь силы упругости с деформацией как пример проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений, значение моделирования механических свойств твердого тела в познании явлений окружающего мира, ограниченность применения знаний на эмпирическом уровне.

Показать значение опытных фактов и эксперимента в создании модели твердого тела, количественного описания фактов и явлений для изучения свойств твердых тел.

3. Развития мышления:

Проверить уровень самостоятельности мышления учащихся по применению знаний в различных ситуациях. Продолжить работу по формированию умений обобщать опытные данные, анализировать свойства и явления на основе знаний.

Формировать умения обобщать известные данные на основе выделения главного, развертывать доказательство на основе данных. Объяснить, почему одна пружина удлинилась на 1 см, а другая - на 2 под действием одной и той же силы (словесно). Объяснить смысл термина "пластическая деформация" (пример).

Использование элементов педагогических технологий:

-исследовательской деятельности;

-работа в малых группах;

-деятельностного подхода.

Демонстрации:

Типы деформации (упругая и пластическая), виды деформации, возникновении силы упругости при деформации тел.

Оборудование:

Демонстрационное – Прибор для демонстрации видов деформации тел, упругая линейка на двух опорах и мешочек с песком, стальная пружина и подобная алюминиевая или медная спираль.

Лабораторное – штативы, динамометры, шкала которых заклеена бумагой, наборы грузов массой по 100 г, измерительные ленты, линейки и листочки с заготовленными таблицами, по числу групп, по одному на группу.

Ход урока.

1. Оргмомент. Ребята, сегодняшний урок физики я предлагаю вам начать с разминки – чтобы настроиться на рабочий лад. Давайте разгадаем вот эти ребусы:

C:\Documents and Settings\vsosh8\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.Word\f3a11200828d.jpg

3 2 1 4



У


C:\Documents and Settings\vsosh8\Рабочий стол\kozhevnikova-arina-prud.gif

Д=Г

, ьи.

C:\Documents and Settings\vsosh8\Рабочий стол\021ad6a8355c.jpg




C:\Documents and Settings\vsosh8\Рабочий стол\66916837_1290418786_16.png

,,

C:\Documents and Settings\vsosh8\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.Word\blogentry-5018-1229123920.jpgТ=Н



C:\Documents and Settings\vsosh8\Рабочий стол\886953780.jpg



Щ=Г




У нас получились слова: «Сила упругости. Закон Гука».

Ребята, это и есть тема нашего сегодняшнего урока, предлагаю записать её в рабочую тетрадь.

2. Проверка усвоения изученного материала.

Фронтальная беседа.

- Обратите внимание на слово «Сила», раз мы продолжим изучать силы, нам надо кое-что о силах вспомнить, и сделаем мы это в форме беседы.

- Ребята, мы с вами начали изучать причины изменения скорости тел, и пришли к выводу, что скорости тел изменяются… Кто продолжит мою фразу? (под действием других тел) Что является причиной изменения скорости тел?

- И как же назвали физическую величину, являющуюся мерой действия одного тела на другое? (Сила).

- Как в физике обозначают силу? (F )

- Чем характеризуется сила? Другими словами, от чего зависит действие силы? (Величиной и направлением, т. е. сила – векторная величина, имеет значение и точка приложения силы).

- Как условно изображают силы на чертежах, рисунках? (В виде стрелочки). В какую сторону направляют стрелочку? ( В сторону действия силы).

- А как показать на чертеже величину силы? (Соответствующей ей длиной стрелочки).

- Какую силу приняли за единицу измерения сил? ( 1 Н – это сила, которая за 1 секунду изменяет скорость тела массой 1 кг. на 1 м/с.)

- Что Вы можете сказать о силе притяжения тела к Земле? (Она называется силой тяжести, направлена вертикально вниз и зависит от массы тела, обозначается Fт. )

- Как вычислить величину силы тяжести? ( Fт. = mg , где g= 9,8 Н/кг.)

- Как надо поступить, чтобы определить поведение тела, на которое действует не одна сила, а несколько? (надо сложить силы, или найти их равнодействующую).

- Как находится равнодействующая двух сил, направленных вдоль одной прямой в одну сторону? ( F = F1 + F2 )

- А в противоположные стороны? (Если F1 > F2, то ( F = F1 - F2, и будет направлена в сторону большей силы).

- Что говорят о силах, равных по величине и противоположных по направлению, действующих на одно и то же тело? (Их равнодействующая равна 0, они уравновешивают или компенсируют друг друга).

- Может ли изменить свою скорость тело под действием пары таких сил? ( Нет).

3. Изучение нового материала.

- Мы с вами уже знаем, что на все тела, находящиеся вблизи Земли, действует сила тяжести. Под действием этой силы падают на Землю капли дождя, снежинки, оторвавшиеся от веток листья, подброшенные вверх предметы. Но когда все они достигли какой – то опоры, то останавливаются. Например, тот же снег, лежащий на крыше. А ведь Земля продолжает его к себе притягивать. Почему же он не проваливается сквозь крышу, что препятствует его падению? Крыша. Она действует на снег с силой, равной силе тяжести, но направленной в противоположную сторону. Что это за сила?



Рассмотрим опыт: доска, лежащая на двух подставках. Если на ее середину поместить груз, то под действием силы тяжести груз начнет двигаться, но через некоторое время, прогнув доску, остановится. При этом сила тяжести окажется уравновешенной силой, действующей на гирю со стороны изогнутой доски и направленной вертикально вверх. Эта сила называется силой упругости. Сила упругости возникает при деформации. Деформация — это изменение формы или размеров тела. Одним из видов деформации является изгиб. Чем больше прогибается опора, тем больше сила упругости, действующая со стороны этой опоры на тело. Перед тем как тело (гирю) положили на доску, эта сила отсутствовала. По мере движения гири, которая все сильнее и сильнее прогибала свою опору, возрастала и сила упругости. В момент остановки гири сила упругости достигла значения силы тяжести и их равнодействующая стала равной нулю.

Если на опору поместить достаточно легкий предмет, то ее деформация может оказаться столь незначительной, что никакого изменения формы опоры мы не заметим. Но деформация все равно будет! А вместе с ней будет действовать и сила упругости, препятствующая падению тела, находящегося на данной опоре. В подобных случаях (когда деформация тела незаметна и изменением размеров опоры можно пренебречь) силу упругости называют силой реакции опоры.

Если вместо опоры использовать какой-либо подвес (нить, веревку, проволоку, стержень и т. д.), то прикрепленный к нему предмет также может удерживаться в покое. Сила тяжести и здесь будет уравновешена противоположно направленной силой упругости. Сила упругости при этом возникает из-за того, что подвес под действием прикрепленного к нему груза растягивается. Растяжение еще один вид деформации.

Сила упругости возникает и при сжатии. Именно она заставляет распрямляться сжатую пружину и толкать прикрепленное к ней тело.

Рассмотрим виды деформации на примере вот этого тела:

- Демонстрация видов деформации: (растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг).

4. Исследовательская работа.

1). - А теперь у меня к вам вопрос. Существует ли какая-то зависимость между величиной деформации тела и силой упругости, возникающей при этой деформации? Если зависимость существует, то какая именно? Что вы можете предположить из личного жизненного опыта? Случалось ли вам наклонять ветки в саду, к примеру, чтобы сорвать яблоко?

(выдвигаются гипотезы – формулировку можно записать на доске, приблизительно так: Чем больше деформация тела, тем больше сила упругости, возникающая при этом).

2). Исследования на тему «Изменение длины пружины под действием силы».

Каждой группе учащихся выданы принадлежности: подвешенная на вертикальной стойке, на которую нанесены деления, пружина со стрелкой, четыре груза одинаковой массы. Ученики также получили карточки, содержащие следующие таблицы для записи результатов исследований.

Задания группам: спланировать самостоятельно порядок проведения исследования зависимости между изменением длины пружины (деформацией) и приложенной к пружине силой, пользуясь предложенным набором предметов.

Провести исследовательский эксперимент, полученные результаты записать в таблицу.


опыта

Сила, приложенная к пружине, в Н.

Удлинение пружины

в сантиметрах в метрах

1




2




3




4




Сделать выводы, подтверждающие или опровергающие выдвинутую гипотезу.

Вывод:

3). Отчёт групп о выполнении исследований, сделанные ими выводы об обнаруженной зависимости.

4). Подтвердилась ли наша гипотеза?

На обратной стороне листа с таблицей задания (для страховки):

  • Заметить положение стрелки ненагруженной пружины.

  • Подвесить к пружине один из грузов и заметить новое положение стрелки. Найти удлинение пружины.

  • Подвесить к пружине два груза, отметить положение стрелки и найти новое удлинение.

  • повторить опыт, подвешивая 3груза, 4 груза.

  • Данные, полученные в результате исследования, занесите в таблицу.

  • Сделать вывод о зависимости возникающей при деформации силы упругости пружины от величины деформации (удлинения) пружины.

5. История открытия, границы применимости закона Гука.

Большой вклад в изучение силы упругости внес английский ученый Р. Гук. В 1660 г., когда ему было 25 лет, это случилось 350 лет назад, он установил закон, названный впоследствии его именем. Закон Гуна гласит:

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

Если удлинение тела, т. е. изменение его длины, обозначить через х, а силу упругости — через Fупр, то закону Гука можно придать следующую математическую форму:

Fупр = kX,

где k — коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. У каждого тела своя жесткость. Чем больше жесткость тела (пружины, проволоки, стержня и т. д.), тем меньше оно изменяет свою длину под действием данной силы.

Единицей жесткости в СИ является ньютон на метр (1 Н/м).

Проделав ряд экспериментов, подтвердивших данный закон, Гук отказался от его публикации. Поэтому в течение долгого времени никто не знал о его открытии. Даже спустя 16 лет, все еще не доверяя своим коллегам, Гук в одной из своих книг привел лишь зашифрованную формулировку (анаграмму) своего закона. Она имела вид

ceiiinosssttuv.

Выждав два года, чтобы конкуренты могли сделать заявки о своих открытиях, он наконец расшифровал свой закон. Анаграмма расшифровывалась так:

ut tensio, sic vis (что в переводе с латинского означает: каково растяжение, такова и сила). «Сила любой пружины,— писал Гук,— пропорциональна ее растяжению».

Гук изучал упругие деформации. Так называют деформации, которые исчезают после прекращения внешнего воздействия. Если, например, пружину несколько растянуть, а затем отпустить, то она снова примет свою первоначальную форму. Но ту же пружину можно растянуть на столько, что, после того как ее отпустят, она так и останется растянутой. Деформации, которые не исчезают после прекращения внешнего воздействия, называют пластическими.

Пластические деформации применяют при лепке из пластилина и глины, при обработке металлов — ковке, штамповке и т. д.

Для пластических деформаций закон Гука не выполняется.

Исторические сведения об использовании упругих свойств некоторых материалов (при наличии времени).

В древние времена упругие свойства некоторых материалов (в частности, такого дерева, как тис) позволили нашим предкам изобрести лук - ручное оружие, предназначенное для метания стрел с помощью силы упругости натянутой тетивы.

Появившись примерно 12 тысяч лет назад, лук просуществовал на протяжении многих веков как основное оружие почти всех племен и народов мира. До изобретения огнестрельного оружия лук являлся самым эффективным боевым средством. Английские лучники могли пускать до 14 стрел в. минуту, что при массовом использовании луков в бою создавало целую тучу стрел. Например, число стрел, выпущенных в битве при Азенкуре (во время Столетней войны), составило примерно 6 миллионов!

Широкое распространение этого грозного оружия в средние века вызвало обоснованный протест со стороны определенных кругов общества. В 1139 г. собравшийся в Риме Лютеранский (церковный) собор запретил применение этого оружия против христиан. Однако борьба за «лучное разоружение» не имела успеха, и лук как боевое оружие продолжал использоваться людьми еще на протяжении пятисот лет.

Совершенствование конструкции лука и создание самострелов (арбалетов) привело к тому, что выпущенные из них стрелы стали пробивать любые доспехи. Но военная наука не стояла на месте. И в XVII в. лук был вытеснен огнестрельным оружием.

В наше время стрельба из лука является лишь одним из видов спорта.

6. Закрепление изученного материала.

-Что такое жёсткость? Как её вычислить? ( из формулы Fупр = kX)

- Определите жёсткость пружины, использовавшейся в исследовательской работе по полученным уже значениям силы и удлинения.

7. Проверочная тестовая работа (5-6 мин).

Тест

Вопрос

Варианты ответов

Ответ

1. Что такое сила?


а) любое изменение формы тела;
б) мера взаимодействия тел;
в) точного понятия нет.


2. Какой буквой обозначают силу?

а) S;
б) m;
в) F.


3. Какую силу называют силой тяжести?

а) сила, с которой Земля притягивает к себе тела;
б) притяжение всех тел Вселенной друг к другу;
в) физическая величина, характеризующая инертность тела.


4. Как направлена сила тяжести?

а) вертикально вниз;
б) вертикально вверх;
в) вправо.


5. От чего зависит результат действия силы на тело?

а) массы;
б) модуля, направления, точки приложения;
в) объёма, плотности, расстояния.


6. Какую силу называют силой упругости?

а) сила, с которой Земля притягивает к себе тела;

б) притяжение всех тел Вселенной друг к другу;
в) сила, возникающая при деформациях;


7. Какими единицами измеряется жёсткость?

а) ньютон на метр (1 Н/м)

б) ньютон на килограмм (Н/кг)

в) килограмм на кубический метр ( 1 кг/м³ )


8. Если на тело действуют две равные по величине и противоположные по направлению силы, то его скорость

а) увеличивается;

б) уменьшается;

в) измениться не может.




8. Домашнее задание

1. Решить задачу № 49 учебника, §14 Сила упругости. Закон Гука.

2. Спроектировать и изготовить простейший прибор для измерения сил.

3. Подготовить сообщение, доклад на тему: «Использование упругих и пластичных материалов».

9. Рефлексия.

  1. Какие виды деформаций мы изучили?

  2. Перечислить особенности действия силы упругости:

    • когда возникает? (возникает при упругих деформациях)

    • куда направлена? (направлена противоположно направлению смещения)

    • к чему приложена? (к телу, которое вызвало деформацию)

    • при каких деформациях выполняется закон Гука? (при упругих деформациях).

-Урок завершен, надеюсь, что вы с урока уходите с хорошим настроением и большим багажом новых знаний, ведь сегодня вы сами побывали в роле ученых, выдвигали гипотезы, ставили эксперименты, подтверждали свои умозаключения. Вы познакомились с силой упругости, заново открыли закон Гука. Только в слаженной и дружной команде можно добиться таких результатов. Именно такой командой были сегодня вы. Успехов вам на других уроках! До свидания!



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 18.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров637
Номер материала ДВ-169483
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх