Урок по физике на тему "Сила упругости, закон Гука"

Урок по физике в 7-м классе на тему "Сила упругости. Закон Гука"

Разделы: Физика

Цели урока:

Образовательная:

1. ввести понятие силы упругости;
2. сформировать понятие деформации и ее видов;
3. ввести формулу закона Гука.

Развивающая:

1. систематизировать и обобщить знания учащихся о понятии “сила” и “сила тяжести”;
2. формировать умения объяснять происходящие явления в быту, природе и технике.

Воспитательная:

1. умение работать в группе;
2. развивать правильную речь, используя физические термины.

Приборы и материалы:

1. набор проволок из разных материалов, длины и площади поперечного сечения – 8 шт;
2. листы с заданием для работы в группах – 16 шт.

План конспект урока:

I. Организационный момент.

Здравствуйте ребята! Садитесь. На прошлом уроке мы познакомились с новой физической величиной – силой, а так же выяснили, почему тела падают на Землю, почему наша планета вращается вокруг Солнца.

Давайте проверим, как вы усвоили этот материал.

II. Проверка домашнего задания:

1. В результате чего может меняться скорость тела.
2. Что такое сила?
3. От чего зависит результат действия силы на тело?
4. Как изображают силу на чертеже?
5. Какое явление называется явлением всемирного тяготения?
6. Кто установил закон всемирного тяготения?
7. От каких величин зависит сила всемирного тяготения?
8. Какую силу называют силой тяжести?
9. Почему сила тяжести на полюсах Земли несколько больше, чем на экваторе и других широтах?
10. Как зависит сила тяжести от массы тела?
11. Как направлена сила тяжести?

III. Изложение нового материала.

Тема нашего урока: “Сила упругости. Закон Гука”. Откройте свои рабочие тетради, запишите на полях число, а в центре строчки тему урока.(штатив, динамометр, набор грузиков)

Сегодня на уроке мы должны познакомиться с силой упругости. Запишите в тетради первый вопрос нашего урока:сила упругости.

Учитель демонстрирует опыт с динамометром, комментируя значение силы упругости в каждом случае.

Вам уже известно, что на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. В результате действия силы тяжести на Землю падает подброшенный камень, созревший плод.

Почему же покоятся тела, подвешенные на нити или лежащие на опоре? По-видимому, сила тяжести уравновешивается какой-то другой силой. Что это за сила и как она возникает.

Проведем опыт: на упругий подвес поместим гирю. Под действием силы тяжести гиря начнет двигаться вниз, и подвес деформируется – его длина увеличится. При этом возникнет сила, с которой подвес действует на тело. Когда эта сила уравновесит силу тяжести, тело остановится. Из этого опыта можно сделать вывод, что на гирю, кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая сила. Эта сила направлена вертикально вверх. Она и уравновешивает силу тяжести. Эту силу называют силой упругости. Аналогичные явления происходят с любым телом которое мы положили на опору.

Ребята, запишите, пожалуйста, в тетрадях определение силы упругости: Сила, возникающая в теле в результате его деформации, и стремящаяся вернуть тело в исходное положение называется силой упругости.

А теперь давайте сформулируем, что называется деформацией тела. Ученики высказывают свои предположения, а затем записывают определение в тетрадях.

Посмотрите, пожалуйста, какие виды деформации могут возникнуть в теле в зависимости от приложенной к нему силы. Деформация растяжения, сжатия, изгиба, сдвига, кручения. Приведите примеры деформации в жизни.

Учитель предлагает учащимся познакомиться с первым набором проволочек: стальными и алюминиевыми. В качестве задания учащиеся сгибают выданные проволоки в различных направлениях. В результате опытов ученики убеждаются в том, что деформации можно разделить на упругие и пластические:

Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после прекращения действия нагрузки, называется упругой.

Деформация, при которой тело не восстанавливает свою форму после прекращения действия нагрузки, называется пластической.

Физкультминутка.

Молодцы во время нашей физкультминутки вы испытали различные виды деформаций. Учитель просит учеников назвать эти виды. Ну а теперь давайте выясним почему возникает сила упругости. Наш второй вопрос: причины силы упругости.

Учитель спрашивает у класса, что они знают о строении твердых тел, например ручки. Ученики отвечают, что все тела состоят из молекул, между которыми существуют промежутки. В твердых телах молекулы образуют кристаллическую решетку, а, следовательно, между ними существуют определенные расстояния. Учащиеся делают вывод о возникновении межмолекулярных сил притяжения и отталкивания на основании изученного ранее материала, что создает ситуацию успеха на уроке, позволяя ученикам участвовать в рассмотрении нового материала.

Ну что же давайте сделаем вывод: Причиной силы упругости являются межмолекулярные силы (электромагнитные силы, действующие между молекулами).

Итак, мы выяснили с вами что представляет собой сила упругости, когда она возникает, ее причины, а теперь давайте выясним, отчего зависит сила упругости. Запишите в тетрадках третий вопрос: закон Гука.

Английский ученый Роберт Гук, современник Ньютона, установил, как зависит сила упругости от деформации.

Рассмотрим опыт. Возьмем резиновый шнур. Один конец его закрепим. Пусть первоначальная длина шнура была равна. Если к свободному концу шнура подвесить гирьку, то шнур удлиниться. Его длина станет равной. Удлинение шнура можно определить как:.

Если менять гирьки, то будет меняться и длина шнура, а значит, его удлинение (деформация).

Из опытов можно сделать вывод: Модуль силы упругости при растяжении или сжатии тела прямо пропорционален изменению длины тела.

В этом и заключается закон Гука. Записывается закон Гука следующим образом:

,

где  – удлинение тела (изменение его длины),  – коэффициент пропорциональности, который называют жесткостью.

Выведем из формулы выражающей закон Гука :, единицы измерения коэффициента жесткости:      .  

Для того чтобы понять от чего зависит коэффициент жесткости возьмите пожалуйста второй набор проволочек. Перед учениками на партах лежат образцы проволочек из разного материала, разной длины и разной площади поперечного сечения. Им предлагается, самостоятельно сделать вывод от чего зависит коэффициент жесткости. В ходе проведенного исследования ученики делают вывод, что коэффициент жесткости зависит от длины образца, его площади поперечного сечения, а также от материала образца.

IV.Закрепление нового материала.

Ну что же мы прошли весь теоретический материал необходимый для изучения силы упругости, давайте посмотрим как вы его усвоили. На доске решаем задачи.

Возьмите лежащие перед вами листы с заданиями, и выполните №1-3.

После изложения нового материала его необходимо закрепить. Для этого ученики разбиваются в группы по четыре человека, поворачиваясь друг другу. Самостоятельно они выполняют 1,2,3 задания на листах.

Давайте проверим что у вас получилось.

Молодцы! А теперь посмотрим, как вы справитесь с решением задач. Учащиеся выполняют задания №4 и 5 на листах.

Давайте проверим. Ученики обмениваются тетрадями и проверяют друг друга.

V. Подведение итогов урока.

Спасибо всем за работу.

VI. Домашнее задание.

Подготовить сообщение на тему: вклад Гука в физику.