Открытый урок по физике

Учитель:

Ребята, я сейчас вам прочитаю свои стихи, а вас попрошу закончить конец фразы. А затем, вы нам скажите о чем идет речь в данных стихах. Какова же тема урока?

Силы в природе

1.

С утра сегодня тарарам,
Пляшут вещи тут и там,
А мы кричим от радости:
“Исчезла сила … (тяжести)!”

2.

Вызвали меня к доске,
Я стою в большой тоске.
Мел держать не в силах я,
Ох, и где ж ты сила (трения)!

3.

Она куда-то убежала,
И устоять я не могу.
Ну нет больше,
И нету силы (трения)

4.

Сел за стол покушать я,
Ложку взять пытался я.
Что случилось, что такое?
Ну где же трение (покоя)?

5.

Вот дощечка через речку
По ней как речку перейти?
Шагом иль бегом без трудности
Поможет сила мне (упругости).

6.

Силу надо мне измерить
Какой прибор беру я смело?
Не амперметр, не вольтметр,
А прибор (динамометр)!

7.

Измеряем массу в килограммах,
Время точно уж в секундах,
Ну а силу круто так
Измеряем в (Ньютонах).

Виды деформаций

Купила вазу в магазине,
Ох, и красивая была!
Но до дому не донесла,
Меня тут (хрупкость) подвела

Вниз кидаю быстро мяч,
Он легко несется вскачь.
Его форма не меняется,
Потому что здесь (упругость) выполняется.

Я тяну пружину влево,
Отпущу, стремится вправо.
Это потому не получается,
Так как закон (Гука) выполняется
Я взял кусочек пластилина,
Иль серу, воск, а также глину,
Чуть-чуть нагрузку применил,
Он тут же форму изменил.
Причина не в тактичности,
Причина здесь в (пластичности).

Какова же тема урока?

А какова цель?

Мы с вами вкратце познакомились со всеми видами сил, а сегодня на уроке ребята более подробно расскажут, используя материал более обширный, чем в учебнике. Мы будем внимательно слушать выступления ребят, отвечать на вопросы, так как эти знания вам будут нужны при решении задач разных видов. Для работы мы разобьемся на три группы. В конце урока вы сами оцените, кто лучше работал в группах, чье сообщение было более интересным и каждый из вас получит оценку.

К уроку учащиеся сами написали сказки, сочиняли стихи, они нам их прочитают.

Итак, начинаем наш урок,
Пусть он всем пойдет вам впрок.
Будем слушать, отвечать,
Задачки надо порешать.
Как, почему и отчего,
А вам оценивать его!

Доклады:

1. Сила тяжести.
2. Сила упругости.
3. Сила трения.
4. Равнодействующая сила.

СИЛА ТЯЖЕСТИ

Учащийся:

С понятием силы тяжести и явлением тяготения каждый знаком с раннего детства. Примеры: падение капель жидкости, падение мяча, подброшенного вверх, падение шарика после перерезания нити. Все эти тела падают вниз под действием силы тяжести.

Она обозначается .

Если сопротивление воздуха мало, то движение тел при падении на землю называется свободным падением.

Таким образом, если тело движется только под действием силы тяжести – оно свободно падает.

Измерения показывают, что у поверхности земли свободно падающее тело увеличивает за 1 с скорость на 9,8 м/с. эта величина называется ускорением свободного падения и обозначается g.

Эта сила определяется так: (1)

отсюда:

По мере удаления от Земли сила тяготения уменьшается.

Пример: тело находится на высоте h= 300 км, то .

Благодаря силе тяжести облик нашей планеты меняется. Сходят с гор лавины, оползни и сели, движутся ледники, обрушиваются камнепады, выпадают дожди, текут реки и т.д.

Все живые существа на Земле чувствуют ее притяжение. Растения тоже “чувствуют” действие и направление силы тяжести, из-за чего главный корень всегда растет вниз к центру Земли, а стебель вверх, но не только земля притягивает к себе тела, но и любое тело притягивает к себе Землю с такою же по величине силой. Сила притяжения существует между любыми телами. Но эти силы в повседневной жизни практически себя не проявляют.

Вот интересно:

Еще Аристотель считал, что в вакууме все тела должны падать одинаково. Однако, из этого умозрительного заключения он сделал следующий вывод: “падение разных тел с одинаковой скоростью настолько абсурдно, что ясна невозможность существования вакуума”.

Лишь Галилей своими замечательными опытами (он исследовал движение шариков по наклонной плоскости и падение тел, сбрасываемых с вершины Пизанской башни) показал, что все тела, независимо от массы падают с одинаковым ускорением. Закон, связывающий ускорение с массой тела и действующей на него силой, был открыт английским ученым Исааком Ньютоном (1643–1727). Он также открыл закон всемирного тяготения. Он разработал теорию движения небесных тел, объяснил особенности движения Луны, дал объяснение приливов и отливов.

Притяжение Луны.

Нельзя забывать, что любое тело притягивается не только Землей, но и любыми другими телами, в том числе и Луной, солнцем, звездами. Луна – ближайшее к Земле тело, которое в силу этого оказывает значительное влияние на тело, находящееся на земле. Именно Луна является причиной мощных приливных волн, заставляя перемещаться огромные массы воды. Энергия приливных волн примерно равна энергии воды, несомой всеми реками земного шара. Особенно большие приливы бывают в узких бухтах, где приливная волна, идущая из океана, сильно повышается. Например, в тибтбт на охотском море высота прилива несколько метров, а в заливе мьмь в Атлантическом океане высота приливной волны достигает 18 м. Приливные явления, вызываемые Луной, мешают Земле вращаться. Ведь движение приливных волн связано с трением. Приливы и отливы бывают не только в океане, но и на суше. В результате влияния Луны проходят вертикальные смещения земной поверхности до 50 см.

Задания группам:

1. Как определить силу тяжести?
2. Определите силу тяжести, действующую на тело, массой 4 кг.
3. Сравните силы тяжести, которые действуют на два шара равного объема. Один шар имеет , другой .
4. Масса II тела вдвое больше массы I тела. Сравните силы тяжести .

Учитель:

В нашем классе татарам:
Пляшут вещи тут и там.
А мы кричим от радости:
“Это сила тяжести!”

Если хочешь – посиди,
Нет – то в космос полети.
Вот так чудо из чудес:
С высоты увидишь лес!

Захотел и полетел
Вверх ли вниз без разности,
А все это потому, что нету силы тяжести.

Я спросил у друга:
“Этому ты рад?”
Он ответил с юмором:
“Рад, конечно рад!”

Все летит и мы летим,
Сел на парту и лечу
Хоть на Марс, хоть на Венеру
И вообще куда хочу!

А потом проснулся я,
Просто жуть взяла меня.
Куда тут уж до радости,
Вернулась сила тяжести.

Сила упругости

Ученик:

Сила тяжести, которая действует на тела, никогда не исчезает. Но это не всегда приводит к движению тел. На столе лежит брусок, снег лежит на крыше, шарик висит на нити – все это подтверждает наше утверждение. (Демонстрируются рисунки)

Но почему это происходит? Значит есть другая сила, которая равна по величине силе тяжести, но направлена в противоположную сторону. Эту силу принять называть силой упругости.

Сила упругости возникает при деформации тел. Деформация – это изменение форм или размеров тела под действием внешних сил.

Виды деформации – сжатие и растяжение, изгиб, сдвиг, кручение (примеры показаны на рисунке).

Американский ученый Гук установил закон, названный его именем.

Сила упругости, возникающая при деформации растяжения или сжатия пропорциональна уменьшению,

,

где – коэффициент пропорциональности

– смещение

Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после сжатия, нагрузки, называют упругой. (Пример 6 растягивание резинки).

Но есть и пластическая деформация (пример: шарик из пластилина). После действием на шарик из пластилина мы видим: под действием силы он принимает новую форму. Пластические деформации нашли широкое применение при лепке из глины, пластилина, о также при обработке металлов. Закон Гука применим для упругих деформаций. Легко запомнить формулу с помощью стихотворения:

Для каждой ситуации
В упругой деформации
Закон везде один:
Все силы, как и водится,
В пропорции находятся
К увеличенью длин.
А если при решении
У длин есть уменьшение
Закон и тут закон:
Пропорции упрямые
Прямые (те же самые),
Но знак у них сменен.
Ну, что это за мука:
Закон запомнить Гука!
Но мы пойдем на риск,
Напишем слева силу,
А справа чтобы было
Знак “минус” на.

Упругие деформации также нашли широкое применение. Это спортивные луки, батуты, пружины.

Задание группам:

1. Что такое деформация?
2. Какие бывают деформации?
3. Формула закона Гука
4. Если деформированное тело, например, растянутая пружина остается в покое, то о чем это говорит?
5. Как соотносятся между собой внешняя сила и сила упругости?

Учитель:

Если сила тяжести
Вниз потянет тело,
Сила упругости –
Совсем другое дело.

Она будет вверх стремиться,
Не даст крыше обвалиться.
Через реку нам пройти
Не простое дело
Так как вес всегда имеет наше тело.

Давит вес на ту опору,
На дощечку через речку,
А упругость ей перечит
И всегда толкает вверх
И поэтому мы речку
По дощечке перейдем.

Сила трения

Ученик:

Существуют различные виды сухого трения:
Сила трения важна,
Очень уж она нужна.
Без нее никак нельзя
Это точно знаю я.

Трение покоя

Трение покоя. Что это такое?
Если б не было покоя,
Началось бы здесь такое…
Развязались бы шнурки,
С досок падали бруски,
Гвозди б все повылетали,
Все представлю я едва ли.

Чтобы сдвинуть тело с опоры нужно приложить силу. Эта сила уравновешивает силу трения. Сила трения покоя по величине может достигнуть больших значений. При движении резинового бруска по бетону она составляет 0,6–0,7 часть от веса тела. (Рисунки)

Трение скольжения

О трении скольжения
Скажу без промедления:
Без него мы б не смогли
Остановиться, если б ехали с горы.
В хоккей бы мы не поиграли –
Такое можете представить?

Когда тело начинает двигаться по опоре, возникает сила трения скольжения, направленная в сторону, противоположную движению.

Причина возникновения силы трения – межмолекулярное притяжение, действующее в месте контакта трущихся тел.

От чего же зависит величина силы трения?

От шероховатости трущихся тел; от материала, из которого изготовлены тела. Чтобы уменьшить трение на тела наносят жидкую смазку.

Трение качения

Трение качения меньше чем скольжения.
Но если тело катится.
Нам без него не справиться.
Хоть и стих мой небольшой,
Но написан он с душой.
Если что не так, простите!
Не Кулон я, извините.

Когда надо уменьшить трение, то трение скольжения заменяют трением качения. Оно меньше трения скольжения.

При движении твердых тел в жидкости возникает сила вязкого трения.

Величина вязкого трения зависит от формы тела, рода жидкости и скорости движения тела. В технике для уменьшения сил сухого трения наносят смазку или применяют подшипники. Если сравнивать силы, которые приходится преодолевать, заставляя тело скользить, а не катиться, то разница получается очень внушительная – в несколько десятков раз. И трение качения “победило” трение скольжения. И человечество перешло на колесный транспорт. Но замена полозьев колесами еще не была полной победой над трением скольжения – ведь колесо насажено на ось. Люди старались уменьшить трение скольжения в подшипниках смазками. Это уменьшало трение в 8–10 раз. Только в конце XIX века возникла идея заменить в подшипниках трение скольжения трением качения. Эту замену осуществляет шариковый подшипник. Роль подшипников в современной технике трудно переоценить. Их делают с шариками, роликами, с коническими роликами. Есть подшипники размером в миллиметр; некоторые весят более тонны.

Вопросы группам:

1. Какие виды трения существуют?
2. Как можно объяснить возникновение силы трения?
3. Как проявляются силы трения в природе?
4. Объясните роль силы трения при передвижении груза с помощью транспортера.

Учитель:

Исчезла сила трения.
И что ж произошло?
Покушать захотели мы –
Не вышло ничего.

Из наших рук мгновенно
Упали все предметы,
А почему? Да потому,
Что силы тренья нет!

Предметы все летят,
Стоять они не могут.
Нужна нам сила трения.
Она лишь нам поможет.

Машины быстро все бегут,
Никак их не остановить.
И чтобы мы не делали
Беды они наделали.

Сегодня в школу не пошел,
Без тренья я бы не дошел.
Меня учитель не вини,
А лучше трение верни.

Бывает трение полезным,
Но может вредным быть оно.
Детальки об детальки трутся,
И очень быстро все сотрутся.

Для этого ты смазку примени
Или подшипники поставь.
Уменьши тренье этим ты
И сохрани детали и болты!

Запомни истину простую:
Законы ФИЗИКИ учи.
Тогда ты сможешь есть и пить
И будет легче тебе жить!

Равнодействующая сила

Ученик:

Любая равнодействующая сила вызывает такое же движение, как все отдельные силы, действующие на тело вместе.

Пусть к телу приложены силы F₁ и F₂, направленные по одной прямой в одну сторону.

Тогда равнодействующая сила F_р по направлению совпадает с направлением сил F₁, F₂ , а ее величина равна их сумме

F_р = F₁+F₂

Две силы, приложенные к телу, направлены вдоль одной прямой, но в противоположных направлениях.

Если F₁>F₂ , то величина их равнодействующей силы равна их разности:

F_р=F₁–F₂

и направлена по направлению к F₁

Если F₁<F₂ , то направлена по направлению действия силы F₂.

Если силы равны по величине и противоположно направлены, то их равнодействующая сила равна нулю, т.е. F_р=F₁–F₂=0

Учитель:

Сила влево, сила вправо.
Тянем дружно мы канат.
Кто же победит не знаем.
Как нам это угадать?

Если влево 50,
Вправо только 30!
Значит, победит лишь тот,
У кого Ньютонов лишка!

Задача о Лебеде, раке и щуке

История о том, как лебедь, рак и щука везли с поклажей воз взялись, известна всем.

Но едва ли кто пробовал рассматривать эту басню с точки зрения механики. Результат получится вовсе непохожий на вывод баснописца Крылова. Перед нами механическая задача на сложение нескольких сил, действующих под углом одна к другой. Одна сила, тяги лебедя, направлена вверх, другая – тяги рака – назад, третья – тяги щуки – вбок. Не забудем, что есть и четвертая сила – вес воза, которая направлена отвесно вниз. Басня утверждает, что “воз и ныне там”, другими словами, что равнодействующая всех приложенных к возу сил равна нулю. Так ли это? Посмотрим, лебедь, рвущийся к облакам, не мешает работе рака и щуки, даже помогает им: тяга лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение колес о землю и об оси, облегчая тем вес воза, а может быть, даже вполне уравновешивая его, – ведь груз невелик (поклажа бы для них казалась и легка). Рассмотрим оставшиеся две силы: тяги рака и тяги щуки.

О направлении этих сил говорится: “рак пятится назад, а щука тянет в воду”. Само собой разумеется, что вода находилась не впереди воза, а где-нибудь сбоку (не потопить же воз собрались крыловские труженики!). Значит, силы рака и щуки направлены под углом одна к другой. Если приложенные силы не лежат на одной прямой, то равнодействующая их никак не может равняться нулю. Ясно, что эта равнодействующая сила должна сдвинуть воз с места, тем более, что вес его полностью или частично уравновешивается тягой лебедя. Другой вопрос – в какую сторону сдвинется воз: вперед, назад, вбок?

Это зависит уже от соотношения сил и от величины угла между ними. Во всяком случае, Крылов не мог с уверенностью утверждать, что возу все нет хода, что “воз и ныне там”. Это, впрочем, не меняет смысла басни.

Решение задач на смекалку.

1. На столе лежит стопка книг. Что легче: вытянуть нижнюю книгу, придерживая (не поднимая) остальные, или привести в движение всю стопку, потянув за книжку?

2. К стенке дома прислонена лестница. Человек поднимается по лестнице. В некоторый момент концы лестницы начинают скользить вдоль стены дома. Почему это может произойти?

Качественные задачи.

1. Почему кусок хозяйственного мыла легче разрезать ниткой чем ножом?

2. Дайте физическое обоснование пословице: “коси коса пока роса; роса долой и мы домой”. Почему при росе косить легче?

3. Почему в метро запрещено облокачиваться на движущиеся поручни лестницы эскалатора?

4. Почему при постройке электровозов не применяются легкие металлы?

5. Что легче: сдвинуть с места тело или продолжать двигать его по горизонтальной поверхности? Почему?

6. В какой известной сказке с детства говорится о сложении сил, действующих по одной прямой?

Экспериментальные задачи.

1. С помощью динамометра и линейки с делениями определите удлинение резинового шнура под действием силы 1; 2; 3 Н

2. Имеется пузырек, вода и динамометр. Определите объем флакона.

3. С помощью динамометра измерить силу трения при движении данного бруска по столу.

Расчетные задачи.

1. Масса чугунного столба 2 000 кг. Вычислите силу тяжести.

2. Измерьте с помощью масштаба силу, действующую на шар.1 кл. – 1Н

3. Две силы: вправо 16 Н и 2Н. Найти равнодействующую силу. Куда она направлена?

4. Удлинение пружины 0,04 м. Жесткость 8 000 Н/м. Найти силу упругости.

5. Определить жесткость пружины, если под действием силы 80 Н она удлинилась на 0,05 м.

А теперь, ребята, объясните поговорки:

• Не подмажешь – не поедешь!
• Пошло дело, как по маслу.
• Угря в руках не удержишь!
• Лыжи скользят по погоде.
• Из навощенной нити сеть не сплетешь.
• Ржавый плуг только по пахоте очищается.

Итог урока:

Чей доклад, сообщение было лучше?

Кто в группе как работал? Оцените.

Закрепление

• Что называется силой?
• Какие силы мы изучили?
• Чем они отличаются друг от друга?
• Как найти силу тяжести, упругости?
• От чего зависит сила тяжести, упругости?
• Какова единица силы в системе СИ?

Учащиеся читают свои стихи, сказки.

Учитель:

Ну что ж, урок окончен.
Итог мы подведем:
Что нового узнали?
Понравилось что в нем?

Оценим наши знания.
Кто вклад какой вложил.
И кто в конце урока
Пятерку иль четверку получил.

Если осталось время – то можно дать кроссворд.

Д/З. Работа в рабочих тетрадях.

Стихи для урока написала учитель физики СОШ № 2 г.Алдана Республики Саха (Якутия) Никонова Ольга Васильевна.