Сила упругости. Закон Гука

Класс: 7

Цель урока:

• знать определение силы упругости и деформации, виды деформаций;
• уметь формулировать закон Гука, рассчитывать силу упругости, изображать графически, выполнять расчетные и качественные задачи, объяснять проявление сил упругости в природе, в быту и производстве;
• формирование навыков работы в группе и индивидуально, аргументированного изложения своих мыслей.

Тип урока: объяснение нового материала.

Оборудование: динамометр, набор грузов, песок в мешочках, картон, эспандер, учебники, задачники.

Ход урока

1. Организационный момент

На доске (эпиграфом урока слова английского ученого Исаака Ньютона)

"Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше".

В начале урока дежурный раздает карточки и тесты.

2. Актуализация опорных знаний

Класс делится на две группы. Каждая группа получает задания:

Задание: Найти правильное соответствие по карточкам (портрет ученого и область его деятельности).

а) Королев Сергей Павлович - конструктор.

б) Вавилов Сергей Иванович усовершенствовал лампы дневного света.

в) Гагарин Юрий Алексеевич - первый летчик космонавт.

г) Ломоносов Михаил Васильевич перевел учебник физики с немецкого языка на русский.

е) Ньютон Исаак - открыл законы движения тел и законы тяготения.

ё) Циолковский Константин Эдуардович разработал проект летательного аппарата ракеты.

ж) Курчатов Игорь Васильевич - русский ученый внесший большой вклад в развитие атомной энергетики.

з) Гагарин Юрий Алексеевич - первый советский летчик-космонавт.

и) Максвелл Джеймс - создал теорию электромагнитного поля и предсказал существование в пространстве электромагнитного излучения.

Задание 2: Прочитайте отрывок из сказки "Снежная королева" - "Санки его точно приросли к большим саням и продолжали нестись вихрем! Кай громко закричал - никто его не услышал! Снег валил, санки мчались, ныряя в сугробах, прыгая через изгороди и канавы:".

- Перечислите физические тела, о которых говорится в отрывке.

- Ответьте на вопрос: Что такое физическое тело?

3. Задание: Продолжи предложения:

а) На все тела, находящиеся на Земле, действует сила....

б) На книгу, лежащую на столе, также действует сила....

в) Какая сила изменяет направление движения камня, брошенного горизонтально?

3. Объяснение нового материала.

Работа в парах. Раздаются фронтальные экспериментальные задания (см. <Приложение1>).

Сделаем вывод по фронтальному экспериментальному заданию: на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. Вспомним определение силы тяжести: сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести.

Вопросы к классу:

1. Как направлена сила тяжести? (она всегда направлена вертикально вниз).

2. Единицы измерения силы тяжести?

3. На доске написано: "Сила характеризуется : "

1) модулем

2) направлением

3) точкой приложения.

4. Силу упругости измеряют в тех же единицах, что и силу тяжести?

Опыт №1: Груз подвесили на пружине.

Вопросы к классу:

1. Что произошло с пружиной? (она деформировалась, удлинилась, изменила форму)

2. Что называется деформацией? (изменение формы и размера тела)

3. Какие виды деформаций вы знаете? (деформация бывает двух видов: пластическая и упругая)

4. Почему не упало тело, подвешенное на пружине?

Сделаем вывод по фронтальному эксперименту: По-видимому, сила тяжести уравновешивается какой-то другой силой. Кроме силы тяжести направленной вертикально вниз действует другая сила - это сила направлена вертикально вверх. Сила упругости возникает только при деформации тела. Если исчезнет деформация, то исчезнет и сила упругости.

Запишем в тетрадь определение силы упругости.

Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости и обозначается F_упр.

Опыт №2: На доске написано слово эспандер. Приглашаются дети по желанию растянуть эспандер.

Вопрос к классу:

- Кто из трех учащихся сильнее?

- Как вы это установили?

- Для чего служит эспандер? (развивает мускулатуру рук и спины.)

- Английский ученый Роберт Гук установил зависимость силы упругости от деформации пружины. Сообщение о Роберте Гуке "Достижения ученого и его область деятельности" одного из учащихся.

Динамическая пауза:

Мы в ракету дружно сели (дети приседают)
В космос полететь хотели (дети поднимают руки вверх)
С притяжением Земли мы бороться не смогли (дети наклоняются вправо и влево)
Шлем вам всем большой привет (руки вверх, помахать руками)
Опоздавшим ученикам места нет (дети быстро садятся за парты).

Опыт3. К пружине подвесить грузы: 1,2,3. Без груза начальная длина пружины l₀. Конечная длина пружины l. Чтобы определить удлинение пружины надо из конечной длины вычесть начальную длину: l = l - l₀

При упругих деформациях выполняется закон Гука: F_упр= k · l, отсюда следует

k = F_упр : l и l = F_упр: k.

Модуль силы упругости при растяжении (сжатии) прямо пропорционален изменению длины тела. Коэффициент пропорциональности, жесткость пружины зависит от формы тела, размера тела, вещества тела.

4. Первичное закрепление изученного материала.

• Решение задач по сборнику Лукашика А.В. Задачи решают дети на доске с комментариями: №198, №206.
• Тестирование с взаимопроверкой. После решения задач, каждому ученику дается тест (индивидуальное задание), для закрепления нового материала.

Тест.

1. Единицей какой величины является Ньютон:

а) масса;

б) сила;

в) работа.

2. Какая из приведенных ниже формул выражает закон Гука:

а) F= m a;

б) F= N;

в) F= k l.

3. Чем сильнее прогибается опора, тем больше :

а) сила тяжести;

б) сила трения;

в) сила упругости.

5. Итог урока.

Выставляются всем учащимся оценки (так как все дети работали в парах, группах и индивидуально).

6. Домашнее задание.

• П 25 - 26, устно приготовить ответы на вопросы, №328, №333, №334 - сборник задач.