Разработка урока по физике 7 класс. Тема урока: «Сила упругости. Закон Гука»

Разработка урока по физике
7 класс. Тема урока: «Сила упругости. Закон Гука»
Учитель физики Зиядинова Л.Д.

Цели:
1.Ввести понятие деформации и рассмотреть её виды. Дать представление о силе упругости, выяснить, как зависит сила упругости от деформации.
2.Продолжить формирование умений наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент на простейшем оборудовании.
3.Воспитывать самостоятельность, умение анализировать.

Оборудование: динамометры, металлические линейки, бруски, наборы грузов, резинки, полоски бумаги, полоски целлофана, штативы.
Медиа проектор, компьютер, экран.
План урока:
Организационный момент (1 минута)
Проверка домашнего задания (8 минут)
Изложение нового материала (25 минут)
Закрепление (10 минут)
Итог урока, домашнее задание (1 минута)
Ход урока
1.Организационный момент. Добрый день, ребята. Садитесь.
2. Проверка домашнего задания.
Скажите, с какими физическими величинами мы познакомились на предыдущем уроке?

- Почему брошенный вверх мяч падает на землю?
- У меня в руке два одинаковых по объёму тела, но одно деревянное, а другое железное. На какое из тел действует наибольшая сила тяжести?
- Как вычислить силу тяжести?
- Какое направление имеет сила тяжести?
- Изменится ли сила тяжести, действующая на кусочек льда, если он расплавится? Отколоть кусочек?
- Что означает выражение «вес тела равен одному ньютону»?
- Как я могу прямо сейчас уменьшить свой вес или увеличить его?
- На столе стоит ваза с цветами, что мы можем сказать о силах, приложенных к этой вазе?
3. Изложение нового материала.
Вы когда-нибудь прыгали на батуте? Очень необычные впечатления, не правда ли? В этом развлечение проявляется сила о которой мы сегодня с вами будем говорить.
Задание для первого ряда.
У вас на парте лежит металлическая линейки и два бруска. Возьмите линейку, положите ее на два бруска, а сверху аккуратно положите груз (линейка под действием силы тяжести прогнётся).
Задание для второго ряда.
Подвести груз к пружине, укрепленной на штативе (пружина растянется и станет длиннее).
Задание для третьего ряда.
Подвести груз к резиновому жгуту, укрепленному на штативе (жгут растянется).
Что вы наблюдаете в результате этих трех опытов? (Ответы учащихся)
Во всех этих экспериментах мы видим, что линейка, пружина, жгут изменили свои первоначальные размеры, мы говорим, что они деформировались. Как вы понимаете значение слова – деформация? Ученики дают свои ответы на этот вопрос, после обсуждения записываем определение деформации.
Деформация - это изменение формы или объёма тела.
У меня в руке листок бумаги, теперь я его смяла, произошла ли деформация? Чем отличается деформация пружины и бумаги? (Пружина может восстановить свой начальный вид, а бумага развернуться и стать ровной не может).

Слайд 2. Деформации бывают упругие (пружина, мяч, губка и т.д.), неупругие (пластилин, бумага, воск и т.д.). Если деформированное тело, после того как прекратилось действие силы из вне восстанавливает свою прежнюю форму, то такая деформация называется упругой.
Если тело восстанавливает свою форму после того, как прекратилось действие силы из вне, то такая деформация называется пластической.

Слайд 3. Рассмотрим более подробно эксперимент с металлической линейкой, лежащей на двух брусках. На брусок действует сила тяжести, и брусок движется вниз, а линейка прогибается - деформируется. Через некоторое время груз остановился. Как вы думаете, почему это происходит? (Ответы учащихся)
Когда линейка прогнулась - деформировалась, в линейке возникла сила, направленная против силы тяжести и наш груз остановился.
Если тело деформировано, то в нём возникает сила упругости, направленная против деформации тела.
Рассмотрим, от чего зависит сила упругости (учащиеся на основе экспериментов должны самостоятельно сделать вывод от чего зависит величина деформации тел).
Задания для групп. У вас на партах лежат по три полоски, бумажная, целлофановая и резиновая. Что между ними общего? (Они одинаковые по длине). Попробуйте их растянуть, насколько это возможно. Что наблюдаем? (Резинка растягивается очень хорошо, целлофан растягивается и становится узким и рвется, а бумага после небольших усилий рвется, не растягиваясь).
Вывод: если тела имеют одинаковую длину, но выполнены из разного вещества, то тела деформируются по - разному. Следовательно, сила упругости зависит от вещества, из которого сделано данное тело. Задания для групп: подвесить к пружине динамометра один груз, масса которого 100г (на него действует сила тяжести 1 Н) и измерьте, насколько растянулась пружина, затем подвести два груза (теперь на пружине масса грузов 200г) – измерьте растяжение пружины. Сделайте тоже самое с тремя грузами, результаты запишите в таблицу, которая лежит у вас на партах. Обратите внимание в нашей таблице изменение длины нужно записать в метрах. (Приложение 1).
Вывод: мы увеличили массу тела, увеличилась длина пружины, т.е. сила упругости пропорциональна деформации.
Слайд 4. Эту зависимость открыл Роберт Гук и сформулировал закон, получивший его имя.
Сила упругости пропорциональна удлинению пружины - закон Гука. Fупр = -k x, где Fупр- сила упругости, к- коэффициент пропорциональности- жесткость (единица измерения - Н/м), х – удлинение тела при его растяжении (единица измерения – м).
Слайд 5. Как вы понимаете слова «удлинение тела»? Рассмотрим пример, начальная длина резинового жгута 5 см, под действием некоторой силы длина жгута стала равной 6 см, чему равно удлинение нашего жгута? (ответы учащихся). Значить, для того чтобы определить величину удлинения, необходимо от длины растянутого жгута, обозначим её через L вычесть начальную длину жгута Lo.

·X=L - Lo
Закон Гука выполняется при малых упругих деформациях.
Используя данные, записанные в таблице, построим график зависимости силы упругости от изменения длины (Приложение 1). Мы получили прямую линию, по углу наклона мы можем судить о величине упругости.
Слайд 6. Чем больше угол между графиком и осью ОХ, тем более упругое тело. Посмотрите на эти графики и скажите, какой график принадлежит более упругому телу.
Почему же возникает сила упругости? Чтобы ответить, на этот вопрос давайте вспомним, каково строение твердых тел. (Ответы учащихся). Сила упругости возникает за счёт того, что когда мы, например, растягиваем тело (деформируем его), мы увеличиваем расстояния между молекулами и возникают силы притяжения, которые пытаются вернуть молекулы в первоначальное положение, а телу прежние размеры.
Для измерения силы используют прибор, который называется динамометр. Он представляет собой пружину с указателем, закреплённую на корпус. На свободном конце динамометра находится крючок, куда подвешивают груз. На корпусе прибора находится шкала. Такой динамометр можно сделать самим. На месте указателя ставим метку и цифру ноль, подвешиваем один груз из набора, ставим метку и цифру один, два груза – цифру два и т.д.
Вопрос классу. Как мы знаем, что сила имеет определенное направление, ответьте мне на вопросы: - Куда направлена сила упругости в растянутой пружине нашего динамометра?
- Куда приложена эта сила упругости? (Нарисовать в тетради)
Вспомним законы математики (как найти неизвестный множитель) и из формулы закона Гука выразим формулу для определения коэффициента жёсткости – К и изменение длины – Х:
К = Fупр/ Х; Х = = Fупр/ К
- У меня на столе стоит ваза, как мы уже знаем, на неё действует сила тяжести направленная перпендикулярно столу. Почему тогда ваза не проломила стол и не упала вниз? (Ответы учащихся). Какая сила действует на эту вазу? (Сила тяжести, она направлена вниз) Кроме этой силы, со стороны стола возникает другая сила – это сила упругости и она уравновешивает (компенсирует) силу тяжести. Мы сказали выше, что сила упругости возникает при упругой деформации тела. Стол под тяжестью вазы прогибается – деформируется, но эта деформация очень маленькая, незаметная для нас – мы её просто не видим. Сила упругости возникает и в полу, на котором я сейчас стою, следовательно, сила упругости также возникает при очень маленьких деформациях, которых мы просто не можем увидеть невооруженным глазом.
4. Закрепление
Задание классу.
До сегодняшнего урока вы наверняка мало что знали о силе упругости, может, даже и не задумывались о её действии. Сила упругости возникает во многих процессах, она в нашей жизни встречается очень часто. Давайте рассмотрим различные ситуации, которые окружают нас, и попробуем «найти» силу упругости.
Слайд 7. На картинках, которые вы видите на экране, найдите, где возникает сила упругости.
№ 1. В ветках деревьев возникает сила упругости под тяжестью снега и яблок.
№2. Благодаря существованию силы упругости в ветвях деревьев они не ломаются при сильном ветре.
Слайд 8.
№ 3. Почему во время урагана сломалось дерево? Сила ветра была намного больше силы упругости и дерево упало.
№4. Сила упругости возникает в проводе, на котором сидят птицы, куда она направлена? Если птицы взлетят, изменится ли направление действия силы упругости? В батуте при прыжках на ней.
№ 5. Сила упругости возникает в живых организмах под водой, благодаря этой силе подводные обитатели выдерживают действие толщи воды.
№ 6. В колёсах машины возникает сила упругости, когда садится пассажир – сила упругости возникает в сиденье.
Слайд 9.
Используя данные графика, нужно вычислить коэффициент жёсткости К. Запишем условие задачи, что мы можем узнать по этому графику?
Сила упругости – 2 Н, изменение длины – 5 см. Запишите условие задачи, проверяем единицы измерения (5 см переводим в метры). О какой силе идет речь в нашей задаче? Записываем формулу силы упругости и из неё выражаем коэффициент жёсткости - К и вычисляем.
Ребята, давайте обсудим какую роль, играет сила упругости в технике, в каких механизмах, машинах она проявляется?
5. Подведение итогов урока
Домашнее задание
§ 12 изучить, стр.55 – ответить на вопросы. «Сила упругости у нас дома».







Список литературы:
«Занимательная физика», Григорьев В.И., Мякишев Г.Я.,2016, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Сборник вопросов и задач по физике, В.И. Лукашик, Просвещение, Москва,1988.
Учебник «Физика» для 7-го класса, А.В. Пёрышкин, Дрофа, Москва 2001.
Учебник «Физика» для 7-го класса, О.Ф. Кабардин, Просвещение, Москва 2014.


Приложение 1

Масса груза (г)
Масса груза (кг)
Сила тяжести
(Н)
Изменение длины
(см) (м)










































13PAGE \* MERGEFORMAT14115