(скачать).

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Выполнила учитель физики
первой квалификационной категории
Акатова Елена Дмитриевна.
Сила упругости. Закон Гука.
Цель урока:
- способствовать развитию интересов и способностей учащихся на основе передачи
им знаний и опыта познавательной деятельности при формировании представлений о
физической картине мира о взаимодействии тел.
Задачи:
обучающие:
- сформировать знания о деформации тел и ее видах,
- изучить особенности силы упругости;
- сформулировать закон Гука, границы его применения;
- научить применять закон Гука при решении задач.
Развивающие (метапредметные результаты):
- формировать навыки самостоятельного приобретения знаний; исследовательской
деятельности;
- развивать критическое мышление при использовании различных методов научного
познания;
- учить выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника;
- формировать навыки работы в группе;
- формировать умения воспринимать, анализировать и предъявлять информацию.
Воспитательные (личностные результаты):
- воспитывать у учащихся убежденность познания природы, уважение к творцам
науки;
- формировать ценностные отношения друг к другу, к авторам открытий.
Ход урока.
1. Организационный момент.
Наш урок я хочу начать со стихотворения Тургенева И.С.:
В моей душе тревожное волненье,
Напрасно вопрошал природу взором я.
Она молчит – в глубоком усыпленье –
И грустно стало мне, что ни одно творенье,
Не в силах знать о тайнах бытия.
«Самое прекрасное и глубокое из доступных нам чувств – это ощущение тайны, ибо в нём
источник истинной науки»
А. Эйнштейн
II. Актуализация знаний:
А вот к какой тайне природы мы сегодня прикоснёмся вы узнаете решив кроссворд.
(РК и ученик у доски).
1. Прибор для измерения промежутка времени (секУндомер).
2. График линейной функции (Прямая).
3. Линия, по которой движется тело(тРаектория).
4. Фигура, образованная двумя лучами, выходящими из одной точки (Угол).
5. 1/1000 килограмма (Грамм).
6.Масса одного кубического метра вещества (плОтность).
7. Мера инертности тела (маСса).
8. Единица измерения силы (ньюТон).
9. Длина траектории (путЬ).
Ответ: УПРУГОСТЬ
Постановка проблемы:
- Сила тяжести, которая действует на тела, никогда не исчезает. Но это не всегда приводит
к движению тел. Брусок лежит на столе, снег лежит на крыше, шарик весит на нити подтверждает наше утверждение. Возникает вопрос: почему это происходит?
(Ответы детей)
- Верно, должна быть другая сила, которая равна по величине силе тяжести, но направлена
противоположно ей. Эту силу называют силой упругости.
(Сообщение темы и целей урока с записью в тетрадь).
Предлагаю провести наблюдения и сделать выводы.
- Работа с набором: губка, пружина, резинка, пластилин.
Вывод: (РК)
Сила упругости возникает при деформации тел.
Деформация - изменение формы или размеров тела под действием внешних сил.
Причина возникновения силы упругости объясняется изменением межмолекулярных сил в
результате деформации тела и изменения расстояния между молекулами:
Растянули пружину - расстояние между молекулами увеличилось, силы притяжения
между молекулами тоже увеличились, и пружина стремится сжаться;
Сжали пружину - расстояние между молекулами уменьшилось, увеличились силы
взаимного отталкивания между молекулами, и пружина стремится вернуть прежнюю
форму.
(Работа со схемой в рабочей карте).
- Демонстрация деформации тел с помощью прибора. (Дети записывают виды
деформаций в таблицу).
Рассматривая взаимодействие бруска и поверхности стола или шарика подвешенного на
прочной нити, мы не можем увидеть деформацию опоры или нити. В этих случаях силу
упругости называют силой натяжения нити и силой реакции опоры.
Физкультминутка (повторить виды деформации: растяжение, наклоны, повороты).
Как вы думаете, отчего зависит сила упругости?
- Исследуем зависимость силы упругости от удлинения пружины или резинки. Результаты
запишем в рабочую карту.
Если к пружине подвешивать разные грузы, то можно заметить, что растяжение
становится тем больше, чем больше масса, а значит и сила тяжести грузов.
(Таблица в РК).
- Английский учёный Р. Гук в 1660г. установил закон: каково удлинение, такова и сила.
В дальнейшем он был назван его именем.
(Сообщение о Р. Гуке).
Сила упругости, возникающая при деформации растяжения, или сжатии,
пропорциональна удлинению.
Закон Гука выполняется лишь для упругих деформаций.
Применение. Решение задач.
1) Приведите примеры применения пластических деформаций.
( применяют при лепке из пластилина и глины, при обработке металлов - ковке,
штамповке и т. д.).
- 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 б миллионов!
Широкое распространение этого грозного оружия в средние века вызвало обоснованный
протест со стороны определенных кругов общества. В 1139 г. собравшийся в Риме
Латеранский (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.
Задача (устно).
- Робин Гуд наложил на лук стрелу калёную, натянул тетиву – острие стрелы на 15 см
попятилось. Взялся за тот же лук Алёша Попович – попятилось острие стрелы на 20 см?
Кто сильнее и почему?
Задача 1. Какой силой обладал Робин Гуд, если коэффициент жесткости тетивы 10 000
Н/м.?
Задача 2. (самостоятельно) Какой силой обладал Алёша Попович?
Задачи по группам:
1. Под действием какой силы пружина, имеющая коэффициент жесткости 1 кН/м, сжалась на 4 см?
2. Определите удлинение пружины, если на нее действует сила 10 Н, а коэффициент жесткости
пружины 500 Н/м.
3. Чему равен коэффициент жесткости стержня, если под действием груза 1000 Н он удлинился на
1 мм?
4. По своим графикам определить коэффициент жесткости пружины (или резинки).
Подведем итоги:
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 деформируемому телу)
при каких деформациях выполняется закон Гука? (при упругих деформациях).
Д.З.
§25, задания 25.1 - 25.6 рабочей тетради; если не успели в классе, то дорешать задачи.
Выставление оценок.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Роберт Гук
Роберт Гук родился 18 июля 1635 г. на одном из островов вблизи южного
побережья Англии – туманного Альбиона. Он рос тщедушным и слабым
ребенком, и, как он пишет в своем дневнике, родители даже не надеялись,
что он выживет. Отец его был настоятелем местной церкви и мечтал сделать
из Роберта священнослужителя. Но мечты эти пришлось оставить из-за
слабого здоровья сына. Роберт и учиться начал довольно поздно. В
четырнадцать лет по совету учителя он познакомился с математикой и, как
рассказывают, в течение недели изучил первые шесть книг Евклида, а затем
уже самостоятельно – философию и геометрию Декарта, которые были в то
время новинкой. Кроме того, он выучил греческий и латинский языки и
научился играть на органе. На этом общее образование Гука закончилось.
В 1653 г. Гук обосновался в Оксфорде, устроившись в церковь хористом.
Оксфорд занял важное место в его жизни: здесь он впервые столкнулся с
большой наукой и, главное, с наукой энциклопедической, больше
отвечавшей и его характеру, и интересам. В 1654 г. он стал работать
ассистентом у физика Р.Бойля, бывшего на восемь лет старше его, и между
ними возникла дружба, которой они оставались верны до конца жизни. Гук
оказался прирожденным экспериментатором, и здесь для него открылось
большое поле деятельности. Он много работал над проблемами математики и
механики, совершенствовался в естественных науках, изучал астрономию.
Однако, несмотря на несомненные математические способности, его главные
интересы сводятся к механике, и уже в 1655–1656 гг. в этой области он
приобрел в Оксфорде широкую известность.
В 1663 г. Гук был избран членом Королевского общества, но, к этому
времени он уже в течение года исполнял в нем обязанности куратора
экспериментальных работ. Что входило в его обязанности? Он должен был
еженедельно докладывать на заседаниях о двух-трех новых научных
достижениях в области естественных наук, сопровождая свои доклады
демонстрацией экспериментов (он аккуратно делал в течение 35 лет!).
Сообщений о чужих достижениях не всегда хватало для полновесных
докладов, и Гук восполнял их отсутствие сообщениями о собственных. Ему
было о чем рассказать, ведь он был ими переполнен! Талантливейший
экспериментатор и конструктор научных приборов, ученый вел
биологические, географические, геологические и физические исследования и
считался одним из главных авторитетов своего времени. Он изобрел
основные
метеорологические
приборы,
установил
зависимость
барометрического давления от состояния погоды, впервые оценил высоту
атмосферы. Как геолог и эволюционист Гук далеко перешагнул уровень
науки своего времени, которая зачастую была всего лишь спекуляцией на
темы библейских сказаний. Многие его изобретения вошли в «золотой фонд»
науки и техники, но его «изобретательская производительность» была так
высока, что он не успевал обезопасить себя в этом отношении. У него
попросту не хватало для этого времени – на следующей неделе ему
предстояло демонстрировать на очередном заседании общества новые
эксперименты.
Вид Гука описать трудно. Он был чрезвычайно сгорблен, с почти
горизонтальной шеей, хотя до 16 лет оставался достаточно высоким и
стройным. горбиться же начал из-за постоянной работы на токарном станке.
Он всегда был очень бледен и худ, а позже – и вовсе только кожа да кости. У
него были серые глаза навыкате с острым умным взглядом, острый
подбородок и высокий лоб, темно-каштановые волосы без парика, очень
длинные, неподрезанные и гладкие1.
Первые 35 лет Королевское общество жило трудами Гука, который не только
написал его устав и регулярно составлял планы исследований и программы
работ, но своими лекциями, экспериментами и докладами почти полностью
заполнял часы и дни заседаний. Только после смерти Гука И.Ньютон,
бывший на семь лет моложе его, согласился принять на себя обязанности
президента Королевского общества, от чего постоянно отказывался при
жизни своего великого соперника.
В 1662 г. английский король Карл II специальной грамотой легализировал
существовавшее в стране уже несколько лет Общество для распространения
физико-математических
экспериментальных
наук,
присвоив
ему
наименование «Королевское общество» и даровав ему герб с девизом Nullius
in Verba («Ничто словами»). Так возникла британская Академия наук. В
первоначальный состав общества входили 40 человек – все, кто помимо
активного участия в работе общества обязался вносить ежемесячные взносы
в размере 40 фунтов стерлингов. В том же году куратором
экспериментальных работ был назначен 27-летний ученый Роберт Гук. В
1658 г. он изобрел и построил воздушный насос, экспериментируя с которым,
открыл знаменитый закон газового состояния pV = const. Cообщение об этом
законе с указанием имени автора впервые опубликовал в 1660 г. Р.Бойль в
своей книге, и по-видимому, по этой причине, войдя во все школьные и
университетские курсы физики, он называется теперь законом Бойля или
законом Бойля–Мариотта.Гук имел самое прямое отношение и к открытию
другого всеобъемлющего закона физики – закона всемирного тяготения,
связанного теперь с именем великого И.Ньютона. К концу жизни Р.Гук
сделал около 500 научных и технических открытий. Они составляют основу
современной науки, но по разным причинам приписываются другим людям.
К ним относятся, например, открытия клеточной структуры растений,
красного пятна на поверхности Юпитера, волновой природы света. В силу
особенностей характера и из-за чрезвычайно широкого круга интересов Гук
часто не доводил свои открытия до конца и утрачивал приоритет, по поводу
которого ему приходилось часто спорить с Ньютоном, Гюйгенсом и другими
учеными. В конце концов такие потери и споры сделали его предельно
замкнутым, сдержанным и неуживчивым. По существу, в современной
классической физике Гук известен только как автор закона упругой
деформации: сила упругости, возникающая при деформации тела,
пропорциональна
удлинению
тела
и
направлена
в
сторону,
противоположную направлению перемещений частиц тела при деформации.
Сам Р.Гук формулировал свое открытие короче: «Каково удлинение, такова и
сила» (1660 г.).
История не очень-то лояльно обошлась с этим человеком. Достаточно
сказать, что он является единственным членом Королевского общества,
портрет которого не сохранился, и мы располагаем только словесным
описанием его облика. Каким же был этот человек?
Рабочая карта (Ф.И.)_________________________________________________
Задание1. Кроссворд.
1) прибор для измерения промежутка времени _________________________(4);
2) график линейной функции _____________________(1);
3) линия, по которой движется тело ___________________________(2);
4) фигура между двумя лучами, выходящими из одной точки_________________(1);
5) 1/1000 килограмма _________________________(1);
6) масса одного кубического метра вещества__________________________________(3);
7) мера инертности тела______________________________(3);
8) единица измерения силы____________________________(4);
9) длина траектории_______________________________(4).
Ответ:__________________________________________
Задание 2.
деформация
деформация
Задание 3
Задание 4
Изучение зависимости деформации тела от материала, из которого
изготовлено тело.
1. Измерить длину нерастянутой пружины (резинки) l0.
2. Подвесить к пружине (резинке) один груз, отметить силу 1 Н на оси.
3. Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.
4. Найти разность Δl = l - l0, отметить на оси.
5. Отметить точку пересечения на графике.
6. Подвесить к пружине (резинке) второй груз, отметить силу 2 Н на оси.
7. Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.
8. Найти разность Δl = l - l0, отметить на оси.
9. Отметить точку пересечения на графике.
10.Подвесить к пружине (резинке) третий груз, отметить силу 3 Н на оси.
11.Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.
12.Найти разность Δl = l - l0, отметить на оси.
13.Отметить точку пересечения на графике.
14.Постройте график зависимости силы упругости от удлинения и
сделайте вывод.
Вывод :
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
F упр.
L
F упр.
Задание 5. Определите жёсткость (пружины) резинки по графику.
Задание 6.
- Робин Гуд наложил на лук стрелу калёную, натянул тетиву – острие стрелы на 15 см
попятилось. Взялся за тот же лук Алёша Попович – попятилось острие стрелы на 20 см?
Кто сильнее и почему?
Задача 1.
Какой силой обладал Робин Гуд, если коэффициент жесткости тетивы 10 000 Н/м.?
Задача 2.
Какой силой обладал Алёша Попович?
Задание 7. Итоги урока.
1. Какие виды деформаций мы изучили?
__________________________________________________________________________
2.
Перечислить особенности действия силы упругости:


когда возникает?
_______________________________________________________________
куда направлена?
_______________________________________________________________

к чему приложена?
________________________________________________________________

при каких деформациях выполняется закон Гука?
_________________________________________________________________
РЕШИТЕ :
1. Под действием какой силы пружина, имеющая коэффициент жесткости 1 кН/м, сжалась на 4 см?
2. Определите удлинение пружины, если на нее действует сила 10 Н, а коэффициент жесткости
пружины 500 Н/м.
3. Чему равен коэффициент жесткости стержня, если под действием груза 1000 Н он удлинился на
1 мм?