Сила упругости. Сила упругости. Закон Гука Тип урока комбинированный
 Скачать 19.52 Kb.
|
|
Тема урока: «Сила упругости. Закон Гука» Тип урока: комбинированный. Цели урока: Образовательная: ввести понятие силы упругости; сформировать понятие деформации и ее видов; ввести формулу закона Гука. Развивающая: систематизировать и обобщить знания учащихся о понятии «сила» и «сила тяжести»; формировать умения объяснять происходящие явления в быту, природе и технике. Воспитательная: умение работать в группе; развивать правильную речь, используя физические термины. План урока: I. Организационный момент. .II. Проверка домашнего задания: 1. Какое явление называется всемирным тяготением? 2. Кто и когда открыл закон всемирного тяготения? 3. Как читается закон всемирного тяготения? 4. В каких случаях можно применять закон всемирного тяготения? Силы всемирного тяготения – это силы, с которыми все тела ………. друг к другу. Закон всемирного тяготения гласит, что сила всемирного тяготения двух тел прямо пропорциональна ……….. этих тел и обратно пропорциональна …………………….. между ними, и записывается формулой …………….. . Коэффициентом пропорциональности G называется ……….. , он равен …….. , был измерен английским физиком ……….. , с помощью прибора, называемого ………………………. Удивительное свойство гравитационных сил состоит в том, что они сообщают всем телам независимо от их масс одинаковое …………. . Ускорение свободного падения, которое сообщает телам сила притяжения к Земле, равно …….. При перемещении тела от полюса к экватору ускорение свободного падения …………, что объясняется изменением расстояния от центра Земли до поверхности Земли. Первая космическая скорость искусственного спутника Земли равна …………………………. (формула и числовое значение) III. Изложение нового материала. . Тема нашего урока: “Сила упругости. Закон Гука”. Откройте свои рабочие тетради, запишите на полях число, и тему урока. Сегодня на уроке мы должны познакомиться с силой упругости. Запишите в тетради первый вопрос нашего урока: сила упругости. 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, какие виды деформации могут возникнуть в теле в зависимости от приложенной к нему силы. Деформация растяжения, сжатия, изгиба, сдвига, кручения. Запишем в тетрадь виды деформации. 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. Из опытов известно, что твердые тела пол действием приложенных сил могут изменять свою форму и размеры, то есть деформироваться. Легко сжать резиновую игрушку, стирашку или изогнуть линейку. Если нагрузку устранить, то эти тела восстанавливают свою форму. Свойство тел восстанавливать свое первоначальное положение после удаления нагрузки называют упругостью. Сила, противодействующая внешней нагрузке и восстанавливающая форму тела, называется силой упругости. Упругостью характеризуются твердые тела, жидкости и газы. Человек давно использует упругость в своих целях: лук для охоты и для спорта, длинные пролеты мостов, автомобильные шины, различные пружины, надувные матрасы, подошвы для обуви и многое, многое другое. С точки зрения экологических проблем важно вот что: знание физики позволяет изменять свойства материалов, меняя их упругость и прочность так, как нам это удобно и нужно. Упругость металла, а вместе с тем и прочность можно изменить, вводя в него примеси других элементов. Мы уже знаем, как из железа делают сталь. Так же мягкая медь превращается в твердую латунь и упругую бронзу, если в нее добавить цинк, олово, алюминий и другие металлы. Идея комбинирования, сочетания используется и в строительстве при использовании армированных материалов, например железобетона. При изготовлении лыж склеивание слоев из различных пород дерева улучшает их упругость. Такой же эффект достигается при армировании пластмасс и металлов различными волокнами. Такие материалы называются композитными. За счет повышения прочности и упругости деталей возможно увеличение нагрузки, продление срока их службы. На их изготовление тратится меньше материалов и энергии. А это значит, что уменьшается потребность в руде, нефти. Улучшение свойств стали и других материалов позволило строить мощные локомотивы, повысить грузоподъемность самолетов. 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 так: 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: F=kΔl, где Δl – удлинение тела (изменение его длины), k – коэффициент пропорциональности, который называют жесткостью. Выведем из формулы выражающей закон Гука, единицы измерения коэффициента жесткости: k=F/ Δl, [Н/м]. 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. 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 Давайте проверим. IV. Подведение итогов урока. Определите силу упругости, возникающую при деформации пружины, с жесткостью 100Н/м, если она удлинилась на 5см. Дано: Fупр=kΔl k =100Н/м Δl =5см=0,05м Fупр=100*0,05=5Н Fупр - ? Если растягивать пружину силой 120Н, она удлиняется на 4см. Определите жесткость пружины.  Дано F =120Н Fупр=kΔl Δl =4см=0,04м k - ? отв: 3000 Н/м |