7 клас. Тема: Деформація тіла. Сила пружності. Закон Гука

Дата публікації допису: 11 січ. 2018 17:59:57

Тема: Деформація тіла. Сила пружності. Закон Гука.

Мета уроку: Сформувати знання про явище деформації, про причину виникнення сили пружності, про закон Гука. Розкрити діючі в природі причинно-наслідкові зв’язки між земним тяжінням і деформацією тіл. Розвивати логічне мислення через встановлення причинно-наслідкових зв’язків.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання: різні пружини, динамометр, набір тягарців, гнучка дощечка (з різних матеріалів), лінійка, гумова стрічка, динамометр.

Демонстрації: 1. Розтяг пружини (стискання), шматок пластиліну.

2. На опорі знаходиться лист пластику (картону), на який покладено вантаж.

3. Визначення коефіцієнта жорсткості пружини, гумової стрічки, динамометра (експериментальне завдання).

4. На пружині динамометра знаходиться тягарець.

Структура уроку

І. Повторення матеріалу, актуалізація опорних знань учнів. (10 хв.).

ІІ. Вивчення нового матеріалу (23 хв.).

ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу (15 хв.).

ІV. Домашнє завдання (2 хв.).

Хід уроку.

І. Повторення матеріалу, актуалізація опорних знань учнів.

1. Учні розв’язують задачу №258 із збірника В.І.Лукашика.

Відповідь: у 5 разів більше сила тяжіння, що діє на спортивний диск за силу тяжіння, що діє на футбольний м’яч.

2. Дати відповіді на питання (робота в парах):

2.1. Яка сила тяжіння діє на дівчинку масою 50 кг?

(F = mg = 50·10 H/кг = 50 Н)

2.2. Яка сила тяжіння діє на автомобіль масою 800 кг?

(F = mg = 800·10 H/кг = 800 Н)

2.3. Чи із однаковою силою притягує Сонце тіла, що перебувають на поверхні Землі, протягом доби?

(Удень Сонце набагато ближче до нас, тому притягує сильніше)

2.4. Яблуко, що падає з гілки, набуває швидкості завдяки притяганню Землі. А чи набуває Земля швидкості завдяки притяганню до цього яблука?

(Так, але значно менше)

2.5. Пасажир підняв з палуби корабля сталеву гайку і кинув у воду. Гайка опустилася на дно річки. Чи однаковою буде сила тяжіння, що діє на гайку на палубі корабля і на дні річки?

(Однаково)

2.6. Дерев’яну кульку кинули спочатку у воду, а потім у масло. Чи змінилася при цьому сила тяжіння, яка діє на кульку.

(Ні, так як сила тяжіння залежить від маси, а не від речовини).

3. Фронтальне опитування:

3.1 Що є причиною зміни швидкості руху?

3.2. Чи завжди під дією сили змінюється швидкість всього тіла?

3.3. Що встановлює закон всесвітнього тяжіння? Хто його відкрив?

3.4. Від чого залежить сила тяжіння?

3.5. Наведіть приклади зміни форми тіла під дією сили. (Прогинання дошки від вантажу, сплющення м’яча від удару).

І так, ми з’ясували, що на всі тіла розміщенні поблизу Землі діє сила тяжіння. Ця сила є причиною того, що тіла, які позбавлені опори або підвісу падають на Землю.

(проблема) Чому прогинається книжкова полиця?

Відповідь на це питання і дасть наше сьогоднішнє навчання. Тому темою нашого уроку є вивчення понять сили пружності.

ІІ. Вивчення нового матеріалу.

Відомо, що тверді тіла зберігають свою форму та об’єм, однак при взаємодії із іншими тілами вони можуть змінювати свою форму, тобто деформуватися.

Деформація – будь-які зміни форми, розмірів і об’єму тіла (зміна відносного положення частин тіл).

Демонстрація 1. Розтяг пружини (стискання), шматок пластиліну.

Демонстрація 2. На опорі знаходиться лист пластику (картону), на який покладено вантаж.

Що відбувається із листом?

Він прогинається, тобто змінює свою форму, а при деформації виникає сила пружності Fпр.

Чому пластини мають різні прогини?

Бо вони виготовленні з різних речовин.

А якщо на лист картону покласти тіла різної маси?

Куди буде направлена сила пружності?

В сторону протилежну до зміщення.

Який висновок можна зробити із цих спостережень?

Сила,що діє на тіло, завжди направлена в сторону протилежну до руху тіла.

Види деформації:

Пружні – зникають після припинення дії сили (мости, опори, перекриття).

Пластичні – не зникають після припинення дії сили (під час механічної обробки матеріалів – штампування).

Висновок: більша сила тяжіння зумовила більшу деформацію, більша деформація призвела до виникнення більшої сили пружності. Напрям дії сили пружності протилежний напряму деформації.

Характер деформації залежить від:

ü навантаження на тіло;

ü тривалості дії сили;

ü матеріалу, з якого виготовлене тіло;

ü температури.

Явище деформації описується такими величинами:

ü силою пружності;

ü величиною деформації;

ü жорсткістю деформованого тіла – кількісна міра пружності деформації позначається k.

У 1660 році англійський учений Роберт Гук (1635-1703) відкрив закон, який назвали законом Гука, який справедливий для малих пружних деформацій.

Оскільки напрям сили і напрям видовження прямо протилежні, то можна записати:

Fпр = - kх

Розглянемо мал., який ілюструє твердження закону Гука.

Використання дії сил пружності в багатьох технічних пристроях, при побудові великих будинків у Японії (на спеціальних пружинах).

Самостійно: визначити із формули Fпр = kx значення k і записати одиниці вимірювання.

Записати на дошці – 1 учень

Експериментальне завдання. А тепер перед нами стоїть таке завдання (робота в групах): визначити експериментально значення коефіцієнта пружності. Для цього ви маєте необхідне обладнання (роботу виконуємо на столі): лінійка, важки, пружина, гумова стрічка.

Учні працюють у групах і визначають k, вчитель контролює роботу.

Будь-ласка, назвіть k для:

І група - пружини;

ІІ група – гумової стрічки;

ІІІ група – динамометра.

Давайте поглянемо на тягарець, який знаходиться на пружині динамометра.

Демонстрація 4. На пружині динамометра знаходиться тягарець.Які тіла діють на тягарець?

Земля, пружина

Як називається сили, що діють на тягарець з боку Землі, пружини.

Сила тяжіння, сила пружності

Розглянемо види деформації, які ми зустрічаємо у житті.

Використання дії сил пружності в багатьох технічних пристроях, при побудові великих будинків у Японії (на спеціальних пружинах).

ІV. Закріплення нового матеріалу.

1. Чому пружини для динамометрів виготовляють зі сталі, а не з міді або свинцю?

2. Чи завжди при збільшенні сили, що розтягує пружину, у стільки ж разів збільшується її деформація?

3. На столі лежить куля. Покажіть графічно силу пружності, що діє на кулю. До чого прикладена сила пружності? Яка причина виникнення сил пружності?Задача 1. При розтягуванні пружини на 6 см. Виникає сила пружності 1,8 Н. Яка сила виникає внаслідок розтягування цієї пружини на 2,5 см.

V. Підсумки уроку.

І все-таки, чому прогинається книжкова полиця?

VI. Домашнє завдання.