Урок № 35 Види деформації. Сила пружності. Закон Гука. Пружинні динамометрии

Тема уроку: Види деформації. Сила пружності. Закон Гука. Пружинні динамометрии

Мета уроку: сформувати знання про явище дефор­мації, про причину виникнення сили пружності; пояснити принцип вимірювання сил за допомогою динамометра;. розвивати логічне мислення, творчі здібності учнів, розвивати увагу; виховувати любов до предмету, сміливість при викладенні своєї думки та під час розв’язування задач.

Базові фізичні поняття: деформація, сила пружності, динамометр, закон Гука, жорсткість, видовження.

Демонстрації: Деформація пружини під дією вантажу. Пружна й пластична деформації.

Вимірювання сил за допомогою динамометра

Обладнання: гумові шнури, шматочки пласти­ліну, різні види динамометрів, мочалка, вантаж.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Головне, що визначає перемоги в житті:

з інтересом здобувати всю широту знань;

учитися наполегливо, учитися завжди...

Хід уроку :

      I.      Організаційний момент

Привітання, перевірка присутніх

   II.      Актуалізація опорних знань

Інтерактивна вправа «Хто більше знайде в слові слів».

Використовуючи тільки літери слова «взаємо­дія», за 1 хв складіть якомога більше слів.

Наприклад: мода, дія, вода і т. д.

Інтерактивна вправа «Складанка».

Вибираючи перші склади слів, скласти слово та надати йому пояснення:

Сивина, лабораторія. (Си-ла.)

Манометр, санаторій. (Ма-са)

Рівнина, нора, дійсність, народ. (Рів-но-дій-на.)

Дивина, накип, море, метр. (Ди-на-мо-метр.)(сьогодні з цим приладом ознайомимось)

Дерево, форма, малюнок, цікавість, яма. (Де-фор-ма-ці-я.) (сьогодні про неї поговоримо)

1)    Що таке їнерція? Що означає  дане  слово  в  перекладі  з латинської мови?

2)    Хто відкрив явище інерції?

3)    Що стверджував Г.Галілей на основі своїх дослідів?

4)    Що називають інертністю? Закінчіть висловлювання: «Із двох тіл інертнішим буде те, у якого …»

5)    Що є кількісною мірою інертності тіла? Що називають масою тіла?

6)    Які одиниці маси ви знаєте?

7)    Як можна виміряти масу тіла? Що називають зважуванням?

8)    Що називають силою? Що таке рівнодійна сила? В якому випадку сили додаються, а в якому віднімаються?

9)    Назвати одиниці сили. Іменем якого вченого названа одиниця сили?

III.      Мотивація навчальної діяльності

Демонстрація дослідів з постановою проблемних запитань.

Демонстрація №1. Мочалка стискується в руці учителя.

Після дії руки мочалка набуває попереднього вигляду.

Демонстрація №2. Розтяг гумового шнура.  Після дії на нього, шнур набуває попереднього вигляду.

Демонстрація №3. Шматок пластиліну скатати у кульку. Після припинення дії пластилін не набуває попередньої форми.

Демонстрація №4. До пружини динамометра підвисити вантаж. Після зняття вантажу пружина набуває попереднє значення.

Що відбувалося з мочалкою, з гумовим шнуром, з пружиною динамометра? Чому?

Учитель разом з  учнями робить  висновок: «Виникає якась сила, яка відновляє форму мочалки, гумового шнура та пружини динамометра. Як вона називається?  Чому виникає, та як взагалі можна назвати ті дії, яким піддалися мочалка, гумовий шнур, шматок пластиліну, пружина динамометра? Про це все ми дізнаємося сьогодні на уроці. Тому запишіть тему уроку: ( учитель   називає  тему  уроку,  яка  заздалегідь  написана учителем на  дошці). Метою нашого уроку є формування знань про явище деформації, про види деформації. Сьогодні ми познайомимося з новою силою – силою пружності та вияснимо природу її виникнення. а також  вивчимо закон Гука».

IV.      Вивчення нового матеріалу

Для вивчення теми уроку застосуємо метод «Джиг-соу» (для цього учні класу діляться на 4 групи з однаковою кількістю учасників (кожен учасник має номер), і кожна з них отримує завдан­ня). Для виконання завдання можна використати підручник або додаток .

Завдання для групи № 1

Обладнання: гумові шнури і шматочки пласти­ліну (кожному учаснику групи).

З'ясувати, що таке деформація, які є її види, на­вести приклади, супроводжуючи демонстраціями.

Завдання для групи № 2

Коли виникає сила пружності і чому?

Завдання для групи № 3 Сформулювати закон Гука.

Завдання для групи № 4

Що таке динамометр, яке він має призначення та будову?

(Учні об'єднуються в експертні групи за но­мерами, кожен «номер» пояснює свою частину матеріалу. Після обговорення повертаються до початкових груп, де знову обговорюють весь ма­теріал.)

V. Осмислення об'єктивних зв'язків

Розв'язати задачі біля дошки:

1. Щоб розтягну­ти пружину на 2 см, треба прикласти силу 10 Н. Яку силу треба прикласти до пружини, щоб роз­тягнути її на 6 см? (30 Н)

2. У не розтягнутому стані пружина мала довжину 88 мм. Внаслідок її видовження до 120 мм виникла сила пружності, що дорівнює 120 Н. Якою має бути довжина, щоб сила пружності дорівнювала 90 Н. (112 мм)

3. На малюнку зображено графік залежності зміни довжини гумового джгута від модуля прикладеної до нього сили. Знайти жорсткість джгута.  (8 Н/м)

VI. Узагальнення знань

1. Вправа «Своя опора».

Учні самостійно складають опорний конспект вивченої теми. Потім обмінюються опорними кон­спектами із сусідом по парті й проговорюють тему за опорним конспектом сусіда.

2. У кінці зошита продовжуємо заповнювати та­блицю «Фізичні величини»:

№	Назва фізичної величини	Позна-чення	Основна одиниця	Формула	Вимірювальний прилад
12	сила тяжіння	Fтяж	Н	Fтяж=mg	Динамометр
13	сила пружності	Fпр	Н	Fпр = -kx	Динамометр
14	жорсткість	k	Н/м

VII. Підсумки уроку

Вправа «Резюме».

Учні письмово відповідають на серію запитань, які відображають їх ставлення до уроку. Приклад запитань:

1. Що не сподобалося під час заняття?

2. Що сподобалося?

3. Які запитання залишилися після заняття? Відповіді не підписуються і віддаються вчите­лю або прикріплюються на дошці.

VIII. Домашнє завдання

1. Розв'язати задачу: Пружину стискають до довжини 8 см  силою 12 Н і розтягують до довжини 11 см силою 24 Н. Яка довжина не розтягнутої  пружини?

2. Експериментальне завдання: покладіть на дві сірникові коробки смужку паперу. Опускайте на смужку по одній монеті, вимірюючи, наскільки вона прогинається. Зробіть висновок.

Додаток

1. Деформацією називається зміна форми або об'єму тіла.

Розтягніть гумовий шнур за кінці. Очевидно, частинки шнура змістилися одна відносно одної, шнур деформувався – став довшим і тоншим. Деформація виникає тоді, коли різні частинки тіла під дією сил переміщуються неоднаково.

Шнур після припинення на нього дії сил повер­тається у вихідний стан.

Існує 5 видів деформації: розтяг, стиск, згин, кручення, зсув.

Деформації, які повністю зникають після припинення дії зовнішніх сил, називаються пружними.

Наприклад, гумовий шнур, пружина, мочалка і т.д.

Пластилін «не пам'ятає», яка форма у нього була раніше.

Деформації, які не зникають після припинення дії зовнішніх сил, називаються плас­тичними.

Пластичній деформації піддаються віск, пластилін, глина, свинець тощо.

Тіл, які б не деформувалися, в природі не існує. Водночас часто доводиться мати справу з настіль­ки малими деформаціями, що їх важко виявити. Наприклад, якщо наступити на цеглину, то її висо­та зменшиться приблизно на 0,0005 мм.

2. Сила, що виникає при пружних деформа­ціях, називається силою пружності.

Причиною виникнення сил пружності є вза­ємодія молекул тіла. На малих відстанях молекули відштовхуються, а на великих – притягуються. У недеформованому тілі молекули розташовані саме на такій відстані, на якій сили притягання і відштовхування зрівноважуються. Коли ми розтя­гуємо або стискаємо тіло, відстані між молекулами змінюються, тому починають переважати або сили притягання, або сили відштовхування. У результаті й виникає сила пружності, яка завжди напрямлена так, щоб зменшити величину деформації тіла.

3. Англійський природодослідник, учений та експериментатор Роберт Гук відкрив закон, назва­ний його ім'ям.

Досліджуючи пружні деформації різних тіл, Гук виявив, що при пружних деформаціях тіл їх видовження чи скорочення прямо пропорційні силі, яка їх розтягує або стискає:  F_пр = -kx, де к – коефіцієнт пропорційності, який назива­ється жорсткістю, характеризує здатність тіла чи конструкції протидіяти деформації. Одиницею жорсткості в СІ є Н/м;  х – абсолютна деформація (лінійне видовження чи стиснення тіла).

Знак «-» показує, що напрям сили пружності протилежний напряму зміщення краю деформова­ного тіла.

4. Обладнання: динамометри різних типів.

За величиною деформації тіла можна визначити величину сили пружності. Прилад для вимірюван­ня сил називається динамометром.

Для градуювання (нанесення шкали) пружного динамометра використовується закон Гука.

За допомогою динамометра можна порівнювати сили за модулем, а також визначати напрям сили.

Розгляньте динамометри. Визначте ціну по­ділки шкали та максимальне значення сили, що можна ним виміряти.

  Завантажити конспект Урок № 35 Види деформації. Сила пружності. Закон Гука. Пружинні динамометрии

Буду радий бачити Ваші побажання та запитання в коментарях.