ФИО разработчиков

Блинова Галина Ивановна

 Харькова Виктория Петровна  

Место работы / регалии разработчиков

ОБПОУ «Курский монтажный техникум»/

Блинова Галина Ивановна, преподаватель физики

 первой квалификационной категории

 Харькова Виктория Петровна, преподаватель технической механики первой квалификационной категории

Общеобразовательная дисциплина

Общепрофессиональная дисциплина

Наименование дисциплины

Физика

Техническая механика

Наименование раздела

Молекулярная физика и термодинамика

Сопротивление материалов

Наименование темы

Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

Осевое растяжение и сжатие

Тема интегрированного занятия

Механические свойства твёрдых тел

Продолжительность занятия

(от 2 до 6 часов)

4 часа

Тема занятия рассмотрена и утверждена на заседании методического объединения преподавателей профессиональных дисциплин (ПЦК)

Рассмотрена и утверждена на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных дисциплин.

Протокол № 4 от 16.10.2023 г.

ФГОС СПО

Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 10 января 2018 г. № 2                           (ред. от 01.09 2022 г.)

Тип занятий и форма проведения

☐ Усвоение новых  знаний  и        ☐ лекция

способов действия        ☐практическое занятие

☐ Актуализация        знаний        и        ☐ лабораторное занятие способов действия (закрепление)        ☐ семинар

• Систематизация и обобщение        ☐ консультация знаний и способов действия        ☐ контрольная работа

☐ Комбинированное занятие        ☐        другой        (дискуссия,

• Контроль знаний и способов        конференция,        круглый        стол,

действия        деловая        игра,        имитационно- ролевое             моделирование и др.)

Уровень изучения

☐1 – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

☐2 – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством);

 ☐3 – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач).

Адаптация для студентов с ОВЗ

Да/нет

Учебник, Информационные источники

1. .Дмитриева,В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля [Текст]: учебник для образоват. учреждений сред. проф. образования/ В.Ф.Дмитриева. - 6-е изд., стер. — М.: Академия, 2020. – 464 с.
2.  Вереина,Л.И. Техническая механика [Текст]: учебник/ Л.И.Вереина, М.М.Краснов. – М.: Академия, 2020. – 352 с. – (Профессиональное образование).-ISBN 978-5-4468-8680-7
3. Сетков, В.И.Техническая механика для  строительных специальностей [Текст]:  учеб.пособие/ В.И.Сетков.-М.: Академия, 2020.-384 с.-(Среднее профессиональное образование)
4. Электронный учебно-методический комплекс «Техническая механика». https://elearning.academia-moscow.ru/shellserver?id=430712&demo=1&module_id=693416#693416  (дата обращения: 25.10.2023).

Ключевые слова

Деформация, коэффициент упругости, относительное удлинение, абсолютное удлинение, механическое напряжение, закон Гука, модуль продольной упругости (модуль Юнга), механические свойства твердых тел: прочность материала, предел прочности, предел упругости, пластичность материала, хрупкость материала.

Построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений.

Базовые понятия

Деформация, упругая деформация, пластическая деформация, коэффициент упругости, относительное удлинение, абсолютное удлинение, механическое напряжение, закон Гука, модуль продольной упругости (модуль Юнга), механические свойства твердых тел: прочность материала, предел прочности, предел упругости; продольная сила; нормальные напряжения.

Краткое описание

Цель:

образовательная:

изучить понятие деформация и ее виды, механическое напряжение, закон Гука, модуль продольной упругости (модуль Юнга), механические свойства твердых тел: прочность материала, предел прочности, предел упругости; формировать умение обучающихся объяснять и анализировать диаграмму растяжения; уметь применять физические понятия и законы в учебном материале профессионального характера; демонстрация практической значимости, изучаемой темы; дать основы определения продольной силы, определение нормальных напряжений, расчета тел на прочность при растяжении – сжатии.

развивающая: развить внимание, память, логическое мышление, активизировать познавательный интерес путем введения в изучаемый материал; умение, анализировать, обобщать и делать выводы, слушать товарища, уважать и принимать мнение оппонента; развивать умения связанно излагать свои мысли в устной и письменной речи;.

воспитательная: чувство ответственности за результат учебного труда;  приобщение к самостоятельному выполнению заданий; привитие культуры умственного труда

Этапы занятия, Продолжительность в мин.

Деятельность преподавателя

Деятельность студентов

Планируемые образовательные результаты

Типы оценочных мероприятий

Дидактические материалы, МТО

1

2

3

4

5

6

1. Организационный этап занятия

Вхождение в тему и создание условий для осознанного восприятия нового материала, 07 мин.

1.Приветствие. Проверка готовности обучающихся к уроку. Создание в аудитории атмосферы психологического комфорта.

Преподаватель физики:

-Рада приветствовать вас на уроке физики!

- Настроение рабочее?

- Хочу заверить вас, что наш урок пройдёт в благоприятной атмосфере

Преподаватель технический механики:

Здравствуйте! Я рада вас видеть и очень хочу начать работу с вами! Желаю вам успехов!

Преподаватель физики:

2. Предлагает обучающимся вспомнить , что им известно о деформации  и её видах из ранее изученного в курсе физики, просит привести примеры из своего жизненного опыта.

Достаточно ли у вас знаний о деформации?

3.Формулирует учебную задачу:

О деформациях чрезвычайно важно знать, когда изготавливается, например, мебель или строят здания, возводят мосты или льют металл. Вообразите, что вам предложили сесть на стул из мягкой глины, либо есть пластилиновой вилкой. Или, наоборот, попросили вылепить скульптуру из куска алюминия. Не умей человек рассчитать деформации, он не смог бы построить высоченные здания и телебашни, раскинуть в космосе ажурные металлические конструкции, заставить летать самолеты и плыть – корабли.

4.Преподаватель физики объявляет тему занятия:

«Механические свойства твёрдых тел»

5.Какова цель нашего

урока? Давайте вместе с вами сформулируем.

Цель: изучить понятие деформация и ее виды, механическое напряжение, закон Гука, модуль продольной упругости (модуль Юнга), механические свойства твердых тел: прочность материала, предел прочности, предел упругости; формировать умение обучающихся объяснять и анализировать диаграмму растяжения; уметь применять физические понятия и законы в учебном материале профессионального характера; демонстрация практической значимости  изучаемой темы;

определять напряжения в конструкционных элементах при растяжении сжатии; производить расчеты элементов конструкций на прочность при растяжении сжатии

1.  Приветствие преподавателя.

Концентрируют внимание на работе урока.

Определяют готовность работать на уроке.

А. Я готов работать на уроке, потому что…

Б. Я почти готов к работе. Мне нужно…

В. Я не готов к работе. Мне

нужна помощь…

2. Вспоминают, что известно из ранее изученного . - Деформация – это…

- Я помню такие наглядные примеры….

3. Осознают важность решения поставленной учебной задачи.

Участвуют в формулировании целей и задач урока

.

4.Записывают тему занятия в рабочую тетрадь.

5.Совместно с преподавателем формулируют цель урока.

Формировать навыки самоорганизации.

ОК 01

ОК 04

ОК 05

Владеть навыком целеполагания.

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

Формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

Опрос устный

Средства обучения:

1)информационно-коммуникационные:

• компьютеры с лицензионной ОС Windows10;
• презентация,
• созданная средствами PowerPoint;
• интерактивная доска HitachiStarBord;
• Мастер-Тест - сервис для  создания тестов и проведение онлайн тестирования https://master-test.net/ru -

Слайд  1

Слайд  2

2. Основной этап занятия

Освоение нового материала

 30 мин

«Минутка снятия напряжения»

 обучающихся, смена вида деятельности

03 мин.

Освоение нового материала,

 20 мин

Закрепление материала по диаграмме растяжения.

10 мин. Просмотр видеоматериала

Закрепление нового материала.

 15 мин.

Контроль и коррекция.

 5 мин.

«Минутка снятия напряжения»

 обучающихся, смена вида деятельности

05 мин.

Освоение нового материала,

 30 мин

Усвоение новых          ☐ лекция

способов действия,  35 мин

Преподаватель физики

1.Организует обсуждение проблемного вопроса.

Что происходит с твердыми телами при различных видах деформаций на молекулярном уровне?

Решение проблемы начинается с демонстрации простейших опытов с пружиной или линейкой и куском пластилина.

Затем необходимо, чтобы обучающиеся сами попытались дать четкое определение деформации.

Преподаватель физики формулирует с обучающимся определение деформации.

Деформацией твердого тела называют изменение объема тела, обычно сопровождающееся изменением его формы под воздействием внешних сил, при нагревании или охлаждении.

Задаёт вопрос:

Чем отличаются деформации, возникающие в куске пластилина от деформации, возникающей в пружине при ее растяжении или сжатии?

Анализируя, ответы обучающихся формулирует следующие определения.

Деформации, которые полностью исчезают при снятии деформирующих факторов, называются упругими.

Деформации, которые не исчезают при снятии деформирующих факторов, являются пластическими.

На основании выше изложенного материала, далее преподаватель сообщает:

Упругие деформации, возникающие в телах, весьма разнообразны. Различают четыре основных вида деформаций: растяжение (или сжатие), сдвиг, кручение и изгиб.

Наиболее часто при эксплуатации различных строительных конструкций приходится рассчитывать упругие деформации растяжения или сжатия.

Деформацию сжатия испытывают столбы, колонны, стены, фундаменты зданий, мосты.  

Деформацию растяжения

тросы, канаты,           цепи в подъемных устройствах,            

Деформацию растяжения (сжатия) тела характеризуют его относительным удлинением ε – отношением абсолютного удлинения

Δl = l – l0 

к первоначальной длине l0.

При деформации сдвига ε = tg θ.

Приложенная к телу внешняя сила F создает внутри него нормальное механическое напряжение.

Нормальное механическое напряжение – величина, измеряемая отношением модуля F силы упругости к площади поперечного сечения S тела:

σ=

F- приложенная внешняя сила;

S- площадь сечения тела.

При малых деформациях тел всегда выполняется закон Гука: в области упругих деформаций нормальное напряжение и относительное удлинение связаны между собой

ε = ασ

Это соотношение называют  законом Гука.

Коэффициент пропорциональности α характеризует упругие свойства материала.

Величина, обратная коэффициенту упругости , называется модулем продольной упругости или  модулем Юнга.

E=

Для большинства широко распространенных материалов модуль Юнга определен экспериментально.

σ== E

Чем больше Е тем меньшую деформацию при прочих равных условиях испытывает изделие.

Обозначение преподавателем необходимости проведения «Минутки отдыха» посредством использования физических и психологических элементов снятия напряжения

Преподаватель задаёт следующий проблемный вопрос:

Какой высоты можно построить кирпичную стену, если предел прочности кирпича составляет 1,5 107Па, а плотность кирпича 1800кг/м3?

Вопрос: можно ли строить стену такой высоты? Организует обсуждение проблемного вопроса.

Преподаватель подводит итог:

необходим запас прочности.

Далее преподаватель сообщает:

Для расчёта различных конструкций необходимо знать прочность материала.

Прочностью материала называют его способность выдерживать нагрузки без разрушения.

Пределом прочности

называют значение нормального механического напряжения, которому соответствует наибольшая выдерживаемая телом нагрузка;

пределом упругости σу-значение σ , до которого сохраняется пропорциональность между деформацией и приложенной силой, т.е. выполняется закон Гука.

Для того, чтобы здания, мосты, тросы, трубы были надежными, при их проектировании конструкторы учитывают необходимый запас прочности с таким расчетом, чтобы действительные напряжения не превышали предела упругости. Запас прочности называют еще коэффициентом безопасности. В зависимости от условий эксплуатации объекта запас прочности может быть           от 2 до 10.

Рассмотрим диаграмму растяжения

Участок ОА - упругие деформации: выполняется закон Гука;

Участок АВ - упругие деформации, но закон Гука не выполняется;

Участок ВС- пластические деформации;

Участок СD- область текучести;

Участок DE- предел прочности, напряжение, при котором тело начинает разрушаться;

Участок ЕК – разрушение(разрыв) тела.

Преподаватель физики проводит фронтальный опрос по изученному материалу:

1.Что такое деформация? Какие виды деформаций вам известны?

2.Какие деформации называют упругими? Приведите примеры.

3.Какие деформации называют пластическими? Приведите примеры.

4.Как рассчитать абсолютное удлинение?

5. Как рассчитать относительное удлинение.

6.Что такое механическое напряжение? Дайте определение

7.Что такое модуль  продольной упругости (модуль Юнга)? Запишите формулу.

8.Сформулируйте и запишите закон Гука?

9. Что такое предел прочности?

10.Что такое предел упругости?

Преподаватель физики выставляет оценки по результатам устного фронтального опроса согласно критериям, делает вывод о возможности и необходимости применения полученных знаний и при освоении дисциплины «Техническая механика», способствующей формированию профессиональных компетенций обучающихся специальности 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружении

Преподаватель технической механики с помощью мультипликационных материалов обозначает следующий этап взаимодействия с обучающимся.

Далее преподаватель сообщает:

Растяжением и сжатием называют вид нагружения, при котором в поперечных сечениях бруса возникает только  внутренний силовой фактор – продольная сила N.

Этот вид нагружения также иногда называют осевым или центральным растяжением-сжатием. Брус при этом называется стержнем.

Для возникновения данного вида деформации линии действия внешних сил или их равнодействующей должны совпадать с осью стержня, проходящей через центры тяжести его сечений.

Для расчета внутренних сил по участкам стержня применяется метод сечений. Величина и знак внутренней продольной силы определяются как сумма всех внешних сил приложенных к рассматриваемой части стержня.

Правило знаков при растяжении и сжатии: внутренняя продольная сила N принимается положительной, если она стремится растянуть рассматриваемую часть стержня. Сжимающая внутренняя сила считается соответственно отрицательной.

Эпюры – это графики, используемые инженерами, для визуализации распределения какой-то физической величины: силы, напряжения, деформации и т.д., по длине детали или элемента конструкции.
Она позволяет выявить наиболее опасные места в конструкциях, либо определить максимальное значение какой-то величины, а также может служить вспомогательным инструментом для расчета определенных данных.

Для деталей и элементов конструкций, работающих на растяжение и сжатие, обычно строятся следующие графики: продольных сил, нормальных напряжений.

Для данного ступенчатого бруса построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений. Определить абсолютное удлинение (укорочение) бруса.

Для построения эпюр необходимо рещить задачу.

1. Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса, размышляют, по необходимости задают вопросы с целью уточнения и получения дополнительной информации

Проводят необходимые опыты.

Приходят к выводу:

Деформация – это изменение формы и размеров тела.

Записывают в тетрадь определение .

Отвечают на вопрос.

-Пластилин после деформации не восстанавливает свою форму, а деформированная пружина после снятия нагрузки принимает первоначальную форму и размеры.

Записывают определения в рабочую тетрадь.

Приводят примеры упругих и пластических деформаций.

Слушают объяснение преподавателя, записывают основные сведения и формулы в рабочую тетрадь.

Студенты

конспектируют

по необходимости задают вопросы с целью уточнения и получения дополнительной информации

Выполняют упражнения для снятия зрительного напряжения

Участвуют вместе с преподавателем в рассуждении.

И приходят к выводу:

Расчеты показывают, что высота стены должна быть более 800 м.

Обучающиеся дают ответ:

Нельзя, т.к. нижние кирпичи начнут разрушаться, как только нагрузка на них достигнет предела прочности.

Слушают объяснение преподавателя, записывают основные сведения и в рабочую тетрадь.

Изучают диаграмму растяжения, выполняют графическое изображении диаграммы.

Смотрят учебный видеролик.

Проверяют правильность  выполнения графического изображения диаграммы растяжения.

Слушают объяснение преподавателя, записывают основные сведения и в рабочую тетрадь.

Смотрят видеоролик. готовятся к волнению практической работы

Слушают объяснение преподавателя, записывают основные сведения и в рабочую тетрадь.

Слушают объяснение преподавателя, записывают основные сведения и в рабочую тетрадь.

Работа с презентацией

Построение эпюр совместно с преподавателем технической механики

Развивать навыки самомотивации.

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

ОК 01

ОК 01

Формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

Формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

ОК 01

ОК 01

ОК 04

ОК 05

Формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

ОК 04

ПК 1.1

ПК 1.2

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

ПК 1.1

ПК 1.2

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

ПК 1.1

ПК 1.2

ОК 01

ОК 02

ОК 04

ОК 05

ПК 1.1

ПК 1.2

Проблемный вопрос, расчёт

Устный опрос. Форма организации деятельности -фронтальная

На демонстрационном столе находятся линейка, пружина, пластилин.

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 4

Слайд  5

Слайд  5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Дидактические материалы

 (карточка с текстом, задачи,   демонстрируемая преподавателем  перед всей группой)

Слайд 7

Слайд 9

Средства обучения

2) аудиовизуальные:

- учебный видеоролик 

«Испытания на растяжение_сжатие»

Слайд 9

Дидактические материалы

(карточки с вопросами)

Средства обучения

2) аудиовизуальные:

видеоматериалы (мульфильм)

Дидактические материалы: методические указания по выполнению практической работы

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Преподаватель даёт задание – решить задачи на применение изученного материала.

К проволоке из углеродистой стали подвешен груз массой 100 кг. Длина проволоки 1 м, диаметр 2 мм. Модуль Юнга для стали Е = 2ּ1011 Па, предел прочности 330 МПа. На сколько увеличится длина проволоки? Превышает приложенное напряжение или нет предел прочности?

Объяснить правило знаков при построении эпюр.

Отвечают на вопросы преподавателя.

Самостоятельно принимать решения

Решают у доски при помощи преподавателя задачу и записывают её в тетрадь.

Самостоятельно принимать решения.

Решение задачи

3. Заключительный этап занятия

Диагностика, 15 мин

Онлайн - тестирование

Выполняют контрольные задания

ОК 01

ОК 02

Тест. Форма организации деятельности- индивидуальная

Мастер-Тест - сервис для  создания тестов и проведение онлайн тестирования https://master-test.net/ru 

Персональные компьютеры-

Подведение итогов, домашнее задание, 5 мин

Оба педагога

организуют подведение итогов урока обучающимися, размышление над вопросами:

- Достиг ли я поставленных целей и задач урока?

- Активно ли я работал на уроке?

-Как можно ценить новую форму проведения урока - интегрированное занятие?

- Какие сложности возникли в ходе учебного занятия?

Преподаватель задаёт домашнее задание.

1. Работа с теоретическим материалом.

2. Построение эпюр.

3. Составление кроссворда*

Преподаватели обращает внимание на возможности и способности обучающихся.

Подводят итоги своей работы на уроке. Проводят самооценку, рефлексию.

Записывают домашнее задание.

Отслеживать цель учебной деятельности.

Владеть навыком самоорганизации.

ОК 01

ОК 02

Самоанализ. взаимоанализ

Слайд 13

Слайд 14