Урок физики в 7 классе "Сила упругости"
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Урок физики. 7-й класс.

Тема: "Сила упругости. Закон Гука".

Цель урока: выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука.

Задачи:

Обучающие: сформировать знания о деформации, силе упругости; вывести закон Гука; сформировать способности применять закон Гука при решении задач; научить объяснять физическую природу сил упругости и причины возникновения сил упругости.

Развивающие: продолжить формирование у учащихся представлений о разнообразии сил в природе, развивать умение наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент, делать выводы.

Воспитательные: продолжить формирование навыков коллективной и самостоятельной работы, развивать чувства товарищеской взаимопомощи, ответственности за проделанную работу.

Оборудование: ноутбук, интерактивная доска, проектор, презентация, динамометр, набор грузов по 1 Н, разные пружины, разные резинки, резиновые и пластилиновые игрушки, эспандер, гибкие пластмассовые линейки, карточки с заданиями.

ХОД УРОКА

I. Актуализация знаний

Здравствуйте! У нас сегодня урок из раздела «Взаимодействие тел» и мы познакомимся с вами сегодня с силой упругости.

Эпиграф урока: (слайд 2)

Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы.

                                                                                                                                                               А. Эйнштейн

Сегодня на уроке мы повторим и вспомним: (слайд 3)

- что такое сила;

- единицы силы;

- что такое деформация;

- что такое сила тяжести,

а также мы узнаем:

- виды деформации;

- что такое сила упругости;

- как формулируется закон Гука;

- что такое жесткость пружины.

Итак, прежде чем приступать к изучению новой темы, давайте повторим некоторые понятия, которые нам сегодня понадобятся. (слайд 4-5).

II. Изучение нового материала.

Вы уже знаете, что все тела на поверхности Земли испытывают ее притяжение. На любое тело, находящееся у поверхности Земли действует сила тяжести.  

Например, снежинка, которая падая с неба будет двигаться к Земле, но упав на крышу, прекратит свое движение. Что же мешает снежинке двигаться вниз, что мешает всей толще снега, находящейся на крыше, двигаться вниз. Конечно же сила, которая возникает со стороны крыши. Эта сила действует в сторону обратную силе тяжести, и численно равна ей.

Давайте рассмотрим это на примере.

Мы с вами видим стальную ленту, закрепленную в двух штативах, если поставить груз на эту ленту, то груз начнет действовать на эту ленту и она, как вы это видите, прогнулась. Она деформировалась, но ее движение остановилось через некоторое время. Почему? Груз двигался до тех пор, пока сила со стороны ленты не уравновесила силу тяжести. Сила, возникающая в результате деформации и называется силой упругости.

Давайте запишем определение: (слайд 6)

Сила упругости – это сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение.

Обозначать силу упругости мы будем – Fупр.

Сила упругости направлена против деформации.

Итак, получили немного информации, теперь давайте сменим вид деятельности. Я раздаю вам карточки, а вы должны в них изобразить направление и точку приложения силы упругости (слайд 7-8).

Выполняется на доске.

Деформация может быть различной: (слайд 9) это может быть растяжение, изгиб, сжатие, кручение, сдвиг. Я перечислил сейчас виды деформации, запишем их. Но деформации делятся на два типа: деформация упругая и пластическая. (слайд 10).

Упругая деформация возникает, когда мы при снятии нагрузки видим полностью восстановившееся тело. Его форма и размеры не изменились 

Если деформация пластическая (неупругая), то после снятия нагрузки форма и размеры тела останутся измененными. Так происходит, например, при лепке из глины или при лепке из пластилина. Это используется в технике при таких процессах как ковка или штамповка.

Причину возникновения силы упругости можно объяснить изменением расстояния между молекулами при деформации и соответственно изменению сил межмолекулярного взаимодействия.

Если мы растягиваем тело, (слайд 11) то расстояние между молекулами увеличивается, а значит резко возрастает сила межмолекулярного притяжения.

Если же мы пытаемся сжать какое-то тело, (слайд 12) то тем самым мы пытаемся уменьшить расстояние между молекулами и тогда резко возрастает сила межмолекулярного отталкивания.

Как же быть если деформация визуально не видна, например, тело находится на опоре, в этом случае мы не можем видеть деформацию, которая на самом деле происходит, но на межмолекулярном уровне. Гораздо проще нам судить, когда деформация визуально видна.

Давайте рассмотрим визуальную деформацию, возникающую при растяжении пружины.

К штативу подвешена пружина, отметим уровень стрелочки, если к пружине подвесить один груз – пружина растягивается, отмечаем, два груза – отмечаем уровень. Мы с вами видим, что масса грузов изменилась, а значит изменилась сила тяжести, но мы видим, что растяжение пружины тоже изменилось, а значит изменилась и сила упругости. Когда мы подвесили один груз было одно растяжение, а когда второй растяжение увеличилось. Но мы видим, что растяжение меняется одинаково.

Первым установил зависимость величины силы упругости от удлинения английский физик Роберт Гук, эта зависимость оказалась прямо пропорциональной, чем больше возникает удлинение, тем больше сила упругости. Fупр ∿ ΔƖ          (слайд 13).   

(слайд 14). ΔƖ – удлинение тела, рассчитывается через разность начальной и конечной длины пружины.

Давайте узнаем удлинение ваших пружин.

Удлинение пружины измерять мы научились. Идем дальше.

Посмотрим на внешне две одинаковые пружины, форма и размер одинаковы. Подвесим два груза к одной из них, а теперь такие же два груза к другой. В чем же дело, растяжение этих двух пружин оказалось различным, первая пружина растянулась больше, а вторая меньше. Все дело в том, что при расчете силы упругости, необходимо будет учитывать не только удлинение, которое мы получаем при деформации, но и сам деформируемый предмет, его размер, формы и материал из которого он изготовлен. Все эти понятия входят в так называемый коэффициент упругости или коэффициент жесткости.

Закон Гука: (слайд 15)

Сила упругости, возникающая при растяжении или сжатии тела, пропорциональна его удлинению.  

                                      Fупр = k Δ Ɩ

Закон нам известен, приступим к расчету жесткости пружины. Удлинение ваших пружин вам известно, например, l = 7 см

Какова сила упругости возникла в ваших пружинах, она численно равна силе тяжести.

F = 3 Н

III. Закрепление пройденного материала.

Решение задач (слайд 17)

IV. Применение силы упругости (слайд 18-26)

Видео «Как с помощью силы упругости разрезать тыкву???»

Можно скачать здесь: https://www.youtube.com/watch?v=84nvCEOlgxU

V. Итог урока

Сегодня мы выяснили, что при внешнем воздействии на межмолекулярном уровне возникают изменения, эти изменения могут привести к деформации, мы познакомились с различными видами и типами деформации и узнали, что сила, которая возникает при деформации тел называется силой упругости, а также выяснили, что сила упругости прямо пропорциональна растяжению тел.

Выставление оценок.

Домашнее задание. (Слайд 27)

§ 26 (старый) читать

§ 27 (новый) читать

Вопросы после параграфа

Выучить определения и формулу.