Конспект урока "Сила упругости. Закон Гука"
план-конспект урока по физике (10 класс)

Тема урока  « Сила упругости. Закон Гука» (10 класс)

Цель урока: углубить и систематизировать знания о деформации твердых тел, сформулировать закон Гука, показать, что сила упругости прямо пропорциональна изменению длины деформированного тела.

                               Ход  урока.

I. Организационный момент.

II.Проверка домашнего задания.

         1.  Фронтальный опрос.

1) Что называется весом тела? По какой формуле вычисляется вес покоящегося тела?

2) Чем отличается вес тела от силы тяжести? Показать на чертеже.

3) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вверх?

4) Как найти вес тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вниз?

5) Груз помещен на платформе пружинных весов в кабине лифта.

   Что покажут весы во время свободного падения лифта?

         2. После фронтального опроса раздать каждому ученику карточки с текстом. Ученики  должны  заполнить пропуски в тексте.

Гравитационные силы,  или силы всемирного тяготения, действуют ….  Закон всемирного тяготения гласит, что сила  взаимного притяжения двух тел   прямо пропорциональна …. и  обратно пропорциональна…   и записывается…. Коэффициент 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 массы 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… ..

III. Изучение нового материала.  

1. Силы тяготения действуют между телами всегда. Не нужно заботиться о том, чтобы привести эти силы в действие, и никакими ухищрениями их нельзя уничтожить. Силы упругости в этом отношении совершенно не похожи на силы тяготения.

2.  Давайте вспомним,  что называется силой упругости?   Какова природа силы упругости?

1)Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела.

2) она имеет электромагнитное происхождение;

3) всегда  стремится восстановить первоначальную форму тела.

 3.Подтвердим это на опытах.

Эксперимент 1.

Возьмите пружину и растяните ее руками, затем отпустите: пружина стремиться  вернуться в положение равновесия.

Эксперимент 2.

Теперь сожмите пружину. После того как ее отпустите, она вернется в первоначальное положение.

- Благодаря какой силе пружина возвращается в первоначальное положение?

(Это происходит под действием силы упругости.)

- Скажите, какое условие необходимо, чтобы была сила упругости?

 (Тело должно быть  деформировано). 

4. Что называется деформацией тела?

Определение: деформацией тела называется изменение формы или объема тела.

Твердые тела сохраняют свой объем и форму, так как при любой попытке их деформировать возникают силы упругости.

Жидкости форму не сохраняют. Вы можете перелить воду из графина в стакан, и это не вызовет появление сил упругости.

Попробуйте сжать жидкость хотя бы внутри велосипедного насоса или просто в бутылке. Сила упругости не замедлит сказаться.

Точно так же сила упругости возникают всегда при сжатии в насосе воздуха.

Вывод:  силы упругости возникают всегда при попытке изменить объем или форму твердого тела, при изменении объема жидкости, а также при сжатии газа.

 5. Деформация тела возникает лишь в том случае, когда различные части тела совершают  различные перемещения.  
(разобрать на примере данное утверждение)

 6. При малых деформациях тел связь силы упругости с величиной деформации проста. Она была открыта экспериментально английским физиком Робертом Гуком, современником Ньютона.

Упругой  называется деформация, при которой тело восстанавливает свои первоначальные размеры и форму, как только прекращается действие силы, вызвавшей эту деформацию.

Закон Гука для упругой деформации растяжения нетрудно установить, наблюдая растяжение резинового шнура под действием приложенной к его концу силы.

Лабораторная работа «Исследование зависимости силы упругости от изменения длины тела»

Материалы: штатив с муфтами и лапкой; резиновый шнур ( или пружина)

Порядок выполнения работы:

1) Закрепите на штативе конец резинового шнура (спиральной пружины).

2) Рядом с резиновым шнуром  (пружиной) установите и закрепите линейку с миллиметровыми         делениями.

3) Отметьте и запишите то деление линейки, против которого  находится нижний конец шнура (стрелка - указатель пружины).

4) Подвесьте к шнуру  (или пружине)груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение шнура (пружины).

5) К первому грузу добавьте второй, третий и т.д. грузы, записывая каждый раз удлинение  шнура (пружины)

6) По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения и, пользуясь им, сделайте вывод.

Закон Гука: При упругой деформации растяжения(сжатия) модуль силы упругости прямо пропорционален абсолютному значению изменения длины тела.

FУПР.= k  = k

Коэффициент пропорциональности  k  называют коэффициентом упругости или жесткостью. Учитывая, что координата х и проекция силы упругости на ось ОХ имеют противоположные знаки, можно также записать:

F(упр)х= - k x.

7.Эксперимент 3.

Пользуясь  построенным графиком, определите среднее значение жесткости пружины k ср.

 8.Небольшое сообщение учащихся о Роберте Гуке.

 9.Закон Гука хорошо выполняется только при малых деформациях. При больших деформациях изменение длины перестает быть прямо пропорциональным приложенной силе, а при больших деформациях тело разрушается.

IV. Закрепление изученного материала.

1)  При каком условии появляются силы упругости? (при деформациях)

2)  Сформулируйте закон Гука.

3)  Приведите примеры проявления силы упругости в быту.

4)  При каких условиях выполняется закон Гука? (При малых деформациях)

5)  Разобрать задачу на стр. 100 учебника (записать в тетрадь)

V . Домашнее задание: §34,35. Ответить устно на вопросы  после §35.