Сила упругости. Закон Гука

Урок «Сила упругости. Закон Гука.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Актуализация знаний обучающихся.

Опыт 1. К пружине подвешен грузик.

-Покажите силу тяжести, действующую на груз.

( показывают на рисунке: направление силы тяжести и точку приложения)

Постановка учебной задачи.

- Почему груз не опускается дальше?

-Не пускает пружина.

- Пружина действует силой на груз, значит, возникает ещё одна сила!

Задачи урока:

Узнать, когда возникает эта сила?

Как её изобразить на чертеже?

От чего она зависит?

По какой формуле её можно рассчитать?

Как её измерить?

Реализация поставленных задач.

(возвращаемся к нашему опыту 1)

- Покажите на чертеже силу, с которой пружина действует на тело.

Варианты:

(обсуждение полученных результатов: точка приложения силы, направление силы, модуль силы)

Опыт. Снять груз, подвесить груз.

- Какие изменения произошли с пружиной?

- Пружина сжималась и растягивалась

- То есть у пружины изменялся размер, значит, она деформировалась.

Опыт. Показать на губке различные виды деформации: растяжение, сжатие, изгиб, кручение.

-Назовите виды деформации.

На доске:

растяжение

Виды деформации сжатие

изгиб

кручение

- Что меняется у тела при деформации?

- При растяжении или сжатии изменяется размер, а при изгибе и кручении – форма.

-Дайте определение, что такое деформация тела

Деформация- это изменение размеров и формы тела

Определение:

- Сила, возникающая при деформации тела - есть сила упругости.

Тема сегодняшнего урока: Сила упругости.

- Вы убедились, что видов деформации много. Изобразите силу упругости в каждом случае.

Груз на нити

Тело на опоре

Сжатая пружина

Сжатая губка

- Как узнать направление силы упругости?

- Направление противоположно деформации тела.

-Почему у неё такое направление?

- Сила упругости стремится вернуть в исходное положение.

- К чему приложена сила упругости?

- В точку соприкосновения тел.

На доске:

Направление: противоположно деформации тела.

Точка приложение: точка соприкосновения тел.

- Назовите прибор, которым будете измерять силу упругости.

- Динамометр.

(возвращаемся к нашему опыту 1)

- Измерьте силу упругости в данном случае.

- Так как силы тяжести и упругости равны, то если измерить силу тяжести, действующую на грузик, то узнаем силу упругости.

- От чего зависит сила упругости?

Гипотезы:

От деформации, так как если нет деформации, то и нет силы упругости

От силы тяжести (привести опровергающие примеры: из определения, сжать рукой пружину; дети других групп могут сами догадаться, что это не верно)

Экспериментальное исследование

Оборудование: пружина (у всех групп разные), набор грузов, линейка, динамометр.

-Что будете делать?

- Подвешивать грузики к пружине, она деформируется и возникает сила упругости.

- Как измерить силу упругости?

- Как измерить растяжение пружины?

На доске:

∆L=L-

∆L- удлинение пружины

L- длина деформированной пружины

-- длина не растянутой пружины

- Каким образом можно представить результаты исследования?

- В виде таблицы или графика

(обсуждение таблицы, выполнение опыта)

- По результатам опыта, постройте график (обсуждение: расположение осей, выбор мерки на каждой оси)

Fупр, Н

Fупр2

Fупр1

0 ∆L1 ∆L2

∆L, мм

- Проведи исследование графика

- ∆L1 ‹ ∆L2, значит ∆L ↑

Fупр1 ‹ Fупр2, значит Fупр↑

- Как увеличивается сила упругости?

- Во столько же раз , как ∆L

- Как называется такая зависимость?

- Прямо пропорциональная

- Fупр ~ ∆L

(вызвать ученика из другой группы)

- Построй график по своим результатам.

( видим, что графики не совпадают)

- Почему графики для пружин не совпадают?

- Пружины разные.

- Что разного?

- Длина, толщина проволоки, материал.

- У пружин – разная жесткость!

- Проведите исследование графиков, выясните, какая пружина самая жесткая?

Fупр, Н

Fупр1

Fупр2

0 ∆L

∆L, мм

∆L=const , Fупр2 ‹ Fупр1, №1 самая жесткая

- По результатам опыта сделайте вывод: от чего зависит сила упругости?

На доске:

Удлинения пружины - ∆L (прямо пропорц)

Fупр

Жесткости пружины - k

- Fупр ~ ∆L

- Можно ли используя эту зависимость посчитать силу упругости?

- Нельзя, так как нет знака равно.

- Введем коэффициент пропорциональности : k- коэффициент жесткости пружины

Fупр = k *∆L - закон Гука

- Получите формулу для нахождения коэффициента жесткости пружины.

k=

-Найдите единицы измерения k из формулы:

k=

- Рассчитайте жесткость пружины по результатам опыта( обсудить : какие результаты брать для расчета, перевести мм в м)

Например: k= 40

- Раскройте физический смысл полученного результата k.

Ф.с.- k=40 , при растяжении пружины на 1 м, возникает сила упругости 40Н

- Границы применения : закона Гука справедлив для упругих деформаций.

Как понимаете «упругая деформация»?

- После деформации пружина принимает первоначальные размеры.

Итоги урока.

- Сегодня на уроке мы :

-ввели понятие силы упругости, деформации тела

-узнали виды деформации

-научились изображать силу упругости на чертеже

-установили от чего зависит сила упругости

-вывели закон Гука

5. Домашнее задание

Один ученик выходит к доске и изображает силу тяжести на рисунке

Обсуждают, выносят результаты на доску.

Делают правильный рисунок в тетради.

Обучающиеся сами называют виды деформации, записываем в виде схемы

Делают записи в тетради

Самостоятельно формулируют, записывают в тетрадь, зачитывают что получилось.

Записывают в тетрадь

Обсуждают, выносят решение на доску.

Делают записи в тетради.

Обсуждают

обсуждают

не спешить, важно для эксперимента

обсуждают в группах, обмен мнениями.

Делают выводы по результатам опыта.

Рассказывают учащиеся

Работают в группах

Один ученик у доски по своим результатам строит график

Делают записи в тетради.

Обсуждают в группах.

Обмен мнениями.

Обсуждение вместе с классом.

Записать в тетрадь

Проговаривают вслух.

Самостоятельно

Записывают в тетрадь, потом читают. Обсуждаем.

Записать правильный вариант.

Записать в тетрадь

Общая часть

Предмет - физика

Класс- 7

Тема урока - Сила упругости. Закон Гука

Планируемые образовательные результаты

Предметные

Метапредметные

Личностные

Понимать смысл закона Гука, раскрывающего связь между удлинением и силой упругости, пользоваться методами научного познания, обнаруживать зависимость между удлинением тела и силой упругости, объяснять полученные результаты и делать выводы, применять знания о растяжении тела под действием силы упругости для объяснения работы динамометра.

Понимать и объяснять явление деформации тела, понимать смысл закона Гука, измерять силу упругости, владеть экспериментальными методами исследования зависимости удлинения пружины от приложенной силы, приводить примеры действия силы, изображать графически силу и точку ее приложения

Развивать навыки монологической и диалогической речи, учиться выражать свои мысли, выдвигать гипотезы и экспериментально проверять их с помощью опытов, выделять основное содержание прочитанного текста

Сформировать познавательный интерес и творческие способности, развивать самостоятельность и практические умения в приобретении знаний о силе упругости, законе Гука, обосновывать и оценивать результаты своих действий, развивать творческую инициативу

Словарь урока: деформация тела, виды деформации, сила упругости, закон Гука

Ресурсы урока: пружины разной жесткости, набор грузов, динамометры, линейки

Организационная структура урока

Этап урока

(+время)

Деятельность учителя

Деятельность учащихся