Конспект урока в 7 классе "Сила упругости .Закон Гука."
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Урок 3

Сила упругости. Закон Гука

Цель: сила упругости, примеры действия силы упругости, деформация и ее виды, закон Гука для упругих деформаций, примеры практического применения закона Гука.

Демонстрации

• Прибор для демонстрации видов деформации;
• Колебания пружинного маятника;
• Действие рогатки;
• Лабораторный динамометр;
• Процесс образования упругих деформаций;
• Виды упругих деформаций;
• Закон Гука;
• Презентация «Сила упругости»

Ход урока

1.Организация класса

2.Разминка – работа с карточками «Обозначения и единицы измерения физических величин»

3. Проверка домашнего задания.

I.Индивидуальная работа по карточкам:

Вариант1

1.Какая сила удерживает планеты при их движении по орбитам вокруг Солнца?

2.Имеются два бруска одинаковых геометрических размеров, изготовленных из стали и алюминия. На какой брусок действует большая сила тяжести? Почему?

Вариант2.

1.Какая сила удерживает искусственный спутник Земли при его движении по орбите вокруг Земли?

2.Земля притягивает человека. А притягивает ли человек Землю? С какой силой?

Вариант3

1.Какая сила вызывает течение рек?

2.Имеются два бруска, изготовленных из разных материалов(допустим, дерево и сталь). На оба бруска действует одинаковая сила тяжести. Объем какого бруска больше?

Вариант 4.

1.Что называют всемирным тяготением?

2.Какое тело(брусок из меди или такой же по размерам брусок из алюминия) труднее оторвать от земли? Почему?

II. Обсуждение ответов.

4. Изучение нового материала

I.Контрольные вопросы:

1.Какую силу называют силой упругости?

2.Что такое деформация?

3.Какие бывают деформации?

4.Какой физической величиной характеризуют деформацию?

5.О чем говорит закон Гука?

II. Учитель: Сила тяжести, которая действует на тела, никогда не исчезает. Но это не всегда приводит к движению тел. Брусок лежит на столе, снег лежит на крыше, шарик висит на нити — все это подтверждает наше утверждение.

Демонстрация: Положим линейку на два бруска. На линейку ставим тело.

Вопрос: Почему прогибается линейка?

А почему через некоторое время прогиб останавливается?

Демонстрация: Подвесим груз к закрепленной пружине.

Вопрос: Почему растягивается пружина?

А почему через некоторое время растяжение останавливается?

Должна быть другая сила, которая равна по величине силе тяжести, но направлена противоположно ей.

Эту силу принято называть силой упругости F .

Сила упругости  возникает при  деформации тел.

Деформация — изменение формы или размеров тела под действием внешних сил.

Причину возникновения сил упругости можно объяснить изменением межмолекулярных сил в результате деформации тела и изменения расстояний между молекулами:

-        растянули пружину - расстояние между молекулами увеличилось,

силы притяжения между молекулами тоже увеличились, и пружина

стремится сжаться;

—        сжали пружину — расстояние между молекулами уменьшилось, увеличились силы взаимного отталкивания между молекулами, и пружина

стремится вернуть прежнюю форму

III. Демонстрация :

На примере действия прибора для деформации  показать виды деформации. Это — деформация изгиба, сгиба, кручения, сжатия и растяжения.

Учитель: Очень многие ученые занимались изучением деформации, но только английскому ученому Гуку удалось установить закон для упругих деформаций. В 1660 г. установил закон, названный его именем.

Давайте и мы опытно попробуем установить, от чего зависит сила упругости.

IV. Фронтальный эксперимент

1. Подвесим к пружине (специально выбирается пружина жёсткостью 100 Н/м) груз создающий силу 1 Н.
2. Что произошло с пружиной?
3.  Обозначим удлинение х и занесём измерения в таблицу. (Таблица заготовлена на доске)

2. Увеличим силу в 2 раза – 2 груза. Каково теперь изменение длины? Что произошло?

3. Увеличим силу в 3 раза. Какое теперь удлинение? Что можно о нём сказать?

Что за зависимость, при которой одна величина увеличивается в несколько раз и другая, зависящая от неё, также увеличивается во столько же раз?

Математически эту зависимость можно записать так: F = kx, где k – коэффициент жёсткости пружины, зависящий от формы, размеров и материала, x – изменение длины – удлинение.

Закон Гука. Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна величине деформации (х) и направлена в сторону противоположную перемещению частиц тела при деформации.

Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после снятия нагрузки, называется упругой.

Упругие деформации также нашли широкое применение. Это — спортивные луки, батуты, различные пружины.

В связи с изучением закона Гука интересен такой случай во время Великой Отечественной Войны. При отражении одной из контратак был подбит немецкий бронетранспортёр и наши бойцы нашли в нём 60 резиновых жгутов. Принесли их в командный пункт и сообразили сделать из них такое оружие. Вырезали из берёзовых прутьев рогатки, только в них заправляли не камни, а гранату – лимонку, которая летела примерно на 150 м. (Хороший гранатомётчик – 45 м). Было изготовлено 52 рогатки. Во время наступления гитлеровцев на них полетели 52 гранаты. Фашисты переполошились, а наши солдаты пошли в контратаку и отбросили противника. Этот пример говорит о том, что в жесткой борьбе с врагами нужны были наряду с храбростью знания, умелое и своевременное их использование, проявление находчивости и изобретательности.

5.Закрепление.

I.Работа в группах

1)Используя план –памятку рассказать о силе .

2) На шар в положениях 2, 3, 4, 5 действует сила упругости со стороны пружины. Покажите эти силы в масштабе (приблизительно). Учтите, что в положении 1 ось пружины не деформирована. Обратите внимание на ось координат и ее начало.

3) Расставьте силы упругости при следующих взаимодействиях:

4) Определение жесткости пружины:

II. Обсуждение решения задач.

III.Обсуждение контрольных вопросов;

     Используя план –памятку рассказать о силе .

6.Физкультминутка

7. Проверка усвоения темы.

I.Проверка решения задач у доски по 1 учащемуся от группы.

II.Тестирование:

1. Сила — причина …

A. … только изменения скорости тела.

Б. … только деформации тела.

B. … изменения скорости и деформации тела.

Г. … движения тела.

2. Деформацией называется …

A. … изменение формы тела.

Б. … изменение размеров тела.

B. … изменение формы или размера тела.

Г. … изменение формы и размера тела.

3.К деформациям относятся…

А.Изгиб тела.

Б.Растяжение тела.

В.Кручение тела.

Г. Варианты А, Б, В.

4. Силой упругости называют силу …

A. … с которой Земля притягивает к себе тела.

Б. … действующую на тело со стороны деформированной опоры и направленную против деформирующей силы.

B. … с которой тело вследствие земного притяжения действует на опору или подвес.

Г. … возникающую при движении одного тела по поверхности другого и направленную в сторону, противоположную движению.

5. Точка приложения силы упругости расположена …

А. … в центре тела.

Б. … в точке контакта двух тел.

В. … в точке действия внешней силы.

Г. … в любом месте тела.

6. Сила упругости всегда направлена …

A. … противоположно движению тела.

Б. … противоположно деформирующей силе.

B. … вертикально вниз.

Г. … влево или вправо.

7. Сила упругости зависит от …

A. … смещения частей тела.

Б. … шероховатости поверхностей.

B. … жесткости тела.

Г. … от смещения частей тела, жесткости тела.

8.  Чему равна сила упругости , возникающая при деформации пружины, если она удлинилась на 2 см. Жесткость пружины 40Н\м.

A. 0,8 Н.

Б. 80 Н.

B. 8 Н.

Г. Среди ответов А — В нет правильного.

Семь выполненных заданий — отметка «4» (7 баллов),

8 выполненных заданий — отметка «5» (8 баллов).

8. Итоги урока.

 Домашнее задание:§25; вопросы к параграфу