Сила упругости
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Тема урока: «Сила упругости»  7 класс

Цели:

Образовательные: 

• сформировать у учащихся более глубокие  представления учащихся о силе упругости, выяснить её природу, провести исследования зависимости силы упругости от различных факторов;
• экспериментальным путём  установить  зависимость  деформации тела от различных факторов, проверить в каких случаях и при каких деформациях выполняется закон Гука;
• научить учащихся решать задачи связанные с реальными ситуациями из повседневной жизни, уметь находить правильные решения в различных жизненных ситуациях, экспериментально решать предложенную задачу, умение анализировать полученные результаты.

Развивающие: 

• способствовать развитию речи, логического мышления, трудоспособности, умения применять полученные знания в нестандартных ситуациях,
• развивать творческие способности, интерес к исследованию результатов полученных в результате эксперимента.  

Воспитательные: 

• сформировать коммуникативные навыки работы в процессе коллективной деятельности;
• способствовать развитию чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач;
• воспитать активную позицию учащихся в учебном процессе и умение добиваться поставленной цели.

Метод: кейс-метод, проблемный, исследовательский.

Межпредметные связи: информатика, литература, география.

Приборы: деревянная линейка, динамометр, набор грузов, пружины разной жёсткости, штатив с лапкой и муфтой.

Ход урока:

 Постановка проблемы:

Учитель:

В реальном мире без сомнения

Не обойтись без тяготения.

Земля притягивает нас

Не отпуская ни на час.

Но почему, в обычной жизни

Лежат тетради на столе,

Сидим на стуле мы спокойно,

Что не пускает нас к земле?

Вопрос:  Почему мы можем спокойно сидеть на стульях? Что не пускает нас к земле и препятствует силе тяжести?

(Идет обсуждение,  в ходе которого учащиеся высказывают разные мнения и делается вывод, что причиной всего этого является сила упругости.)

Учитель: Тема нашего урока “Сила упругости”. (Слайд № 1)

Цель: 1) Исследовать факторы, от которых зависит сила упругости;

           2) Выяснить, какую роль играет сила упругости в нашей жизни. (Слайд № 2)

Учитель: Чтобы ответить на данные вопросы, давайте с вами попутешествуем. Путешествовать мы будем не одни, а с одним из героев известного нам мультфильма капитаном Врунгелем.

 (На экране появляется картина). (Слайд № 3)

За свою жизнь капитан попадал в различные интересные ситуации. И о своих приключениях  он делал заметки  в своём  дневнике. Я предлагаю вам попутешествовать по страницам его дневника:

«Как-то довелось мне перевозить фрукты из экваториальной Африки в страны европейского континента. Погрузку фруктов я доверил старшему помощнику Лому и матросу Фуксу. Они загрузили в один контейнер сначала бананы, потом киви, а затем ананасы. Когда мы приплыли в Европу, то увидели, что большая часть бананов и киви пришла в негодность. Некоторые из них приобрели непонятную форму, а некоторые, вообще, развалились.» (Слайд № 4)

Вопрос: Почему фрукты приобрели непонятную форму? Что с ними произошло?              

 ( Учащиеся выдвигают гипотезы, в ходе которой выясняется, что фрукты изменили свою форму и объём в результате деформации.)

Учитель: Давайте с вами попытаемся выяснить, от чего же зависит деформация в различных ситуациях? Для этого мы с вами проведём небольшое исследование. (Класс делится на две группы. Каждая группа получает карточку с заданием и необходимый комплект оборудования).

Группа №1.

Изучение зависимости деформации тела от величины деформирующей силы. (Слайд№5)

Цель: Экспериментально проверить, как деформация зависит от величины деформирующей силы.

Приборы и материалы: I) динамометр; 2) измерительная линейка; 3) набор грузов; 4) пенал; 5) стержень штатива с муфтой и лапкой.

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений:

2. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

3. Закрепите динамометр вертикально в лапке штатива.

4. С помощью измерительной линейки измерьте первоначальную длину пружины.

5. Подвесьте к крючку динамометра груз.

7. С помощью динамометра измерьте величину деформирующей силы.

8. Измерьте длину пружины после действия деформирующей силы.

9.  По формуле Δl= l- l0 вычислите удлинение пружины.

10. Результаты запишите в таблицу.

11. Аналогичный эксперимент проделайте двумя и тремя грузами.

11 . Создайте презентацию с помощью программы PowerPoint и все данные из таблицы перенесите в созданную вами презентацию.

12. Ответьте на вопросы:

1) Как деформация пружины зависит от величины деформирующей силы.

2) Что может произойти с пружиной, если мы будем дальше увеличивать нагрузку.

Группа №2.

Изучение зависимости деформации тела от материала, из которого изготовлено тело.   (Слайд№6)

Цель: Экспериментально проверить, как деформация зависит от материала, из которого изготовлено тело.

Приборы и материалы: I) динамометр; 2) измерительная линейка; 3) набор грузов; 4) пенал; 5) стержень штатива с муфтой и лапкой, 6) пружины из разного материала.

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений:

2. Закрепите пружину в лапке штатива.

3. С помощью измерительной линейки измерьте первоначальную длину пружины.

4. Подвесьте к крючку пружины груз.

5. Измерьте длину пружины после действия деформирующей силы.

6.  По формуле Δl= l- l0 вычислите удлинение пружины.

7. Результаты запишите в таблицу.

8. Аналогичный эксперимент проделайте, используя разные пружины, но при этом величину нагрузки оставить неизменной.

9 . Создайте презентацию с помощью программы PowerPoint и все данные из таблицы перенесите в созданную вами презентацию.

10. Ответьте на вопросы:

       1) Зависит ли деформация от материала, из которого изготовлено тело?

       2) Будет ли  меняться деформация пружины, если мы будем подвешивать к пружине     грузы из разного материала, но одинаковой массы?

( Каждая группа самостоятельно выполняет работу, проводит исследование, результаты заносит в таблицу. Потом один из учащихся на компьютере создаёт презентацию и переносит туда  результаты исследования. Затем сохраняет презентацию в папку, которую укажет учитель. После того, как работа будет полностью выполнена, происходит подведение итогов. Каждая группа рассказывает о результатах своих исследований, которые отображаются с помощью интерактивной доски, а также отвечают на предложенные вопросы).

Учитель: Как свидетельствуют станицы из дневника, приключения с фруктами ещё не закончились. Давайте посмотрим, что произошло дальше: 

«Наши приключения с перевозкой фруктов не закончились после разгрузки. Мы увидели, что доски в трюме под контейнером сильно прогнулись. Но, когда мы выгрузили фрукты, они выпрямились и пришли в исходное положение. Нас очень заинтересовала эта ситуация. Что заставило доски придти в исходное положение?» (Слайд№7)

Учитель: Почему так произошло? Что заставило доски вернуться в исходное положение?                                                                                                                                       ( Учащиеся отвечают, что причиной является сила упругости, которая возникает при деформации тел и стремиться вернуть тело в первоначальное положение).

Учитель: Капитана Врунгеля заинтересовала данная ситуация и он решил сам поэкспериментировать. Давайте посмотрим, как он это сделал:

« Я взял две одинаковые тонкие деревянные дощечки и положил их на одинаковые деревянные бруски. Затем взял ананас и положил на одну из них. Дощечка, на которой лежал ананас прогнулась. Потом я убрал ананас, дощечка вернулась в первоначальное состояние. Меня заинтересовал вопрос: почему дощечка сначала прогнулась, а затем вернулась в первоначальное положение? Что явилось причиной таких изменений?» (Слайд№8)

( Учащиеся объясняют, что причиной изменение сил, действующих на дощечку. Сначала под действием силы тяжести ананас начал двигаться вниз и прогнул дощечку, т.е. дощечка деформировалась. При этом возникла сила упругости, которая направлена противоположно силе тяжести. В тот момент, когда сила упругости стала равной силе тяжести, дощечка и ананас остановились. Когда капитан убрал ананас, то сила упругости вернула дощечку в первоначальное положение. Затем учащиеся с помощью стилуса изображают на интерактивной доске силы, действующие на ананас и дощечку).

Учитель: Ещё одна удивительная история произошла с капитаном Врунгелем, когда он гулял в тропическом лесу Центральной Африки. На него напали непонятные мухи. Давайте посмотрим, что это за мухи и поможем капитану разобраться в данной ситуации.                                                                                                                                        ( С помощью эффектов анимации на капитана вылетают различные физические величины. Учащиеся должны определить, что это за физические величины и выбрать те, от которых зависит сила упругости). (Слайд№9)

Учитель: Капитан Врунгель поймал нужные ему величины и попытался сложить с помощью них правильную формулу. Посмотрите, что получилось:

Какую из этих формул капитан сложил правильно? (Слайд№10)                                          ( Учащиеся выдвигают свои варианты правильности формулы, а затем происходит проверка правильного результата).

Учитель: Теперь давайте с вами немного отдохнем и представим, что мы тоже путешествуем с вами вместе с капитанов Врунгелем.                                                          ( Под медленную музыку проводится физкультминутка и делается зарядка для глаз). (Слайд№11) 

 Учитель: Капитан Врунгель являлся большим поклонником рыбной ловли. Поэтому практически во всех уголках мира, в которых побывал капитан Врунгель, он занимался своим любимым делом. Давайте посмотрим некоторые из случаев, которые произошли на рыбалке и постараемся решить предложенные задачи.                         (Каждой группе учащихся даётся карточка с задачей. Учащиеся должны решить данную задачу,  на доске воспроизвести ход решения и проанализировать полученный результат).

Группа №1.

Запись из дневника капитана:

«Однажды, плавая вдоль побережья Занзибара, я пытался поймать кальмара  массой около 3 т. Мне пришлось выдержать нелёгкий трёхчасовой бой».

Вопрос: смог ли поднять капитан кальмара на тросе, изготовленном из стали жёсткостью 10 кН/м? Максимальная сила, которую выдерживает трос, равна 18 кН. (Слайд№12)

Группа №2.

Запись из дневника капитана:

«Прошлым летом мне удалась отличная рыбалка. Я поймал замшелых щук, достигавших 1,5 м и массой 50 кг, осетров длиной 2,6 м и массой 128 кг и сомов до 5 метров массой 300кг».

Вопрос: насколько удлинилась капроновая нить при подъёме сома, коэффициент жёсткости которой равен 15 кН/м, при равномерном поднятии. (Слайд№13)

Учитель: Давайте теперь мы с вами посмотрим те места, в которых приходилось бывать капитану Врунгелю и попытаемся увидеть, где и как в разных ситуациях проявляет себя сила упругости.

( Учащиеся смотрят на предложенные, на экране картинки и находят на этих картинках проявление силы упругости). (Слайд№14)

Учитель: К сожалению, наше путешествие вместе с капитаном Врунгелем подходит к концу. Давайте ещё раз вспомним основные моменты нашего путешествия. Что мы выяснили про силу упругости в процессе нашего путешествия? Как возникает? От чего зависит? Какую роль играет в нашей жизни?

( Учащиеся вспоминают основные моменты путешествия. Отвечают на поставленные учителем вопросы. И делают вывод: какую роль играет сила упругости в нашем мире. Всё обсуждение происходит под медленную прощальную музыку ). (Слайд №15)

Домашнее задание

Пользуясь материалом учебника и дополнительной литературой, заполните таблицу.

(Слайд №16)

Список использованной литературы

1. Пёрышкин А.В., 7 класс– М.: «Дрофа», 2009 г.

 2.Громов С.В., Родина Н.А.,Физика 7 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: «Просвещение», 1999 г.

3. Семке А.И.  «Нестандартные задачи по физике».- Ярославль: Академия развития, 2007 г.

4. Иванов А.С., Проказа А.Г. " Мир механики и техники ", Просвещение, 1993 г. 

Использованные материалы и Интернет-ресурсы

http://ru.wikipedia.org/wiki

http://class-fizika.narod.ru/7_class.htm

http://www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/dyn/dyn10.html

http://images.yandex.ru