Конспект по физике "Градуирование пружины и измерение сил динамометром"

Конспект урока по физике

Лабораторная работа. Тема «Градуирование пружины и измерение сил динамометром»

Учитель физики МКОУ «Гимназия № 2 им. А.М. Сайтиева» Астамирова Танзила Руслановна

Цель: Ознакомить учащихся с принципами градуирования пружины и измерения силы с помощью динамометра, а также развить практические навыки работы с физическими приборами.

Задачи:

Образовательные задачи:

- Изучить принцип работы динамометра и закон Гука.

- Научить учащихся проводить измерения силы с помощью динамометра и анализировать полученные данные.

- Ознакомить с методами градуирования пружины и построения графиков.

Развивающие задачи:

- Развивать аналитическое и критическое мышление через анализ экспериментальных данных.

- Формировать навыки работы в группе, включая сотрудничество и обсуждение результатов.

 Воспитательные задачи:

- Воспитывать интерес к физике и научным исследованиям.

- Сформировать уважение к точности измерений и научным методам.

1.      Эмоциональный настрой.

Учитель: Здравствуйте, ребята. Сегодня мы с вами погрузимся в увлекательный мир физики и проведем лабораторную работу, которая поможет нам лучше понять, как измерять силу с помощью динамометра и как градуировать пружину.

Вы когда-нибудь задумывались, как можно измерить силу, которая действует на предмет? Например, когда мы тянем за собой тяжелую коробку или поднимаем что-то весомое. Для этого существует специальный инструмент — динамометр. Он позволяет нам визуально увидеть, как изменяется длина пружины под действием силы.

На нашем уроке мы не только познакомимся с тем, как работает динамометр, но и сами проведем эксперименты! Мы будем использовать грузики разной массы и измерять, как они влияют на удлинение пружины. Это даст нам возможность понять закон Гука, который гласит, что сила, действующая на пружину, прямо пропорциональна её удлинению.

Работая в группах, вы сможете обмениваться идеями и помогать друг другу, что сделает процесс обучения более интересным и увлекательным. Не бойтесь задавать вопросы и делиться своими мыслями. Давайте начнем нашу работу и откроем для себя удивительный мир физических явлений! Готовы? Тогда вперед!

2.                  Теоретическая часть.

Учитель: Итак, ребята, давайте углубимся в теорию, прежде чем начнем наши эксперименты. Мы поговорим о том, что такое сила, как мы можем её измерять и как работает динамометр.

Что такое сила?

Сила - это векторная величина, которая описывает взаимодействие между телами. Она может изменять состояние покоя или движения объекта. Сила измеряется в ньютонах (Н). Например, когда вы толкаете или тянете предмет, вы применяете силу.

Закон Гука.

Теперь давайте поговорим о законе Гука. Он описывает, как пружина реагирует на приложенную к ней силу. Закон Гука гласит:

F=k⋅xF=k⋅x

- F — это сила, приложенная к пружине (в ньютонах),

- k — жесткость пружины (константа, которая зависит от материала и конструкции пружины),

- x — удлинение пружины (в метрах).

Это означает, что если вы увеличите силу, приложенную к пружине, её удлинение также увеличится. Важно помнить, что этот закон работает только в пределах упругой деформации, то есть до тех пор, пока пружина не будет повреждена.

Динамометр.

Теперь давайте перейдем к динамометру. Динамометр — это прибор, который измеряет силу, действующую на пружину. Он состоит из пружины, прикрепленной к шкале. Когда вы подвешиваете грузик, пружина растягивается, и мы можем видеть, какое значение силы показывается на шкале.

- Как это работает? Когда вы прикрепляете грузик к динамометру, он тянет пружину вниз. Удлинение пружины пропорционально весу грузика, поэтому, смотря на шкалу, мы можем определить, какая сила действует на пружину.

Практическое применение.

Зачем нам это нужно? Понимание силы и её измерение важно в различных областях: от инженерии до медицины. Например, в строительстве мы должны знать, какую нагрузку могут выдержать конструкции, а в медицине — как правильно измерять силу, необходимую для реабилитации пациентов.

Вопросы для обсуждения.

Перед тем как мы начнем экспериментировать, есть ли у вас вопросы о том, что такое сила, как работает закон Гука или динамометр? Не стесняйтесь задавать! Это поможет нам лучше понять материал и подготовиться к практической части.

3.                  Практическая часть.

Учитель: Итак, ребята! Теперь, когда мы обсудили теорию, пришло время перейти к практической части нашего урока. Это будет увлекательная возможность применить наши знания на практике и увидеть, как работает закон Гука в действии!

Перед тем как мы начнем, давайте определим цели нашей практической работы:

- Измерить силу, действующую на пружину, с помощью динамометра.

- Наблюдать, как удлинение пружины зависит от приложенной силы.

- Подтвердить закон Гука на практике.

Оборудование

Для выполнения эксперимента нам понадобятся:

- Динамометры (по одному на каждую группу)

- Грузики разной массы (например, 100 г, 200 г, 300 г и т.д.)

- Линейки или сантиметровые ленты для измерения удлинения пружины

- Блокнот и ручка для записи результатов

Часть эксперимента мы проведём с помощью интерактивной лаборатории (ссылка https://efizika.ru/html5/38/index.html ).

Рис. 1. Интерактивная лаборатория, эксперимент «Градуирование пружин и измерение сил динамометром»

Процедура эксперимента

Теперь давайте разберем, как мы будем проводить эксперимент:

1. Подготовка динамометра: Убедитесь, что динамометр находится в вертикальном положении и готов к использованию. Проверьте, что шкала читается правильно.

2. Измерение начального состояния: Перед тем как повесить грузик, измерьте начальную длину пружины. Запишите это значение.

3. Добавление грузиков: Начните с самого легкого грузика (например, 100 г). Повесьте его на динамометр и дождитесь, пока пружина стабилизируется.

4. Запись данных: Запишите показания динамометра (в ньютонах) и измерьте, насколько удлинилась пружина (разница между начальной длиной и длиной с грузиком).

5. Повторение эксперимента: Повторите шаги 3 и 4 для каждого грузика, увеличивая массу. Убедитесь, что вы записываете все данные аккуратно.

6. Обсуждение результатов: После того как все группы завершат свои измерения, соберемся вместе и обсудим, что мы узнали. Сравните результаты между группами и попытайтесь найти закономерности.

Анализ данных

После завершения эксперимента у вас будет таблица с данными. Давайте проанализируем их:

- Постройте график зависимости силы от удлинения пружины. По оси X отложите удлинение (в метрах), а по оси Y — силу (в ньютонах).

- Посмотрите, насколько линейной получается зависимость. Это поможет нам подтвердить, что закон Гука работает в нашем эксперименте.

4.                  Заключение.

Прежде всего, давайте вспомним, что мы делали на практике:

- Мы измеряли силу, действующую на пружину, с помощью динамометра.

- Наблюдали, как удлинение пружины зависит от приложенной силы.

- Подтвердили закон Гука, построив график зависимости силы от удлинения.

Вопросы для обсуждения:

- Какие результаты вас удивили?

- Как вы думаете, почему в некоторых случаях пружина могла не подчиняться закону Гука? Это может происходить, если пружина была слишком сильно растянута или повреждена.

Подведение итогов

Теперь давайте подведем итоги нашего урока:

- Мы узнали, что сила — это векторная величина, которая может изменять движение объектов.

- Закон Гука показал нам, как сила и удлинение пружины связаны друг с другом.

- Мы научились использовать динамометр и проводить эксперименты, собирая и анализируя данные.

Применение знаний

Важно помнить, что знания, которые мы приобрели сегодня, могут быть полезны не только в классе, но и в реальной жизни. Например:

- В инженерии и строительстве важно понимать, как конструкции выдерживают нагрузки.

- В медицине это знание может помочь в реабилитации, когда необходимо правильно измерять силу для восстановления.

5.                  5. Рефлексия (5 минут)

Теперь у меня к вам вопрос: что нового вы узнали сегодня? Как вы думаете, как это знание может помочь вам в будущем?

Задание на дом: Напишите небольшое эссе (1-2 страницы) о том, как вы могли бы применить знания о силе и законе Гука в своей жизни. Это может быть связано с вашим хобби, будущей профессией или даже повседневными задачами.

Скачано с www.znanio.ru