Конспект урока по физике "Сила упругости. Закон Гука". 7 класс

Тема: Сила упругости. Закон Гука.

Межпредметные связи: с математикой (функция у = кх, построение и чтение графиков линейных функций)

Цель урока: Сформулировать первоначальные представления о силе упругости. Выявить природу силы упругости. Сформулировать закон Гука.

Задачи:

·                     Обеспечить усвоение знаний о понятии силы упругости;

·                     Формировать умение, применяя закон Гука, решать задачи и упражнения.

Планируемые результаты обучения:

Общие предметные: научатся понимать смысл закона Гука, раскрывающего связь между удлинением (растяжением или сжатием) и силой упругости; пользоваться методами научного познания (наблюдение, сравнение, измерение), 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.

Частные предметные: научатся понимать и объяснять явление деформации тела, понимать смысл закона Гука, измерять силу упругости, владеть экспериментальными методами исследования зависимости удлинения пружины от приложенной силы, изображать графически, показывать точку приложения и направления.

Метапредметные:

Познавательные – управлять своей познавательной и учебной деятельностью посредством постановки целей; анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы.

Регулятивные – самостоятельно формулировать познавательную задачу; осознавать качество и уровень усвоения учебного материала.

Коммуникативные – организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.

Личностные: формирование самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений; развитие культуры умственного труда.

 

Учебно-методическое обеспечение: учебник Перышкин А.В. Физика 7 кл.: Учеб. для общеобраз. учеб. заведений. М: Дрофа, 2014

Время реализации занятия: 45 минут

Необходимое оборудование и материалы для занятия:

- интерактивная доска;

- мультимедиа проектор;

- компьютер;

- компьютерная презентация урока

·                     для демонстрационного эксперимента:

- прибор для демонстрации видов деформаций;

- пружины различной жесткости;

- набор грузов;

- штатив с муфтой;

- демонстрационный метр;

·                     для фронтального эксперимента учащихся на каждый стол:

- динамометр;

- набор грузов;

- инструкция по проведению эксперимента.

 

Технологии:

·                     личностно-ориентированный подход;

·                     углубленный деятельностный подход, формирование не только знаний, но и умений и навыков, смещение акцента с деятельного учителя на деятельного ученика;

·                     развитие самостоятельности обучающихся, формирование умений создавать новое знание, принимать решения, выработка навыков поисково-исследовательской деятельности.

Методы обучения:

1.                 Словесные (рассказ, беседа);

2.                 Наглядные (метод иллюстраций – презентация, метод демонстраций – демонстрация опытов);

3.                 Практические (фронтальный эксперимент, решение задач различных типов).

 

Ход занятия

1.                 Организационный момент:

 

Учитель: Добрые день, ребята!

«Познать законы природы – наша цель!». Их вы изучаете и исследуете каждый раз на уроках физики. Физика любит удивлять вас, любит, чтобы вы наблюдали и думали, получали научные знания об окружающем нас мире с помощью Его Величества «Эксперимента». И тогда наверняка никто не забудет про нее.

 

2.                 Актуализация знаний и жизненного опыта обучающихся. Постановка учебной проблемы.

Учитель: А сейчас, непосредственно, приступим к проверке домашнего задания.

Фронтальный опрос:

 

·         Что же такое сила? Каковы единицы силы?

·         Что может произойти с телом, на которое действует сила?

·         Что является причиной падения всех тел на Землю?

·         Какую силу называют силой тяжести?

·         В чем причина ее возникновения?

·         Как зависит сила тяжести от массы тела?

 

Организация решения трудного задания:

 

Учитель: Добрые На столе лежат два яблока. Масса одного яблока 100 г, а другого – в два раза меньше. Сравните силы тяжести, действующие на эти яблоки.

Ученик: Поскольку сила тяжести прямо пропорциональна массе тела, то на яблоко массой в два раза меньше действует и сила тяжести, в два раза меньшая.

Учитель: Сегодня мы продолжим знакомство с понятием сил в природе, познакомимся с ещё одним видом силы. С помощью эксперимента установим, от каких величин она зависит и как возникает. А также будем продолжать расширение своего кругозора в области физики.

 

3.                 Первичное восприятие и осознание обучающими нового материала.

Учитель: Хорошо! Это мы повторили, вспомнили, о чём начали говорить на прошлом уроке. Давайте вспомним, как будут двигаться тела под действием силы тяжести?

 

Ученик: падать на землю.

Демонстрация: груз подвешиваем к пружине, книга лежит на столе.             

Учитель: Но почему же тогда книга, лежащая на столе, или груз, подвешенный к пружине, не падают?

Ученик: значит действует еще какая то сила.

Вывод: Кроме силы тяжести, направленной вниз, на тела действует еще какая-то сила, направленная вверх.

Учитель: Как же возникла эта сила? Что происходит с пружиной, когда к ней подвешивают тело?

Ученик: деформируется.

Учитель: Тела деформируются, увеличиваются или уменьшаются расстояния между молекулами тела, следовательно, увеличиваются силы притяжения или отталкивания между молекулами вещества.

Если исчезает деформация, то тело принимает свою исходную форму.

Демонстрация: груз снять с пружины.

Вывод: Значит, эта сила возвращает тело в исходное состояние. Эта сила называется силой упругости.

4.     Сообщение темы. Постановка цели и задач урока.

Учитель: Открываем свои рабочие тетради, записываем на полях число и тему урока “Сила упругости. Закон Гука”.

Учитель:

ü  Внимательно прочитайте тему урока.

ü  Что от вас ожидается сегодня на уроке?

ü  Чему нужно научиться? Какие цели и задачи вы бы предложили?

 

Ученик:

ü  усвоить суть понятия «сила упругости»;

ü  изучить закон Гука;

ü  научиться решать задания, используя закон Гука.

 

5.     Изучение нового материала.
Учитель:

 Дадим определение новой физической величине:

Определение:

 Сила упругости – это сила, возникающая при деформации тела и стремящаяся вернуть тело в исходное состояние.

Обозначение: F_упр.

Единицы измерения: Н (ньютон)

Точка приложения: Приложена к телу в месте соприкосновения двух тел.

Учитель: Как определить направление силы упругости?

Ученик: Выяснить, в какую сторону смещаются частицы вещества. В противоположную сторону будет направлена сила упругости, т.к. она возвращает тело в исходное состояние.

Предлагает выполнить задание.

Учитель: Покажите на чертеже стрелки, указывающие направление силы упругости, действующей на тело.

Учитель: Точку приложения и направление силы упругости мы выяснили. Теперь необходимо определить модуль силы упругости.

Возьмите большие листы и подпишите на них свою фамилию. (Приложение к уроку)

Учитель: Как называется измерительный прибор, который закреплен в штативе?

Ученик: динамометр.

Учитель: Каково его назначение?

Ученик: прибор для измерения силы.

Учитель: Подвесьте к динамометру груз. Что произошло с пружиной?

Ученик: пружина деформировалась. Следовательно, возникла сила упругости. Пружина растягивалась до тех пор, пока сила упругости не уравновесила силу тяжести. Динамометром можно измерять и силу упругости.

Учитель: Как найти удлинение пружины?

Обозначим через l₀ начальную длину пружины, через l – ее конечную длину. Δl = l - l₀. Δl можно измерить линейкой.

 

 

Организация проведения исследовательского эксперимента.

Выясним с помощью эксперимента, как зависит сила упругости от удлинения пружины.

Определите цену деления ваших измерительных приборов (динамометра и линейки). Проведите исследование. Указания к работе есть в ваших листах (инструкция к эксперименту дана в приложении).

Сила упругости прямо пропорциональна изменению длины пружины.

Запишем эту зависимость: у = кх.

F_упр. = к Δl – Модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо пропорционален изменению длины тела.

Эту зависимость впервые установил в 1667г. английский ученый Р.Гук, поэтому закон носит его имя.

к – коэффициент пропорциональности, он называется жесткостью тела.

Различные тела имеют разную жесткость. Большую жесткость имеют тела, у которых деформация мала.

Жесткость зависит от: формы, размеров и вещества, из которого это тело изготовлено. Жесткость измеряется в Н/м.

Мы рассмотрели только два вида деформаций – растяжение и сжатие.

Но бывают и другие виды: кручение, изгиб, сдвиг.

Демонстрация: (показать различные виды деформаций с помощью прибора)

6. Физкультминутка

 Обучающимся предлагается встать со своих мест, и, закрепляя виды деформаций, показать с помощью своего тела все 5 видов деформаций:

·                   растяжение;

Учитель: Данный вид деформации испытывают тросы, канаты, цепи, стяжки между вагонами.

·                   Сжатие;

 

Учитель: Данный вид деформации испытывают опоры мостов, фундаменты строений, материалы, подвергающиеся прессованию и т.д.

 

·                   Сдвиг;

Учитель: Деформации сдвига подвержены все балки в местах опор, заклепки и болты скрепляющие детали ит. Д. сдвиг на большие углы приводит к срезу. Срез происходит при работе ножниц, зубьев пилы…

 

·                    Кручение;

 

Учитель: Деформация кручения возникает при скачивании изделий и деталей.

 

·                    Изгиб.

Учитель: Деформации изгиба возникают при пригибании опоры. Чем больше прогибается опора, тем больше сила упругости.

 

6.                 Продолжение изучения нового материала.

Упругая  деформация – если после прекращения действия силы, тело возвращается в исходное состояние.

 Границы применимости закона Гука:

Закон  Гука справедлив только при малых упругих деформациях.

7.     Закрепление полученных знаний:

 

1.     По графику зависимости F_упр (Δl) определите жесткость пружины динамометра.

 

 

2.    

 

3. Пружина имеет жесткость 100Н/м. Под действием некоторой силы она удлинилась на 10 см. Определите возникшую силу упругости. (100Н)

6. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Учитель побуждает обучающихся к размышлению над вопросами:

·        Как бы я оценил свой результат решения заданий на уроке?

·        Какие задания вызвали у меня наибольшие затруднения?

·        Каких знаний у меня не хватает для решения всех заданий?

·        Какое домашнее задание я бы себе задал?