Урок по физике «Сила упругости. Закон Гука» 7 кл

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Русановская средняя общеобразовательная школа

Урок по физике

Сила упругости. Закон Гука.

7 класс

Разработала

Ковалева Т.Т.

учитель физики

2021-2022 уч.г.

Тема урока: « Сила упругости. Закон Гука »

Цель: выяснить природу силы упругости, рассмотреть примеры возникновения сил упругости, выяснить что такое деформация и рассмотреть ее виды. Познакомить учащихся с законом Гука, выяснить для каких деформаций справедлив закон Гука. Рассмотреть примеры практического применения закона Гука.

Задачи: способствовать формированию понятий деформации, рассмотреть виды деформаций, встречающихся в природе и в технике, сформулировать закон Гука, обеспечить усвоение и закрепление нового материала.

Развивающая: продолжить формирование положительных мотивов учения,

развивать самостоятельность при наблюдении эксперимента, научить применять полученные знания на практике, развивать умение выделять главное, существенное, сопоставлять виды деформаций между собой на основе моделей, делать выводы, развивать познавательный интерес. формировать умения самостоятельно сравнивать, обобщать, абстрагировать и оформлять в письменной и устной форме результаты наблюдений.

Воспитательная: воспитывать ответственное отношение к учебному труду, продолжить формирование представлений о связи природы и духовности мира человека, учить находить и воспринимать прекрасное в природе и трудовой деятельности, готовить к сознательному выбору профессии воспитывать познавательный интерес к изучаемому предмету, любознательность, активность, воспитывать патриотизм (на примере жизни и деятельности И. Кулибина).

Образовательные результаты:

Предметные:

Факт:

Возникновение силы при деформации тела.

Понятия:

-деформация,

-сила упругости.

Эмпирический закон:

Закон Гука

Умения:

-графически изображать силу упругости, показывать точку приложения и направление ее действия;

-объяснять причину возникновения силы упругости;

-приводить примеры видов деформации, встречающихся в быту;

-экспериментальные умения (умение планировать эксперимент по исследованию зависимости силы упругости от величины деформации, измерять силу с помощью динамометра, строить таблицы и графики);

-умения работать с учебником (излагать содержание закона Гука по соответствующему плану);

-умение решать задачи-упражнения на основе использования понятия силы упругости, закона Гука.

Метапредметные :

Коммуникативные:

-формирование умений работать в парах, группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды, убеждения;

-развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;

-воспитание сдержанности, культуры взаимоотношений в процессе восприятия ответов других учеников на вопросы учителя и в процессе беседы.

Познавательные:

-понимание различий между фактами и гипотезами для их объяснения, овладение универсальными учебными действиями на примерах

экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез;

-формирование умения выделять главное, находить закономерность;

-умение осуществлять анализ с выделением существенных и несущественных признаков, устанавливать причинно-следственные связи;

-развитие внимания в ходе проведения эксперимента и при устном ответе одноклассника.

Регулятивные:

-овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий.

Личностные: Самоопределение:

-рефлексивная самооценка учебной деятельности

Смыслообразование:

-мотивация образовательной деятельности на основе демонстраций;

-самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений

Нравственно-этическое оценивание:

-формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий, результатам обучения. Технологии обучения или элементы технологий: технологии коллективной мыслительной деятельности; активные методы обучения; проблемное обучение.

Средства обучения, дидактическое обеспечение урока: .

1.Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений/А. В. Пёрышкин. - М. Дрофа.

2. Плакаты: “Сила упругости. Деформация тел”, портреты Р. Гука, И. Кулибина.

3. Приборы для демонстраций:

модели для демонстрации деформаций,

динамометр,

набор грузов,

штатив,

резинки разной длины, размеров, пружины, проволока, линейка, кусок пластилина, детская резиновая игрушка,

4. Компьютер, проектор, экран, уроки Кирилла и Мефодия.

Межпредметная связь:математика, история, биология, техника, зоология.

Ход урока

1.Организационный момент. Подготовка класса для проведения урока. Приветствие учащихся.

2.Актуализация знаний. Учитель готовит учащихся к работе на уроке. Формулирует

вопросы, актуализирующие опорные знания и умения учащихся по теме урока.

1. Что такое сила?

2. Какой буквой обозначают силу?

3.Что значит выражение: сила -векторная величина? 

4. Какая сила действует на все тела находящиеся вблизи Земли

5  Как ведёт себя тело под действием силы тяжести?

6.Какие силы природы вам известны?

(Учащиеся включаются в деловой ритм урока, готовятся к активной учебно-познавательной деятельности на основе опорных знаний. Отвечают на вопросы).

3. Постановка проблемы урока (мотивация и целеполагание).

Учитель: Сегодня мы подробнее поговорим об одном явлении, которое сопровождает нас с детства, поэтому оно знакомо нам и привычно. Чтобы понять, что это за явление, обсудим вопросы:

под действием силы тяжести падают на Землю капли дождя, оторвавшиеся от веток листья, книга лежит на столе. Падает стрела, выпущенная из лука мяч, подброшенный вверх, снежинки. Но когда тот, же снег лежит на крыше, его по-прежнему притягивает Земля, однако он не проваливается сквозь крышу, а остается в покое.

1. Почему же они тогда покоятся? Наверное, на них действует ещё какая-то сила, которая мешает движению?

2. Что же это за сила, как возникает, куда направлена, от чего зависит?

(Учащиеся пытаются найти ответ на проблемный вопрос. Участвуют в эвристической беседе.)

Проведёмопыт:
На середину горизонтально расположенной тонкой доски поставим гирю. 
Под действием силы тяжести гиря начнёт двигаться вниз и прогнёт доску, т.е. доска деформируется. При этом возникает сила,с которой опора (доска) действует на тело, расположенное на ней. Какой вывод можно сделать?
Вывод: на гирю, кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая сила. Эта сила направлена вертикально вверх. Она и уравновесила силу тяжести. 

Демонстрируем растяжение пружины (резинки), сжатие резинового мяча, сжатие детской резиновой игрушки,  изгиб линейки. Эту силу называют силой упругости.

Учитель: Кто сможет сформулировать тему урока? (Ученики: Сила упругости.)

Запись в тетради темы урока «Сила упругости. Закон Гука»

4.Изучение нового материала

Учитель проводит эвристический диалог по введению понятий деформации и силы упругости. Рассматривают и обсуждают плакат «Виды деформаций. Сила упругости». Ставит задачу: установить зависимость между удлинением пружины и силой упругости. Знакомит учащихся с компьютерной моделью Закон Гука. (использует уроки Кирилла и Мефодия»)

Учитель демонстрирует деформации на модели. Рассматривают примеры деформаций:

1. Сжатие - ножки столов, скамеек; изгиб - столешницы, скамейки, подошва обуви.

2. Спортивные эспандеры - резиновые и пружинные - деформация растяжения

3. Стены зданий - деформация сжатия.

4. Рессоры, пружины амортизаторов испытывают растяжение, сжатие прогиб.

5. Спицы на колесах испытываю сжатие.

6. Болты, шурупы - деформацию кручения.

7. У человека - позвоночник, ноги, ступни – испытывают деформацию сжатия; шея, туловище - деформацию изгиба, кручения; сухожилия, мышцы - деформацию растяжения, на лице: улыбка - деформация растяжения.

Деформация делится на два типа – упругую и пластическую.

Деформация называется упругой, если после прекращения действия силы тело возвращается в исходное состояние

Виды упругих деформаций:

1. растяжение (тросы, цепи); увеличиваются размеры тела

2. сжатие (колонны, стены); уменьшаются размеры тела

3. сдвиг (болты, заклёпки);

4. кручение (гайки, валы, оси);сводится к деформации сдвига

5. 5изгиб (мосты, балки).

Пластическая не исчезает после прекращения действия внешних сил.

После пластической деформации тело полностью сохраняет вновь приобретенную форму и размеры.

Так происходит, например, при лепке из глины или пластилина. Пластическая деформация используется в технике в таких процессах, как ковка и штамповка.

Как вы думаете, на примере нашего тела мы можем наблюдать деформации? (Ответы учащихся:: если потянулись, наклоны вправо, влево, вперёд, назад., поворот головы, кисти рук, плеч, туловища.).

Эксперимент:( от чего зависит сила упругости)

Вызывается один ученик и под руководством учителя выполняет эксперимент.

1. Измерить длину нерастянутой пружины (резинки) l₀.

2. Подвесить к пружине (резинке) один груз, отметить силу 1 Н на оси.

3. Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.

4. Найти разность Δl = l - l₀, отметить на оси.

5. Отметить точку пересечения на графике.

6. Подвесить к пружине (резинке) второй груз, отметить силу 2 Н на оси.

7. Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.

8. Найти разность Δl = l - l₀, отметить на оси.

9. Отметить точку пересечения на графике.

10. Подвесить к пружине (резинке) третий груз, отметить силу 3 Н на оси.

11. Измерить длину растянутой пружины (резинки) l.

12. Найти разность Δl = l - l₀, отметить на оси.

13. Отметить точку пересечения на графике.

14. Постройте график зависимости силы упругости от удлинения и сделайте вывод.

Вывод: чем больше сила, тем больше удлиняется пружина.

При увеличении массы увеличивается удлинение l, тело еще сильнее деформировалось и увеличивается сила упругости пружинки.

 Учитель: График какой функции, известной вам в математике, получился? (Ответы учеников).

Это прямая линия, проходящая через начало координат, график прямой пропорциональности, сила упругости зависит от удлинения.

Проведение опыта : взяли две пружинки, к каждой подвесим по грузу одинаковой массы. Что мы наблюдаем?

Ответ: Сила упругости зависит от коэффициента жесткости k  пружинки.

Он зависит от материала, из которого тело изготовлено, а также от его геоме­трических размеров и формы. 

Вывод: Сила упругости зависит от коэффициента жёсткости и от удлинения.

Эту зависимость установил физик Роберт Гук. (Историческая справка о Р. Гуке. Задание подготовил ученик)

Запись в тетради: F_упр = к ^. l (закон Гука) силы упругости,  возникающая при растяжении (или сжатии) тела, прямо пропорциональна его удлинению. Анализ формулы.

Работа с учебником: прочитать закон Гука, выяснить: какие единицы измерения k в системе СИ.

Подумаем, где встречаем мы проявление силы упругости?

В технике: амортизаторы, рессоры, канаты, тросы, шахтовые стойки, арбалет, катапульта, спицы колес, использование таврового и двутаврового сечения в машиностроении.

В природе: Стебли растений, злаков имеют трубчатую форму, молоденькие побеги тоже свернуты в трубочку - так лучше устоять на ветру.

В организме человека: Кости, мышцы, суставы испытывают деформацию. Кости - трубчатые, суставы заполнены губчатым веществом. Хрящи действуют как амортизаторы, смягчая резкие толчки и несут защитные функции тела при сотрясениях. У человека и животных кости черепа, грудной клетки округлой формы. Оболочка яиц, орехов, панцирь жуков, раков, черепах. Такая форма смягчает удары, резкие толчки, предохраняя жизненно важные органы.

В строительстве просматривается зависимость Fупр. от формы. Большую прочность имеют арки, своды, цистерны, бочки.

Особенно хочется сказать о русском инженере И.П. Кулибине. Учитывая упругие свойства материалов, им было сконструировано много вещей, - которые до сих пор считаются уникальными. (Просмотр видеофрагмента о Кулибине).

5.Закрепление:

1. Ответить на вопросы: а) Какие виды деформаций мы изучили?

б)Перечислить особенности действия силы упругости:

-когда возникает? (возникает при упругих деформациях)

-куда направлена? (направлена противоположно направлению смещения)

-к чему приложена? (к деформируемому телу)

-при каких деформациях выполняется закон Гука? (при упругих деформациях).

2.Самостоятельная работа:Работа в парах(со взаимопроверкой): выполнение теста:

1 . Какая из приведенных формул выражает закон Гука?

А) F=а; Б) ; В) Г) F = k l

2.Под действием какой силы пружина жесткостьюудлиняется на 0,02м?

А.200Н;Б.2Н; В.50Н; Г.5000Н; Д. 0,0002Н.

3.В каких единицах выражается жесткость тела?

А. ; Б. В. Г. 1Дж; Д .

4.Силы, возникающие при деформации тела, называют силами…

А. тяжести; Б. упругости; В. Трения; Г. притяжения.

5.Под действием силы 4 Н пружина удлинилась на 0,02м. Чему равна жесткость пружины?

А.; Б. ; В. ; Г. ; Д. .

6.Какой деформации подвергаются заклепки, соединяющие детали, болты, шпонки?

А. растяжению; Б. сжатию;В. Сдвигу;Г. кручению.

6. Рефлексия учебной деятельности.

7.Подведение итогов урока. Выставление оценок

8. Домашнее задание: п. 26.

Ребята! Закончим наш урок самой очаровательной деформацией на лице человека!

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/522748-urok-po-fizike-sila-uprugosti-zakon-guka-7-kl