Ф – 7 Сила упругости

11.11.20 г. Ф – 7 Сила упругости

Цель урока: сформировать представление о силе упругости, разных видах упругой деформации; научить задавать зависимость F_упр (x) тремя способами; научить пользоваться формулой для расчёта силы упругости при решении задач.

Задачи урока: Ответить на вопросы.
1. Почему тела, лежащие на опоре или подвешенные на нити, находятся в покое, а не движутся вниз под действием силы тяжести?
2. Только ли изменение скорости тела вызывает действие на тело силы?

Демонстрации: Груз, стоящий на столе, и груз, висящий на нити; груз, стоящий на линейке, и груз, подвешенный на пружине; разные виды деформации; зависимость силы упругости от удлинения пружины.

Ход урока

1. Организация начала урока

2. Проверка домашнего задания.

Выборочно демонстрируются подборки иллюстраций, показывающих состояние невесомости.

1. Изучение нового материала

Демонстрация 1. Груз, стоящий на столе, и груз, подвешенный на нити. Задание 1. Выскажите гипотезу, почему грузы покоятся, ведь на них действует сила тяжести, а мы знаем, что под действием силы скорость тела должна изменяться. (Учащиеся предлагают свои гипотезы, в итоге останавливаются на предположении, что на грузы действует ещё какая-то сила, направленная вверх и уравновешивающая силу тяжести.)
Учитель предлагает проверить гипотезу учащихся и поставить опыт.

Демонстрация 2. Сначала ставим груз на линейку, и учащиеся наблюдают, как линейка под грузом прогибается и движение груза вниз прекращается. Затем подвешивает груз к пружине, пружина растягивается под действием груза, и груз останавливается.
Задание 2. Сделайте вывод из опытов о причине прекращения движения грузов вниз. (Опора и пружина изменили свою форму. На груз, лежащий на опоре, и груз, висящий на нити, кроме силы тяжести, направленной вниз, действует ещё одна сила, направленная вверх. Она уравновешивает силу тяжести, поэтому скорости грузов не изменяются)

- Можно ли сказать, что при изучении данного явления мы использовали метод научного познания?

Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости.

Изменение формы и объёма тела называется деформацией.

Демонстрация 3. Разные виды деформации: растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг.

Демонстрация 4. Опыт, который демонстрирует, что сила упругости пропорциональна удлинению пружины.

Впервые эту зависимость изучил английский учёный Роберт Гук (современник Ньютона), и поэтому она получила название закон Гука.

В ы в о д. Модуль силы упругости при растяжении или сжатии тела прямо пропорционален изменению длины пружины: Fупр = k · x, где k — коэффициент пропорциональности, который называется жёсткостью.
Так как k = F_упр /, следовательно, единицей жёсткости является ньютон на метр (1 Н/м).
Жёсткость является характеристикой данного тела и зависит от его формы, размера и материала, из которого оно изготовлено.

Закон Гука выполняется только при упругих деформациях.

Деформация называется упругой, если деформированное тело после прекращения внешнего воздействия восстанавливает свою форму.

Задание 3. Ответьте на вопросы.
1. Что является причиной возникновения силы упругости в теле?
2. Чему равна сила упругости, возникающая в опоре, если на ней лежит тело, на которое действует сила тяжести 10 Н? Изобразите эти силы на рисунке в масштабе 1 Н — 5 см.
3. В какую сторону всегда направлена сила упругости?
4. Перечислите виды деформации. Когда они возникают?
5. В чём заключается закон Гука? При каком условии он выполняется? Какое значение имеет знание закона Гука для человека?
6. От каких характеристик пружины зависит её жёсткость? Как её определить?

Задание 4. Найдите жёсткость пружины.
1. По формуле: Fупр = k · х, F = 300 H, х = 3 см = ____ м, k = ____ Н/м =_____ кН/м.

2. По графику (рис. 4): F = ---- H, х = ____ см = ____ м, k = ____ Н/м = ____ кН/м.

Задание 5. Задайте зависимость Fупр (х) для пружины жёсткостью 100 Н/м тремя способами.
1. Формулой: Fупр = ___ · х.
2. Таблицей: Fупр , Н; х, м
3. Графически.

4. Подведение итогов урока

◆ Какие новые явления, законы и понятия вы изучили на уроке?
◆ Какие вопросы вызвали у вас затруднения?
◆ Дайте ответы на вопросы, поставленные в начале урока.
◆ Чему вы научились на уроке?

5. Домашнее задание
Прочитайте § 12 (с. 54—55). Опишите силу упругости по обобщённому плану. Изобразите на альбомном листе силы, которые действуют на вас, когда вы неподвижно стоите на полу, и силу, с которой вы действуете на пол. Масштаб выберете сами. Рядом выполните необходимые расчёты.