Урок "Деформація. Сила пружності. Закон Гука"

Тема. Деформація. Сила пружності. Закон Гука.

Мета: розкрити поняття деформації тіла,  сформувати  уявлення про види деформації, увести поняття сили пружності, з’ясувати залежність сили пружності  від деформації, розвинути навики використання закону Гука при розв’язуванні задач, виховувати культуру учнів, увагу, акуратність, дисциплінованість.

Очікувані результати:  учні знають і описують  явище деформації, володіють поняттям та знають визначення сили пружності, коефіцієнта жорсткості, формулюють закон Гука та застосовують його при розв’язуванні задач.

Хід уроку

І. Організаційний момент

Вітання з учнями, перевірка присутності учнів у класі та їх готовності до уроку.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

1. Опитування теоретичного матеріалу (у формі гри «Доміно»).

Правила гри: декілька учнів отримують картку, яка складається із запитання і відповіді. Починає гру той учень, у картці якого написано слово «Старт», а закінчує той, у картці якого вказано «Фініш».  Кожний учень уважно стежить за ходом гри, щоб не пропустити своєї відповіді і поставити запитання.

2. Тестовий контроль знань

Варіант 1

Вибрати одну правильну відповідь

1. Одиницею вимірювання ваги тіла є

А) кілограм,

Б) метр,

В) секунда,

Г)  ньютон.

2. Яка сила  викликає рух капель дощу до Землі?

А) вага капель,

Б) сила тяжіння,

В) сила вітру,

Г) маса крапель.

3. На тіло в одному напрямі діють дві сили, прикладені в одній точці, модулі яких 5Н і 3Н. Чому дорівнює модуль рівнодійної сили?

А) 5Н,

Б) 3Н,

В) 8Н,

Г) 2Н.

4. Маса першого тіла в 3 рази менша другого. На них подіяли однаковими силами протягом однієї секунди. Як зміняться швидкості?

А) швидкості тіл зміняться однаково,

Б) швидкість першого тіла збільшиться 3 рази більше порівняно з другим,

В)  швидкість другого тіла збільшиться 3 рази більше, ніж першого,

Г) швидкість другого тіла збільшиться порівняно з першим, але не в 3 рази.

5. На столі лежить кулька масою 400г. Яка сила тяжіння діє на нього?

А) 4000Н,                                   Б) 40Н,                                   В) 4Н.

Варіант 2

Вибрати правильну відповідь

1. Одиницею вимірювання сили є

А) кілограм,

Б) ньютон,

В) секунда,

Г) метр.

2. Коли підняли колоду, яка лежала на землі, то під нею виявилася  вм’ятина в ґрунті. Під дією якої сили утворилася ця вм’ятина?

А) ваги,

Б) сили тяжіння,

В) сили тертя,

Г) сили пружності.

3. На тіло вздовж однієї прямої в різних напрямках діють дві сили, прикладені в одній точці, модулі яких 7Н і 3Н. чому дорівнює модуль рівнодійної сили?

А) 3Н,

Б) 4Н,

В) 7 Н,

Г) 10 Н.

4. На свинцеву та алюмінієву кулі однакового об’єму подіяли однакові сили. Чи однаково змінять свою швидкість кулі, якщо час дії обох сил однаковий?

А) більше змінить свою швидкість свинцева куля,

Б) сили однакові, тому зміна швидкості однакова,

В) об’єми однакові, тому зміна швидкості однакова,

Г) більше змінить свою швидкість алюмінієва куля.

5. Сила тяжіння, що діє на люстру, дорівнює 120Н. Яка маса люстри?

А) 12кг,                                  Б) 120кг,                                                  Г) 1200кг.

На екрані висвітлюються правильні відповіді, учні обмінюються зошитами і виконують взаємоперевірку тестів.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Ми розглядали взаємодії  тіл, при яких тіла змінювали свою швидкість. Проте існують взаємодії, в результаті яких тіла не змінюють свою швидкість.

Розглянемо тіла, що лежать на столі (дріт, металева пластинка, пружина, губка).

Питання до учнів

1. Якого агрегатного стану ці тіла? (твердого)
2. Які властивості твердих тіл ви знаєте? (зберігають форму і об’єм)

Така властивість спостерігається лише тоді, коли на тіло не діють інші тіла. Під час взаємодії тіла змінюють форму.

Зміна форми та (або) розмірів тіла називається деформацією.

Існують різні види деформації. Для ознайомлення з видами деформації переглядаємо відео за посиланням https://www.youtube.com/watch?v=hq5qDFWoEbk .

Отже, деформації є пружні та пластичні. Види пружних деформацій: стиск, розтяг, згин, кручення, зсув, зріз.(розглядаємо таблицю на ст..128).

Під час деформації виникає сила, що прагне відновити, той стан тіло, в якому воно перебувало до деформації. Цю силу називають силою пружності.

Сила пружності – це сила, яка виникає під час деформації тіла і напрямлена протилежно напрямку зміщення частин цього тіла в ході деформації.

Встановимо залежність сили пружності від деформації. Зафіксуємо початкову довжину пружини. Підвісимо один важок і визначимо видовження пружини, підвісимо ще один такий самий важок і фіксуємо видовження, підвішуємо третій важок і фіксуємо видовження. Тепер за допомогою лінійки вимірюємо видовження. Робимо висновок, сила пружності прямо пропорційна видовженню.

Закон Гука: у разі малих пружних деформацій розтягнення або стиснення сила пружності прямо пропорційна видовженню тіла і завжди намагається повернути тіло в недеформований стан.

,

де F_пр – сила пружності, х – видовження тіла, k – жорсткість тіла.

Видовження – це фізична величина, характеризує деформації розтягнення та стиснення і дорівнює зміні довжини тіла в результаті деформації.

Жорсткість тіла – це фізична величина, яка характеризує вплив самого тіла на деформацію при дії на нього сили.

Із закону Гука , одиницею жорсткості є 1Н/м.

IV. Закріплення вивченого матеріалу

Розв’язування задач

Задача1. Під дією якої сили пружина жорсткістю 40 Н/м розтягнулася на 7см.

Задача2. На тонкому дроті висить вантаж масою 10кг. При цьому дріт розтягнувся на 0,2мм. Визначте жорсткість дроту.

V. Підсумок уроку

Узагальнення вивченого матеріалу.

1. Скласти схему «Види деформації».
2. Вправа «Мікрофон»

Один учень називає явище, а інший вид деформації, наприклад

• Закручуємо шуруп – пружна деформація кручення,
• Згинаються гілки дерев під час вітру – пружна деформація згину,
• Пересуваємо меблі – пружна деформація зсуву,
• Ліпимо з пластиліну – пластична деформація.

VI. Домашнє завдання

Вивчити параграф 19, виконати впр.19 (3,5,6)