Тема: Деформація. Сила пружності. Закон Гука. Пружинні динамометри.

Мета: формувати компетентності:

предметні: сформувати знання про явище деформації, про причину виникнення сили пружності, пояснити принцип вимірювання сил за допомогою динамометра;

ключові: уміння вчитися впродовж життя (застосовувати набуті знання з попередньої теми для оволодіння новими, для їх систематизації та узагальнення); спілкування державною мовою (розуміти інформацію з підручника, усно й письмово тлумачити фізичні поняття, факти, явища, закони, теорії); математична (застосовувати математичний запис закону Гука для опису пружних деформацій при розв’язування фізичних задач); інформаційно-цифрова (відбирати необхідну інформацію з підручника, оцінювати, аналізувати, перекодовувати).

Обладнання: динамометри, гумові шнури, шматочки пластиліну, мочалка, вантаж; підручник Фізика 7 клас (В.Г. Бар'яхтяр, С.О. Довгий, Ф.Я. Божинова) 

Тип уроку:  урок вивчення нового матеріалу.

Основні поняття: деформація, сила пружності, динамометр, закон Гука, жорсткість,

видовження.

Фізика – це ємність слова!

Фізика для нас – не просто звук!

Фізика – опора і основа

Всіх без виключення наук.

                               Лев Ландау

Перебіг уроку

І. Організація класу

(Створення робочої атмосфери уроку. Обговорення епіграфу до уроку).

- Яка головна думка цього висловлювання? (Фізика – опора і основа всіх без виключення наук)

ІІ. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань

Учні біля дошки відтворюють письмово задачі.

Вправа 20 (4)

Дано:             R = F₁ + F₂                    

F₁ = 800 H      R = 800 + 200 = 1000 H

F₂ = 200 H

R - ?

Вправа 20 (7)

Дано:             R = F₁ + F₂ + F₃                   

F₁ = 30 H        F₃ = R – (F₁ + F₂₎ = 100 - (30+50) = 20 Н

F₂ = 50 H

R = 100 Н

F₃ - ?

Опитування теоретичного матеріалу у формі дидактичної гри «Доміно».  Декілька учнів отримують картки, які складаються із запитання і відповіді. Починає той учень, у картці якого написано «Старт», а закінчує той у картці якого вказано «Фініш». Кожен учень уважно стежить за ходом гри, щоб не пропустити своєї відповіді і поставити запитання.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів. Демонстрація дослідів з постановою проблемних запитань.

Демонстрація № 1. Мочалка стискується в руці учителя. Після дії руки мочалка набуває попереднього вигляду.

Демонстрація № 2. Розтяг гумового шнура. Після дії на нього, шнур набуває попереднього вигляду.

Демонстрація № 3. Шматок пластиліну скатати у кульку. Після припинення дії пластилін не набуває попередньої форми.

Демонстрація № 4. До пружини динамометра підвисити вантаж. Після зняття вантажу пружина набуває попереднє значення.

Що відбувалося з мочалкою, з гумовим шнуром, з пружиною? Чому?

•                   Висновок: Виникає якась сила, яка відновляє форму мочалки, гумового шнура та пружини динамометра.
•                   Як вона називається?  Чому виникає, та як взагалі можна назвати ті дії, яким піддалися мочалка, гумовий шнур, шматок пластиліну, пружина? Про це все ми дізнаємося сьогодні на уроці. Тому запишіть тему уроку. Метою нашого уроку є розкрити явище деформації, познайомитися з новою силою – силою пружності та вияснити природу її виникнення.

IV. Формування нових знань та вмінь.

• Деформація. Відповідь на  питання, що таке деформація, ви можете знайти в підручнику на ст. 126, прочитайте, будь ласка.

Дослід. Візьмемо гумку і будемо її згинати, або резинку розтягувати, зіжмакаємо поліетиленовий пакет, а потім припинимо дію сили.

- Що стане з гумкою, резинкою і пакетом? (Ці тіла відновлять свою форму)

Висновок: Деформація зникає

Знайдіть правило,  як називається така деформація ст. 126 внизу  (пружною)

Дослід . Візьмемо  пластилін і будемо його стискати, зіжмакаємо папір.

- Чи відновлять  пластилін і папір свою попередню форму? (Ці тіла не відновлять своєї форми)

Висновок: Тіло залишається деформованим

- Як називається така деформація?

Відповідь на це запитання ви зможете дати, прочитавши правило на ст. 127

(пластичною)

Спробуйте привести власні приклади пружних і пластичних деформацій.

• Види деформації. Розгляньте табличку і  назвіть,  які існують види деформації ст. 126          (розтягнення, стиснення, вигин, кручення, зсув)

(Пояснюю механізм утворення деформації за допомогою приладу для демонстрації деформацій).

- Назвіть свої приклади деформацій.

Сила пружності.

- Що ж таке сила пружності?

Знайдіть і прочитайте на ст. 127.

- Як її позначають?       F_пр

- Вимірюють її, як і будь-яку силу в Ньютонах.

- Як ще можна позначати силу пружності? Прочитайте матеріал підручника на ст. 127-128 : (N - сила нормальної реакції опори; Т - сила натягу підвісу)

- закон Гука (із доповіді учня).

Роберт Гук англійський натураліст. Його сміливо можна назвати одним з батьків фізики. Роберт Гук був різнобічним вченим і винахідником. У 1659 році він побудував повітряний насос, в 1660 році спільно з Х. Гюйгенс Гук встановив точні температури танення льоду і кипіння води. Крім цього він сконструював дзеркальний телескоп, прилад для вимірювання сили вітру, машину для ділення кола і т.д. У 1660 Гук сформулював закон пропорційності між силою, прикладеною до пружного тіла, і його деформацією (закон Гука). Він також дав загальну картину руху планет. Використовуючи вдосконалений ним мікроскоп, Гук спостерігав структуру рослин і ввів в наукову термінологію поняття «клітина». Також Гук зробив кілька відкриттів в області акустики (показав, що висота звуку визначається частотою коливань). Гук був також талановитим архітектором. За його проектами було побудовано декілька будівель у Лондоні. Останнім винаходом Гука був морський барометр

Знайдіть формулювання цього закону на ст. 128

F_пр=k·x

F_пруж- сила пружності;  х - видовження тіла;  k - коефіцієнт пропорційності жорсткість тіла.

Дослід.  Динамометр, закріплений в лапці штатива, на нього підвішуємо тягарець, потім два тягарці, потім три.

• Як змінюється довжина  пружини під час досліду?

Висновок:  пружина збільшується  на певну величину, це і буде видовження тіла.

• x=l-l_0,  l – довжина деформованого тіла; l₀ – довжина недеформованого тіла.
• Знайдіть одиниці вимірювання жорсткості на ст. 128

[ k ] = Н/м

•                   Від чого вона залежить?  (від форми та розмірів тіла і від матеріалу, з якого тіло виготовлене)                                          k = 

Динамометр. Знайдіть на ст. 129 відповідь на питання:

• Що таке динамометр? (показую два види динамометрів і кантор, шкала якого проградуйована не в ньютонах, а в кілограмах)

V.  Осмислення навчального матеріалу.

• Первинне закріплення матеріалу.

1. Зверніть увагу на графік залежності сили пружності від видовження (ст. 129, мал. 19. 8)

Скориставшись графіком, визначте жорсткість тіл І, ІІ, ІІІ.

І тіло:     k =  =    = 12,5  

II тіло:    k =  =    = 6,7 ;

ІІІ тіло:   k =  =    = 2,5

2.                   Яка сила пружності виникає в динамометрі, якщо пружина, жорсткість якої 250 Н/м, видовжилась на 4 см.

Дано:                                    F_пр=k·x

k = 250                                [F_пр]

х = 4 см = 0,04 м                   F_{пр  =} 250 ·0,04 = 10 Н

F_{пр - ?}

VI. Підбиття підсумків уроку:

Дидактична гра «Продовж речення»

Зміна форми тіла - це… (деформація)

Деформація, яка зберігається після припинення дії сили, називається… (пластичною)

Величина, яка характеризує деформації розтягнення та стискання, називається… (видовження)

Ньютон на метр одиниці чого?… (жорсткості)

Закон Гука -… (F_пр = k·x)

Прилад для вимірювання сили -… (динамометр)

Інтерактивна вправа «Поясни з фізичної точки зору»

Гни дерево, поки молоде, учи дітей, поки малі!

Він під начальством гнеться, як лозина під вітром.

Характер, як сира глина.

Нерви натягнуті, мов струни.

Натягнута, як струна.

Пластилінова вдача.

Оцінювання учнів.

VII. Домашнє завдання

Опрацювати §19, виконати  вправа 19(3)

Повернемося до епіграфу сьогоднішнього уроку.

Інтерактивна вправа «Мікрофон»

• Чи переконалися ви в тому, що фізика є основою інших наук, розвитку техніки?