Разработка урока по физике "Сила упругости"

• выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука.

• обучающие: сформировать знания о деформации, силе упругости; вывести закон Гука; сформировать способности применять закон Гука при решении задач.

• развивающие: продолжить формирование у учащихся представлений о разнообразии сил в природе, развивать умение наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент, делать выводы;

• воспитательные: продолжить формирование навыков коллективной и самостоятельной работы, развивать чувства товарищеской взаимопомощи, ответственности за проделанную работу.

• Сила упругости – это электромагнитная сила, возникающая при деформации тела и направленная в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела при деформации.

• Закон Гука - изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости.
  
  ХОД УРОКА

Тест:
1. Что такое сила?
а) любое изменение формы тела;
б) мера взаимодействия тел;
в) точного понятия нет.
2. Какой буквой обозначают силу?
а) S;
б) m;
в) F.
3. Какую силу называют силой тяжести?
а) сила, с которой Земля притягивает к себе тела;
б) притяжение всех тел Вселенной друг к другу;
в) физическая величина, характеризующая инертность тела.
4. Как направлена сила тяжести?
а) вертикально вниз;
б) вертикально вверх;
в) вправо.
5. От чего зависит результат действия силы на тело?
а) массы;
б) модуля, направления, точки приложения;
в) объёма, плотности, расстояния.

Перед тем как сформулировать определение силы упругости, давайте проведем опыт  (Рисунок 1)
 
Рис. 1. Опыт

На середину горизонтально расположенной доски поставим гирю.
Под действием силы тяжести гиря двигается вниз и прогнёт доску, т.е. доска деформируется.
Вывод: на гирю, кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая сила.
Эта сила, направленная вертикально вверх, уравновешивает силу тяжести.
Эту силу называют силой упругости.
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называют силой упругости
Силу упругости обозначают: Fупр
Сила упругости возникает при деформации тел. На рисунке 2 Вы можете просмотреть виды Деформации.
 
Рис. 2. Деформация

Также виды деформаций мы с Вами посмотрим на видео

В свою очередь упругая деформация делится на следующие виды (Рисунок 3)
 
Рис. 3. Виды упругих деформаций


Выясним, в чем же причина возникновения силы упругости (Рисунок 4):
•    Как называются частицы, из которых состоят вещества?
•    Какие взаимодействия существуют между молекулами?
•    На каком расстоянии действует сила притяжения?
•    На каком расстоянии действует сила отталкивания?

 
Рис. 4. Причины возникновения силы упругости
Причиной возникновения сил упругости является взаимодействие молекул тела. На малых расстояниях молекулы отталкиваются, а на больших – притягиваются. В недеформированном теле молекулы находятся как раз на таком расстоянии, при котором силы притяжения, либо силы отталкивания уравновешиваются. Когда мы растягиваем или сжимаем тело, расстояния между молекулами изменяются, поэтому начинают преобладать либо силы притяжения, либо силы отталкивания. В результате и возникает сила упругости, которая всегда направлена так, чтобы уменьшить величину деформации тела.
И так, теперь можно сформулировать термин «Сила упругости»
 
Рис. 5. Сила упругости

Сила упругости – это электромагнитная сила, возникающая при деформации тела и направленная в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела при деформации. Приложена к деформируемому телу.
 
Рис. 6. Если тело лежит на опоре, то сила упругости обозначается N – сила реакции опоры.
На видео посомтрим как действует сила упругости

 
Рис. 7. чем больше сила, тем больше удлиняется пружина.

Если к пружине динамометра подвешивать разные грузы, то можно заметить, что растяжение становится тем больше, чем больше масса, а значит и сила тяжести грузов.
 
Рис. 8. Роберт Гук

На рисунке 9 все вместе внимательно прочитаем и запишем в тетрадь Закон Гука
 
Рис. 9. Закон Гука

Вместе посмотрим видео формулировки Закона Гука

На рисунках Вы можете просмотреть, где же применяется сила упругости. Объясните, по каждому рисунку почему именно здесь применяется сила упругости?
 

Рис. 10 Применение силы упругости
 
Рис. 11. Применение силы упругости

Рис. 12. Применение силы упругости
 
Рис. 13. Применение силы упругости

Приведите свои примеры применения силы упругости

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

• Если исчезнет деформации тел, то исчезнет и сила упругости.

• Виды деформации: Кручение; сдвиг; изгиб; растяжение; сжатие

• Закон Гука

• Изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости.

• Fупр. = k Δl

• Δl- удлинение тела

• k – коэффициент пропорциональности, который называется жёсткостью.

• Жёсткость тела зависит от формы и размеров тела, а также от материала, из которого оно изготовлено.

• Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после снятия нагрузки, называют упругой.

• Деформации, которые не исчезают после прекращения внешнего воздействия, называют пластическими.

• Для пластических деформаций закон Гука не выполняется.

• Что такое деформация?

• Когда это явление происходит?

• Какие бывают деформации?

• Какой физической величиной характеризуют деформацию?

• Если деформированное тело, например растянутая пружина, остается в покое, то о чём это говорит? Как в этом случае соотносятся между собой внешняя сила и сила упругости?

• О чём говорит закон Гука?

• Под действием какой силы пружина, имеющая коэффициент жесткости 1кН/м, сжалась на 4 см?

• Определите  удлинение  пружины,   если  на  нее действует  сила 10 Н, а коэффициент жесткости пружины 500 Н/м.

• Чему равен коэффициент жесткости стержня, если под действием груза 1кН он удлинился на      1 мм?

Решить задачи, которые показаны на рисунках 14 и  15
 
Рис. 14. Задача 1.
 
Рис. 15. Задача 2.

Формулу для вычисления силы упругости легко запомнить с помощью стихотворения:
Закон Гука
Ну что это за мука:
Закон запомнить Гука!
Но мы пойдём на риск.
Напишем слева силу,
А справа, чтобы было
Знак «минус», «k» и «х».
Fупр. = -k•х