- Преподавателю
- Физика
- Разработка урока по физике по темеДеформация и сила упругости
Разработка урока по физике по темеДеформация и сила упругости
Раздел | Физика |
Класс | - |
Тип | Конспекты |
Автор | Антипов А.В. |
Дата | 05.09.2015 |
Формат | docx |
Изображения | Есть |
Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение среднего профессионального образования
Змеиногорский лицей профессионального образования
Урок физики
Тема: «Деформация и сила упругости»
Преподаватель: Антипов А.В.
Изучение физики помогает
лучше видеть и понимать мир.
Тема урока: Деформация и сила упругости.
Дидактическая цель: расширить знания студентов о различных видах деформаций, их особенностях, характеристиках и применении в технике, сформулировать закон Гука.
Развивающая цель: развивать умственные и творческие способности учащихся, познавательный интерес к предмету, к будущей профессии.
Воспитательная цель: способствовать формированию сознательного творческого отношения к обучению, умения работать в коллективе и понимать значение получаемых знаний для построения успешного будущего.
Методическая цель: показать методы и приёмы активизации познавательной и мыслительной деятельности учащихся, применение на уроке физики мультимедийного оборудования.
Методы и приёмы: Лекционное изложение материала с параллельной демонстрацией видеоматериалов и простых опытов, работа с табличным материалом, мини тестовая работа.
Виды самостоятельной деятельности: устные ответы по вопросам учителя, работа с табличным материалом, мини практическая работа.
Тип урока. Урок усвоения новых знаний на основе имеющихся.
Оборудование: проектор, экран, компьютер, учебная презентация, пружины, штативы, набор гирь, рейка, губка, модель для демонстрации видов деформации, резиновая трубка с колечком из проволоки, кусок пластилина, раздаточный материал, индивидуальные карточки с текстом по проверке домашнего задания, линейки, динамометры, резиновые полоски, калькулятор.
Межпредметные связи. Спецтехнология сварщиков; биология: тема «Злаковые»; анатомия человека: тема «Скелет человека», математика.
Ход урока
1.Организационный момент.
Проверка наличия студентов и учебных принадлежностей
2.Проверка домашнего задания.
Тест «Согласен, не согласен» (Приложение 1)
3.Обьяснение нового материала.
Надо сказать, что о физических явлениях, можно говорить на точном, языке науки, а можно и на художественном языке поэзии.
Давайте зачитаем стихотворение С. Михалкова «Азбука»
Что случилось? Что случилось?
С печки азбука свалилась.
Больно вывихнула ножку
Прописная буква М,
Г ударилась немножко,
Ж рассыпалось совсем!
Потеряла буква Ю
Перекладину свою!
Очутившись на полу,
Поломала хвостик У!
Ф, бедняжку, так раздуло -
Не прочесть ее никак!
Букву Р перевернуло -
Превратило в мягкий знак!
Буква С совсем сомкнулась -
Превратилась в букву О.
Буква А, когда очнулась,
Не узнала никого.
Попробуем рассмотреть и исследовать данное стихотворение с точки зрения физики. Какое физическое явление явно просматривается в нём и что можно еще увидеть при внимательном изучении его и анализе.
(Предварительно студент получает задание: извлечь из стихотворения всё, что связано с физикой.)
В данном стихотворении явно просматривается физическое явление - деформация букв.
Какая сила возникает при деформации? (Сила упругости)
Для чего необходимо изучать различные явления природы? (Чтобы знать и уметь применять знания в жизни)
Формулируется тема и цель урока.
Обратите внимание, какое замечательное детское стихотворение написал Михалков. Благодаря ему, мы, практически, повторили весь раздел механики, а также увидели, как отражено явление деформации и условия его возникновения.
На данном примере мы убедились, что о сложных физических явлениях можно говорить поэтично и доступно, а также, что гуманитарные и естественные науки дополняют друг друга.
Деформация - это… Презентация (Приложение 2)
Демонстрации: Упругая деформация - линейка, губка, пружина.
Пластическая деформация - пластилин
Разные виды упругой деформации - модель для демонстрации видов деформации.
На доске записываются формулы:
Абсолютная деформация: Δl=l-l0; Относительная деформация: ε=
В любом сечении деформированных тел действуют силы упругости, препятствующие разрыву тела на части. Тело находится в напряжённом состоянии, которое характеризуется механическим напряжением.
Механическим напряжением σ называется физическая величина, равная отношению модуля F силы упругости к площади поперечного сечения S тела.
σ = F / S
В СИ за единицу напряжения принимается 1 Па =1 Н/м2.
При малых деформациях механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению, т.е. σ = Е∙|ε|
Это закон Гука для упругих деформаций.
Е - модуль упругости (модуль Юнга), характеризующий способность материалов оказывать сопротивление упругим деформациям. Назван в честь Английского учёного Томаса Юнга, рассчитавшего модуль упругости для многих материалов. Сравниваются формулы закона Гука: F = kΔx и σ = Е∙|ε|.
Вывод формулы модуля Юнга: Е=
Р. Гук - историческая справка об учёном. (Приложение 3)
Р. Гук английский ученый, современник Ньютона. Оспаривал приоритет открытия закона всемирного тяготения у него, и не раз стоял на пороге великих открытий но, не зная математики в должной мере, ограничивался лишь гениальными догадками. Это лишний раз подтверждает, что математика язык физики, более того - это язык не только физики, но и язык естествознания и её надо знать и уметь применять.
Гук только догадывался о всемирном тяготении, а Ньютон объяснил его, и поэтому, сегодня мы воспринимаем этот закон, как объяснил его Ньютон.
Однако вернемся к основной цели нашего урока.
4.Закрепление изученного материала
Учебник, стр. 94. Прочитать и ответить на вопросы.
Вы получаете профессию «сварщик». Во время выполнения сварочных работ в околошовной зоне возникают внутренние напряжения и деформации.
Почему?
При изгибе металлического стержня основная нагрузка приходится на верхние слои. На что натолкнуло это наблюдение? (Трубы)
Что напоминает стебель злаковых растений? (Труба)
Деформируется ли скелет человека при различных движениях и нагрузках?
Назовите виды деформаций.
5.Итог урока
Рефлексия
Достигнуты ли цели урока?
Что способствовало этому?
Какие трудности испытывали?
Выставление оценок.
Практическая работа: определить модуль Юнга (Приложение 4)Е=
6.Домашнее задание: сделать вывод по практической работе.
Приложение 1
1.Сила - величина, характеризующая взаимодействие.
2.Сила характеризуется: величиной и точкой приложения силы.
3.Сила - векторная величина.
4.За единицу силы принимают ньютон - силу, которая у тела массой 1 кг вызывает ускорение 1 м/с.
5.Прибор для измерения силы - манометр.
Ответы:
1.Сила - величина, характеризующая взаимодействие. (Да)
2.Сила характеризуется: величиной и точкой приложения силы. (Нет)
3.Сила - векторная величина. (Да)
4.За единицу силы принимают ньютон - силу, которая у тела массой 1 кг вызывает ускорение 1 м/с. (Да)
5.Прибор для измерения силы - манометр. (Нет)
Приложение 2
Роберт Гук.
(1635-1703)
Роберт Гук родился 18 июля 1635 г. на о. Уайт (Англия) в семье деревенского священника.
После окончания частной школы Р. Гук в 1653 г. поступил в Оксфордский университет.
В годы обучения в университете Р. Гук принимал активное участие в работе Оксфордского кружка ученых и врачей, из которого впоследствии выросло крупнейшее научное объединение Англии - Лондонское королевское общество.
…Гук был настолько талантлив и разносторонен, что не приходится сомневаться в оригинальности и самостоятельности большинства опытов, идей и изобретений. Выдающийся английский ученый-энциклопедист, конструктор и изобретатель Роберт Гук в историю мировой науки вошел, прежде всего, как гениальный физик и механик, один из основателей опытного естествознания. Открытый Р. Гуком важный в механике и технике закон зависимости между силой, приложенной к упругому твердому телу, и его деформацией лежит в основе современных теорий упругости и теории сопротивления материалов.
Талантливый - исследователь, гениальный мыслитель, человек, обладавший оригинальной фантазией и изобретательностью, Р. Гук вносил новые смелые мысли в каждую область знания, которой он занимался, умел чувствовать с исключительной остротой актуальные проблемы эпохи.
Около 1660 г. совместно с X. Гюйгенсом Р. Гук установил постоянные точки термометра - таяния льда и кипения воды.
Р. Гуку принадлежат заслуги в усовершенствовании барометра, зеркального телескопа. С помощью усовершенствованного им микроскопа Р. Гук наблюдал структуру растений и показал их клеточное строение.
• Круг интересов Р. Гука был настолько широк, что это не позволяло ему заняться систематическим изучением какого-либо одного явления или области явлений, он вел исследования в астрономии (ученый одним из первых попытался выяснить природу комет), химии (вплотную подошел к теории горения), биологии (высказывал мысли об эволюционном развитии животных видов, об их историческом изменении под влиянием внешних условий в результате скрещивания), метеорологии, геологии, археологии. Он высказал идею, что все небесные тела тяготеют друг к другу, и дал общую картину движения планет. Р. Гук предвосхитил открытие законов всемирного тяготения И Ньютоном.
Приложение 3
Практическая работа
«Определение модуля упругости (модуля Юнга) резины»
Цель: Определить модуль упругости резиновой ленты, характеризующий упругие свойства материала.
Оборудование: 1.Резиновая лента 2.Динамометр 3.Линейка 4. Штатив
Ход работы
1.Заполнить таблицу:
№
L0(м)
S(м2)
F (Н)
L(м)
∆L(м)
Е, Па
1
2
2
3
3
4
2.Измерьте начальную длину ленты, переведите в метры (м).
3.Измерьте ширину и толщину ленты, и вычислите площадь ее поперечного сечения (S=…).
4.Укрепите конец ленты в лапке штатива и вставьте в петельку крючок динамометра.
5.Прикладывая силу в 2,3,4Н, измерьте длину ленты в растянутом виде, переведите в метры, результаты занесите в таблицу. 6.Определите абсолютное удлинение ленты по формуле: ∆L=L-. 7.По результатам каждого из опытов вычислите модуль упругости (модуль Юнга) по формуле: Е= и сделайте выводы по работе: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________