Интегрированный урок физика + биология по теме Сила упругости. Деформация тел


Цели урока:

1. “Получить” учащихся, убедившихся в том, что
существует физическое явление — деформация тел,
состояние в изменении формы и размеров тела под
действием внешней силы, что при деформации
возникает сила упругости, зависящая от
абсолютного удлинения.

2. “Получить” учащихся, научившихся создавать
упругую деформацию, распознавать виды
деформаций, пользоваться законом Гука,
определить величину силы упругости, удлинения
тела, жесткость тела.

Оборудование:

1. Фрагмент из к-ф “Напарник”, “Ну, погоди!”,
“Орудие средневековья”, Кулибин (д/ф).

2. Плакаты: “Ребус”, Сила упругости”, “Сила
упругости. Деформация тел”, тела различной
формы, портреты Р. Гука, И. Кулибина.



3. Карточки-информаторы, задание-карточка,
тесты, словарные слова.

4. ДЭФ: модель деформаций, динамометры,
металлические полосы, набор грузов — 7, штативы — 7,
резинки разной длины, размеров, пружины,
проволока, линейка — 7.

МДС: математика, история, биология, техника,
зоология.

Региональный подход: транспорт, строительная
техника, катапульты, арбалеты, подъемные краны,
шахтовые стойки, спицы колес и др.

План

1.Организационный этап: подготовка к уроку.

2. Актуализация опорных знаний:

Действия учителя Действия учеников
1. Что такое взаимодействие тел? Взаимодействие тел — это действие тел
друг на друга.
2. Как иначе называют действие одного
тела на другое?
Действие одного тела на другое называют
силой.
3. Что вам известно о силе? Сила причина ускорения. Сила величина
векторная, действие силы зависит от ее модуля,
направления и точки приложения. Направление силы
совпадает с направлением ускорения. Модуль силы
определяется по формуле т.е. произведение массы тела на
его ускорение. Это 2 закон Ньютона. Сила
измеряется в Ньютонах и измеряют силу
динамометром.
4. Какие силы природы вам известны? В природе существует сила тяжести, сила
трения и сила упругости.
3. Мотивационный этап
1. Сегодня мы подробнее поговорим об
одном “Таинственном знакомце” явлении, которое
сопровождает нас с детства, поэтому оно знакомо
нам и привычно, незаметно, но что это за явление
вы назовете сами, посмотрев видеофильм и
разгадав кроссворд.

Какое явление вы увидели в
видеофрагменте?

Как эти явления называют в физике?

1. Показ фрагментов. 2 (мин).

“Напарник
растягивает батарею как гармонь…

Убегая, зацепился подтяжками…”. (Отгадывание
кроссворда).

Растяжение и сжатие батареи Растяжение
подтяжек

Деформация тел. Причем мы видели упругие
деформации.

2. Итак, как зовут нашего “знакомца”?

Значит
тема урока: “Сила упругости.

Деформация тел”. Закон Гука.



2. Записывают в тетрадь тему.
3. Что же нового нам предстоит узнать на
уроке о силе упругости? Для этого каждая группа
работает по 1 заданию карточек: Ключевые слова и
помогут нам построить цель урока.
3. Разгадывают ребус, кроссворды.

Приложение 1

4. О чем мы будем говорить на уроке? 4. О деформации, об удлинении, жесткости,
о законе Гука.
4. Получение научного факта о
новых понятиях и величинах
1. Что вам известно о силе упругости? Сила упругости возникает под действием
веса тела, чем больше вес тела, тем больше сила
упругости. Сила упругости возникает при
деформациях.
2. Какие деформации вы знаете, видели
может сейчас в классе присутствуют, проявляют
себя? Можно показать на модели.
Деформации: сжатие, растяжение, сдвиг,
изгиб, кручение.

(Демонстрирую на модели).

В классе сжатие — ножки столов, скамеек; изгиб -
столешницы, скамейки, подошва обуви.

1. Спортивные эспандеры — резиновые и пружинные
работают и испытывают деформацию растяжения

2. Стены зданий — деформацию сжатия.

3. Рессоры, пружины амортизаторов испытывают
растяжение, сжатие прогиб.

4. Спицы на колесах испытываю сжатие.

5. Болты, шурупы — деформацию кручения?

6. У человека — позвоночник, ноги, ступни –
испытывают деформацию сжатия; шея, туловище -
деформацию изгиба, кручения; сухожилия, мышцы
-деформацию растяжения.

3. Что является причиной деформации? Как
вы думаете?
Причины деформации — различные части
тела совершают различные перемещения
относительно друг друга под действие внешних
сил.
4. Что происходит с телом, когда
перестает действовать внешняя сила?
Тело принимает свою первоначальную
форму.
5. Почему? Что здесь за тайна? Какой
чародей руководит телом? Как вы объясните
деформацию тел?
При любых деформациях тела внутри
возникает сила, она возвращает тело в прежнее
состояние.
6. Как направлена эта сила? Сила направлена в противоположную
сторону деформации тела.
7. Откуда взялась эта сила внутри тела?
Вспомним строение тел. Объяснить поможет плакат.
Тела состоят из молекул. На каждую
молекулу действуют со стороны других молекул.
Силы притяжения и силы отталкивания, которые
уравновешивают друг друга. При деформации
равновесие нарушается. При растяжении силы
притяжения увеличиваются и создают силу

упругости,
при сжатии увеличиваются силы отталкивания,
которые и возвращают молекулы в прежнее
положение. Эти силы всегда направлены против
деформации.

8. Какова же природа этих сил? Атомы и молекулы состоят из заряженных
частиц — положительных и отрицательных. Поэтому
силы упругости создаются взаимодействием между
заряженными частицами, т.е. природа этих сил
электромагнитная.
9. Мы рассмотрим силы упругости при
простых упругих деформациях -растяжении и
сжатии. Как вы думаете, какие деформации упругие?
Опыт: Демонстрация упругой и неупругой
деформации.

Вывод: Деформации, при которых тело
принимает свою прежнюю форму, после прекращения
действия внешней силы, называются упругими.

10. Демонстрация деформации пружины и
резины. Что происходит с телом во время
деформации?
Опыт: растяжение под действием разных
грузов.

Вывод: увеличивается длина, тело
деформируется.

11. Увеличение длины во время
деформации или уменьшении длины
называют абсолютным удлинением и
обозначают ,
измеряют в метрах.

Как найти ?

Опыт: деформация пружины

Нужно
измерить первоначальную длину и длину во время
деформации .

Да, -
абсолютное удлинение.
Записывают в тетрадь.
От чего же зависит ? Как вы думаете?

ДЭФ: подвешивая
разные грузы измерить .



Какой вывод?

Чем больше вес, тем больше , а значит
14. Впервые пронаблюдал и сделал вывод о
Запись в тетрадь, зависимости Fупр. и выдающийся английский ученый -
Роберт Гук в 1640 г. и получил математическую
запись этой зависимости: Согласно которой сила
упругости прямо пропорциональна абсолютному
удлинению. Эта зависимость носит название закона
Гука

Запись в тетрадь
15. Историческая справка. Ученик коротко о Р. Гуке.

Приложение
2

16. В формуле закона К — коэффициент
пропорциональности — жесткость тела. Выразим К из
формулы:

Единица измерения

Что это значит?

-это жесткость
тела при удлинении которого на 1 м. возникает сила
упругости 1Н.

17. Жесткость учитывает и показывает
зависимость Fупр от формы, размеров и материала
тела.
18. Предлагаю исследовать эти
зависимости экспериментально.

Каждая группа
делает 2 задание из карточек, обсуждает и делаем
выводы. (Работа в группах). Приложение
3

Выполняют эксперимент и делают выводы:

1

2. Большую
жесткость имеет проволока

3. и Сила упругости
зависит от размеров тела.

4. Сила упругости зависит от формы тела. Она
больше там где форма

19. Опыт: Зависимость силы упругости от
формы.

Какая часть хорошо деформируется?

Какой вывод?

Вывод эксперимента: Мы видим, что
испытывают деформации поверхность детали, а
середина не испытывает деформацию и не влияет на
упругие свойства тела, а лишь увеличивает вес
детали, поэтому рамы велосипедов и мотоциклов
делают трубчатыми.
20. Каждая из этих зависимостей
используется в технике. Подумайте где?

Где
встречаем мы проявление силы упругости?

Приложение 4

В технике: амортизаторы, рессоры,
канаты, тросы, шахтовые стойки, арбалет,
катапульта, спицы колес, использование таврового
и двутаврового сечения в машиностроении.
21. Где в природе проявляется сила
упругости?
Стебли растений, злаков имеют трубчатую
форму, молоденькие побеги тоже свернуты в
трубочку — так лучше устоять на ветру.
22. В организме человека? Кости, мышцы, суставы испытывают
деформацию. Кости — трубчатые, суставы заполнены
губчатым веществом. Хрящи действуют как
амортизаторы, смягчая резкие толчки и несут
защитные функции тела при сотрясениях. У
человека и животных кости черепа, грудной клетки
округлой формы. Оболочка яиц, орехов, панцирь
жуков, раков, черепах. Такая форма смягчает удары,
резкие толчки, предохраняя жизненно важные
органы.
23. В строительстве просматривается
зависимость Fупр. от формы. Где?
Большую прочность имеют арки, своды,
цистерны, бочки.
24. Особенно хочется сказать о русском
инженере И.П. Кулибине. Учитывая упругие свойства
материалов, им было сконструировано много вещей,
- которые до сих пор считаются уникальными

Приложение 5

Д/ф., в/фр. О Кулибине.
25. Подведем итог урока.

Достигнуты ли
цели урока?

Пополнили вы свои знания о деформации тел, о
силе упругости, о законе Гука?

Ответы учащихся на вопросы
26. А как усвоили материал урока покажет
тест.

Приложение 6

Выполнение теста
27. Рефлексия

Приложение 7

Перед каждым в начале урока розданы
листы рефлексии.
28. Подведение итогов урока. Сдают учителю раздаточный материал,
тетради.

Литература

  1. Дидактические материалы 10 кл.; 9 кл А. Е. Марон, Е.
    А. Марон Дрофа 2005г.
  2. Иванов А. С., Проказа А. Т. Мир механики и техники.
    Москва. Просвещение. 2000 г.
  3. Косихина О. С. Крутский А. Н.
    Психодиагностическая система. Технология
    системного
  4. усвоения знаний. Физика (“ПС”), 2004, п27-28
  5. Физика — 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев,
    Просвещение, 2005 г.



Следующий: