Исследование зависимости силы упругости от растяжения пружины

Урок  № 26

Учитель: Мамеева-Шварцман Ирина Михайловна

Дата:

Тема

§ 28. Динамометр. Фронтальная лабораторная работа № 7 «Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жёсткости пружины»

Тип

комбинированный

Метод обучения

Проблемно-поисковый

Формы работы

Эвристическая беседа, работа в группах, индивидуальная работа по карточкам, поисковая фронтальная лабораторная работа по инструкции, работа с учебником, индивидуальная экспериментальная деятельность по изготовлению прибора

Вид контроля

Самооценка «Лист успешности», взаимопроверка, рефлексия

Цели

1. обучение учащихся исследованию зависимости силы упругости от удлинения пружины и измерению жёсткости пружины;

знакомство учащихся с устройством и принципом действия динамометра;

формирование навыков градуировки шкалы динамометра и измерения с его помощью сил

2. развитие познавательной активности учащихся
3. расширение кругозора учащихся через демонстрацию связи изучаемого материала с реальной жизнью

Задачи

1. Вспомнить:

1. обозначение и единицы измерения массы и силы (2 группы)
2. перевод единиц измерения в СИ
3. формулы для расчёта силы тяжести, веса тела и силы упругости

2. Провести исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины и измерить жёсткость пружины (фронтальная лабораторная работа)
3. Рассмотреть устройство и принцип действия динамометра (2 группы)
4. Изготовить динамометр и произвести его градуировку (индивидуальная работа)
5. Определить силы (силу тяжести, вес тела, силу упругости), действующие на тело, с помощью динамометра

Лабораторное оборудование

Воздушные шарики, наполненные водой, демонстрационные и лабораторные динамометры, набор пружин с различной жёсткостью, набор грузов (масса каждого по 0,1 кг), штатив с муфтами и лапками, линейка

Технические средства

Компьютер, динамики, проектор и проекционный экран, доступ к интернету;

Операционная система Windows, Microsoft PowerPoint, проигрыватель для flash-файлов формата .swf

Дополнительные материалы

2 таблички МАССА и СИЛА (приложение 1)

Карточки с обозначением и единицами измерений величин: кг, ц, т, кН, Н, МН, m, F (приложение 2)

Карточки (по количеству учащихся) с заданиями на перевод единиц в СИ (приложение 3); ответы записаны на доске заранее и прикрыты (или прикрепить магнитом листы с ответами)

Самоклеящиеся цветные полоски

2 конверта с элементами формул: Fтяж., =, m, g, P, Fупр., k, ∆x (приложение 4)

Листы успешности – по количеству учащихся (приложение 5)

Плакат-оценка урока «Смайлик» (приложение 6)

Демонстрации

flash-файлы:

1. [1] Сила тяжести и масса груза (видеоролик без звука)
2. [2] Вес тела в лифте (интерактивная модель)
3. [3] Зависимость удлинения пружины от приложенной силы (анимация со звуком)
4. [4] График зависимости силы упругости шнура от удлинения (анимация)
5. [5] Градуировка динамометра и измерение силы (интерактивная модель)

Действие растянутого тела на подвес и сжатого тела на опору (воздушный шар, наполненный водой)

Действие силы упругости пружины при подвешивании грузов разной массы

Используемые источники информации

1. Пёрышкин А.В. Физика 7: учеб. для  общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа
2. Физика. 7 класс: поурочные планы по учебнику А.В. Пёрышкина/В.А. Шевцов. – Волгоград: Учитель
3. Физика: Занимательные материалы к урокам. 7 кл./А.И. Сёмке. – М.: НЦ ЭНАС. — (Портфель учителя)
4. Класс!ная физика — https://class-fizika.narod.ru/index.htm
5. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов — https://school-collection.edu.ru/

Этапы

Ход урока

1.

Оргмомент.

Актуализация знаний.

Мотивация

Установление готовности класса к занятию. Взаимное приветствие.

Ребята! Предлагаю вам сегодня побывать в 5 различных образах. Итак, вы … беженцы! А это значит, пора сменить обстановку – переместиться

Но у нас будет не хаотичное движение, как у кого? (у молекул).

Вы сейчас сами случайным образом выберите себе компанию и место.

Итак, возьмите каждый по одной карточке… Теперь внимательно рассмотрите карточки друг у друга… Найдите «свою» компанию, объединённую каким-то общим понятием…

(если учащиеся затрудняются, поставить на парты таблички МАССА и СИЛА и предложить ребятам занять места «согласно купленным билетам»)

Займите новые места и ещё раз посмотрите на названия своих групп. МАССА… СИЛА… А что же важнее – масса или сила? У кого бОльшее преимущество: у человека с бОльшей массой тела или с более сильными мышцами? И кто из вас окажется сегодня сильнее? МАССА или СИЛА?

Выясним это с помощью небольшого состязания ваших команд – вам будут предлагаться задания, поле каждого из которых на ваши таблички будут крепиться набранные вами баллы.

Но одновременно с фиксированием командных заслуг вы заполняете свои личные ЛИСТЫ УСПЕШНОСТИ – возьмите их. Заполните свои данные. Отметьте в графе 1 «Беженцы» знаком + или – правильность выбора своей группы.

И не забывайте  — после каждого задания записывайте в нужную графу свой результат.

Переходим ко второму образу – «Переводчики», выполняющие перевод единиц измерения в СИ (задания с ответами записаны  на доске заранее и прикрыты)

Каждый учащийся выполняет задания на карточках

2 000 г = 2 кг                               3 МН = 3 000 000 Н

45 т = 45 00 кг                            25 кН = 25 000 Н

8,9 кг = 8,9 кг                             2 000 мН = 2 Н

12 ц = 1200 кг                             7,4 Н = 7,4 Н

Обменяйтесь карточками для взаимопроверки. Сверьте ответы товарищей с правильными (на доске), поставьте в их карточках количество верных ответов. Верните свои работы друг другу.

Отметьте в своих листах успешности в соответствующей графе набранные вами баллы. Найдите сумму всех баллов за это задание. Назовите каждая группа свой общий результат.

Группе с бОльшим количеством баллов крепится на табличку полоска

Очередное ваше перевоплощение — «Знатоки» — у каждой группы есть конверт с карточками. Вам необходимо из них составить формулу 1) для расчёта силы тяжести; 2) веса тела; 3) силы упругости.

Fтяж. = mg              P = Fтяж = mg               Fупр. = k∆x

Учитель записывает формулы на доске

После собранных формул (1) и (2) просмотр flash-файлов с комментариями от учащихся:

[1] Сила тяжести и масса груза (видеоролик без звука) + Качественные вопросы (1. Два тела одинаковой массы, но разного объёма находятся на поверхности стола. На какое тело действует большая сила тяжести? 2. Два тела одинаковой массы: одно – в воде, другое – на столе. На какое тело действует большая сила тяжести?)

[2] Вес тела в лифте (интерактивная модель) + Демонстрация действия растянутого тела на подвес и сжатого тела на опору (воздушный шар, наполненный водой)

Итак, сила тяжести и вес тела зависят от…? (от массы тела)

От чего же зависит сила упругости? Из формулы видно, что она зависит от… (жёсткости пружины и удлинения)

Понаблюдаем за «работой» силы упругости

Демонстрация действия силы упругости одинаковых  пружин, к которым подвешен 1 груз и 2 груза

Как изменились пружины? (растянулись)

Чем отличаются их изменения? (величиной удлинения)

Что заставило растянуться пружины? (грузы)

Какой силой они подействовали на пружины? Как она называется? (вес тела, сила тяжести)

Куда направлены вес груза и сила упругости пружины? (в разные стороны)

Что можно сказать о численных значениях силы упругости и силы тяжести (веса), когда пружина перестала колебаться? ( Fтяж. = Fупр., записать на доске)

Что можно сказать о пружине, на которую действует бОльший вес? (растянута больше)

А какой вывод можно сделать о её силе упругости? Какова она по сравнению с силой упругости другой пружины? (больше) И растянута она … (больше)

Значит, чем больше удлинение пружины, тем сила упругости, возникающая в пружине, будет…(больше)

Или, чем больше растяжение/сжатие пружины, тем больше сила упругости

То есть, зависимость силы упругости от удлинения прямая или обратная? (прямая)

Предлагаю подтвердить этот вывод экспериментально (любое открытие должно быть проверено и подтверждено на опыте) и более того, мы сможем с вами определить жёсткость исследуемой пружины

Теперь вы … «Исследователи»

3.

Фронтальная лабораторная работа

Инструктаж по технике безопасности во время раздачи учащимся тетрадей для фронтальных лабораторных работ. Оформление журнала регистрации инструктажа.  

Фронтальное выполнение заданий

1. заполнение столбца «mg, H»
2. подвешивание грузов и измерение удлинения; заполнение столбца |∆l|, м», перевод см в м

[3] flash-анимация «Зависимость удлинения пружины от приложенной силы» (отключить звук)

3. Построение графика после просмотра flash-анимации [4] «График зависимости силы упругости шнура от удлинения»
4. расчёт жёсткости пружины Fтяж. = Fупр  ⇒  mg = k|∆l|  ⇒  k =  (записать на доске)
5. формулировка выводов

4.

Изучение нового материала

Сколько сил мы с вами сегодня вспомнили?.. Силу тяжести, вес тела, силу упругости.

Знаем их обозначение, единицы измерения, формулы для их расчёта, от чего они зависят.

А знаете ли вы, как их можно измерить, без всяких вычислений?

И существует ли какой-нибудь прибор для их измерения?..

Может, вы где-нибудь когда-нибудь слышали или видели, как люди измеряли свою силу ударом по специальному аппарату? Как он называется? (Силомер)

Звучит как-то простовато.  А вот если перевести это слово на греческий язык, будет звучать научнее

Сила – «динамис», измеряю – «метрео». И получается – динамометр!

И мы можем сами изготовить этот прибор. Только вот узнаем сначала, как он устроен и принцип его действия. А ещё интересно, какие бывают динамометры и где их применяют.

Справиться с этим заданием вам поможет учебник

Одна группа готовит сообщение об устройстве и принципе действия динамометра

Вторая группа – о видах динамометров и их назначении

И вот вы предстаёте в последней на сегодня роли – «Ораторы»

Выступление представителей от групп с подготовленными сообщениями

5.

Усвоение изученного материала

Перейдём от теории к практике.

Сначала к наблюдательной её части, а уже дома к экспериментальной 

Работа с интерактивной моделью [5] «Градуировка динамометра и измерение силы»

6.

Задание на дом

Итоги

Рефлексия

Итак, вы посмотрели, как следует градуировать шкалу динамометра и измерять силу с помощью динамометра.

 А до этого просмотра я упомянула о домашней экспериментальной части.

Догадываетесь, что вы должны принести на следующий урок? (динамометр)

Но я не уверена, что у каждого из вас есть пружина и набор грузов.

В связи с этим я выдаю вам заготовки для динамометров.

Вам надо будет обернуть дощечку белой бумагой.

Затем взять несколько одинаковых предметов и проградуировать ими шкалу динамометра.

А на следующем уроке мы с вами определим с помощью ваших приборов значение силы, действующее на некоторое тело, в ваших интересных единицах

И… придумайте, пожалуйста, название для этих единиц (с учётом предметов для градуировки)

1. градуировать динамометр предметами различной природы (картофелем, гвоздями, мандаринами и др.)
2. §28, упр.10 (1, 2, 3)

Обзор результативности работы учащихся на уроке  (подъём рук по объявленному количеству набранных баллов)

Сдача листов успешности и лабораторных тетрадей учителю

Рефлексия (частично зафиксирована в листах успешности; оформление плаката «Смайлик» — ребята пишут свои впечатления от урока в виде лучей к смайликам нужного настроения  или )

Ребята, спасибо за работу!

Фамилия, имя ____________________________

2 000 г =

45 т =

8,9 кг =

12 ц =

Фамилия, имя ____________________________

3 МН =

25 кН =

2 000 мН =

7,4 Н =

Фамилия, имя ____________________________

2 000 г =

45 т =

8,9 кг =

12 ц =

Фамилия, имя ____________________________

3 МН =

25 кН =

2 000 мН =

7,4 Н =

Фамилия, имя ____________________________

2 000 г =

45 т =

8,9 кг =

12 ц =

Фамилия, имя ____________________________

3 МН =

25 кН =

2 000 мН =

7,4 Н =

Фамилия, имя ____________________________

2 000 г =

45 т =

8,9 кг =

12 ц =

Фамилия, имя ____________________________

3 МН =

25 кН =

2 000 мН =

7,4 Н =

Инфоурок
›

Другое
›Другие методич. материалы›Исследование зависимости силы упругости от удлинения, определение жесткости пружины через работу с мастером диаграмм в электронных таблицах Excel