Физика - Поурочные планы к учебникам Г. Я. Мякишева, С. В. Громова и В. Л. Касьянова 10 класс
Сила упругости - ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ
Цель: объяснить возникновение силы упругости.
Ход урока
I. Повторение. Беседа
1. Сформулируйте закон инерции.
2. При каких условиях скорость тела остается неизменной?
3. Дайте определение силы и назовите единицы силы.
4. Сформулируйте II закон Ньютона.
5. Сформулируйте III закон Ньютона.
6. Для каких фундаментальных взаимодействий применим III закон Ньютона?
II. Самостоятельная работа
Вариант I
1. Единицей измерения какой физической величины является Ньютон?
A. Силы.
Б. Массы.
B. Работы.
Г. Энергии.
Д. Мощности.
2. Кто открыл закон инерции?
A. Гераклит.
Б. Аристотель.
B. М. Ломоносов.
Г. Г. Галилей.
Д. И. Ньютон.
3. Тело движется прямолинейно с постоянной скоростью. Какое утверждение о равнодействующей всех приложенных к нему сил правильно?
A. Не равна нулю, постоянна по модулю и направлению.
Б. Не равна нулю, постоянна по направлению, но не по модулю.
B. Не равна нулю, постоянна по модулю, но не по направлению.
Г. Равна нулю.
Д. Равна нулю или постоянна по модулю и направлению.
4. Тело движется равноускоренно и прямолинейно. Какое утверждение о равнодействующей всех приложенных к нему сил правильно?
A. Не равна нулю, постоянна по модулю и направлению.
Б. Не равна нулю, постоянна по направлению, но не по модулю.
B. Не равна нулю, постоянна по модулю, но не по направлению.
Г. Равна нулю или постоянна по модулю и направлению.
5. Две силы F1 = 3Н и F2 = 4Н приложены к одной точке тела. Угол между векторами этих сил составляет 90°. Определите модуль равнодействующей сил.
A. 1 Н.
Б. 5 Н.
B. 7 Н.
Г. 25 Н.
Д. Среди ответов А-Г нет правильного.
6. На тело действует сила тяжести 30 Н и сила 40 Н, направленная горизонтально. Каково значение модуля равнодействующей этих сил?
A. 10 Н.
Б. 70 Н.
B. 50 Н.
Г. 250 Н.
Д. Среди ответов А-Г нет правильного.
7. Равнодействующая всех сил, приложенных к телу массой 5 кг, равна 10 Н. Каковы скорость и ускорение движения тела?
A. Скорость 0 м/с, ускорение 2 м/с2.
Б. Скорость 2 м/с, ускорение 0 м/с2.
B. Скорость 2 м/с, ускорение 2 м/с2.
Г. Скорость может быть любой, ускорение 2 м/с2.
Д. Скорость 2 м/с, ускорение может быть любым.
Е. Скорость и ускорение могут быть любыми.
8. Под действием силы ЮН тело движется с ускорением 5 м/с2. Какова масса тела?
A. 2 кг.
Б. 0,5 кг.
B. 50 кг.
Г. Масса может быть любой.
Вариант 2
1. Единицей измерения какой физической величины является килограмм?
A. Силы.
Б. Массы.
B. Работы.
Г. Энергии.
Д. Мощности.
2. Кто открыл закон инерции?
A. Аристотель.
Б. Гераклит.
B. М. Ломоносов.
Г. И. Ньютон.
Д. Г. Галилей.
3. Тело движется прямолинейно с постоянной скоростью. Какое утверждение о равнодействующей всех приложенных к нему сил правильно?
A. Не равна нулю, постоянна по модулю, но не по направлению.
Б. Не равна нулю, постоянна по модулю и направлению.
B. Равна нулю, постоянна по модулю и направлению.
Г. Равна нулю или постоянна по модулю и направлению.
Д. Равна нулю.
4. Тело движется равноускоренно по окружности . Какое утверждение о равнодействующей всех приложенных к нему сил правильно?
A. Не равна нулю, постоянна по модулю, но не по направлению.
Б. Не равна нулю, постоянна по направлению, но не по модулю.
B. Не равна нулю, постоянна по модулю и направлению.
Г. Равна нулю или постоянна по модулю и направлению.
Д. Равна нулю.
5. Две силы F1 = 2Н и F2 = 3Н приложены к одной точке тела. Угол между векторами этих сил составляет 90°. Определите модуль равнодействующей сил.
A. 1 Н.
Б. 5 Н.
B. 13 Н.
Г. 13 Н.
Д. Среди ответов А-Г нет правильного.
6. На тело действует сила тяжести 40 Н и сила 30 Н, направленная горизонтально. Каково значение модуля равнодействующей этих сил?
A. 250 Н.
Б. 50 Н.
B. 70 Н.
Г. 10 Н.
Д. Среди ответов А-Г нет правильного.
7. Равнодействующая всех сил, приложенных к телу массой 3 кг, равна 6 Н. Каковы скорость и ускорение движения тела?
A. Скорость 0 м/с, ускорение 2 м/с2.
Б. Скорость 2 м/с, ускорение 0 м/с2.
B. Скорость 2 м/с, ускорение 2 м/с2.
Г. Скорость может быть любой, ускорение 2 м/с2.
Д. Скорость 2 м/с, ускорение может быть любым.
Е. Скорость и ускорение могут быть любыми.
8. Тело массой 2 кг движется с ускорением 4 м/с2. Какова равнодействующая всех приложенных к телу сил?
A. 2 Н.
Б. 0,5 Н.
B. 8 Н.
Г. Равнодействующая может иметь любое значение.
Ответы к самостоятельной работе.
|
Вариант 1 |
А |
Г |
Г |
А |
Б |
В |
Г |
А |
|
Вариант 2 |
Б |
Д |
Д |
В |
В |
Б |
Г |
В |
III. Изучение нового материала
Законы динамики справедливы для любого фундаментального взаимодействия:
1. Гравитационного
2. Слабого
3. Электромагнитного
4. Сильного
Электромагнитные и гравитационные взаимодействия являются дальнодействующими, поэтому именно они определяют характер макроскопического движения от молекулярного уровня до масштабов Вселенной.
Все механические явления в макромире определяются электромагнитными и гравитационными взаимодействиями.
Среди сил электромагнитной природы влияние на механическое движение тела оказывают две силы упругости и трения.
Давайте определим условия возникновения силы упругости.
Эксперимент 1
Возьмите пружину и растяните ее руками, затем отпустите: пружина стремится вернуться в положение равновесия.
Эксперимент 2
Теперь сожмите пружину. После того как ее отпустите, она вернется в первоначальное положение.
- Благодаря какой силе пружина возвращается в первоначальное положение? (Это происходит под действием силы упругости.)
- Скажите, какое условие необходимо, чтобы была сила упругости? (Тело должно быть деформировано.)
При исчезновении деформации исчезают силы упругости. Твердые тела сохраняют свой объем и форму, при любой попытке их деформировать, возникают силы упругости.
Попробуйте сжать жидкость в бутылке. Сила упругости не замедлит сказаться. Возникает сила упругости при сжатии в насосе воздуха.
Вывод: сила упругости возникает всегда при попытке изменить объем или форму твердого тела, объема жидкости, при сжатии газа.
Деформация тела возникает лишь в том случае, когда различные части тела совершают различные перемещения.
Рассмотрим возникновение сил упругости в твердом кристаллическом теле. В таких телах атомы располагаются упорядоченно, силы притягивания и отталкивания компенсируют друг друга.
При увеличении межатомного расстояния (растягивание пружины) атомы притягиваются друг к другу (пружина стремится сжаться). При уменьшении расстояния атомы отталкиваются.
Воздействие тела на опору (чайник стоит на столе, давит на стол) приводит к ее сжатию. При этом возникает встречная сила - сила упругости (сила реакции опоры).
При малых деформациях тел связь силы упругости с величиной деформации проста. Она была открыта экспериментально английским физиком Робертом Гуком, современником Ньютона.
Учащиеся самостоятельно читают закон Гука (с. 101) и отвечают на следующие вопросы:
1. Сформулируйте закон Гука.
2. Каков физический смысл жесткости пружины?
3. Что обозначает «-»?
4. Определите границы применимости.
Домашнее задание
П. 36, 37.