Цель: объяснить возникновение силы упругости. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
Ход урока
I . Организационный момент
II . Проверка домашнего задания
1. Сформулируйте понятие силы.
2. Дайте определение силы и назовите единицы силы.
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.
IV . Закрепление изученного
Учащиеся самостоятельно читают закон Гука и отвечают на следующие вопросы:
1. Сформулируйте закон Гука.
2. Каков физический смысл жесткости пружины?
3. Что обозначает « k »?
4. Определите границы применимости.
Домашнее задание
§ 34-35. Упражнение 13