Фрагмент урока на тему " Силы в природе - силы упругости..."

Фрагмент урока на тему «Силы в природе: силы упругости…»

«Как это удивительно – обнаружить, что все явления

природы управляются столь небольшим числом сил!»

Майкл Фарадей

Подготовительный этап

Мотивационный этап. (Ресурсы: лист ватмана и 4 листа цветной бумаги для визуальной организации рабочего пространства, стикеры, маркеры, малярный скотч.)

Цель: психологически настроить обучающихся на учебную деятельность.

Преподаватель: Добрый день, уважаемые ребята. Давайте познакомимся. Вы – студенты 1 курса, специальность -? (Запишем маркером на листе ватмана, закреплённом на доске). Меня зовут Наталья Борисовна Хомутская, и я приглашаю вас к сотрудничеству и надеюсь, что у нас с вами сегодня будет продуктивное взаимодействие. В ходе занятия познакомимся поближе. Сколько человек присутствует на уроке? Работаем сегодня в группах, в ходе урока состав групп будет меняться, кроме «хозяина» стола. (Преподаватель объясняет ребятам их действия на этом этапе, показывает визуальное рабочее пространство, организованное на доске с помощью ватмана и 4 ^х листов цветной бумаги. Группы выбирают хозяина стола, его имя и фамилию записывают на стикер и передают преподавателю. Хозяин стола всегда остаётся на своём месте).

О чём сегодня мы будем говорить попробуем определить вместе. Слушайте внимательно, смотрите на экран. Потом каждый участник на стикере записывает лаконично слово, которое будет наилучшим образом отображать то, о чём говориться в стихотворении. Готовы к работе? Поднимем руки, если готовы!

В физике нет абсолютной свободы

Мы изучаем законы природы, (Слайд №2)

Нас окружают повсюду поля, (Слайд №3)

Всякую массу притянет Земля! (Слайд №4)

Кружит в пространстве Галактика наша,

В центре скопление, звёздная каша, (Слайд №5)

Только фрагменты увидит наш глаз,

Силы природные скрыты от нас! (Слайд №6)

Проходит свет через кристалл, (Слайд №7)

А ток течёт через металл, (Слайд №8)

И удивительный эффект

Наш постигает интеллект! (Слайд №9)

(Каждый участник берёт стикер и записывает лаконично слово, которое будет отражать нашу тематику, «хозяин» стола собирает записи студентов и на новом стикере с одной стороны записывает № стола и фамилии студентов, сидящих за этим столом, а с другой – слово, которое наиболее часто встречается в записях и передаёт преподавателю. Этот стикер закрепляется на цветном листе. Та группа, слово которой наиболее близко к правильному отображению смысла, получает в свою копилку 5 баллов. При такой организации процесса работают все, даже молчуны!)

Обучающиеся: Силы природы (законы природы и т.д.) (Слайд №10)

Преподаватель: в жизни человека много встречается различных словосочетаний, связанных со словом СИЛА. Мы говорим - сила ветра, сила образа, сила слова, сила любви, сила духа. сила внушения, сила красоты, сила молитвы, а мы сегодня поговорим о силах природы.

На Земле, в Галактике, во Вселенной огромное количество тел и все они каким – то образом взаимодействуют друг с другом. Знаменитый физик Майкл Фарадей однажды сказал: «Как это удивительно – обнаружить, что все явления природы управляются столь небольшим числом сил!» (Слайд №11). Как вы думаете, сколько видов взаимодействий существует в природе? (Слайд №12).

В разделе «Механика» мы встретимся с двумя видами взаимодействий – гравитационным и электромагнитным.

Основными видами сил в «Механике» являются гравитационные силы, силы упругости и силы трения. (Слайд №13).

Актуализация знаний. (Ресурсы: ватманы, маркеры, учебники)

Цель: проверка усвоения знаний обучающихся по теме «Сила».

Преподаватель: ребята, вам сейчас предстоит проделать очень важное задание! Прежде чем мы перейдем к изучению вопроса о природных силах, давайте вспомним из предыдущих уроков, из школьной физики 7 класса, из жизненного опыта и попробуем на ватмане фломастерами изобразить все ассоциации, связанные со словом СИЛА. Можно пользоваться учебниками и Интернетом. (5 мин)

Задание: создать групповой кластер с ключевым словом «Сила». (Преподаватель объясняет обучающимся смысл слова «Кластер» (Слайды №14, 15). Каждая группа подписывает свой ватман. Делаем ПЕРЕХОД по часовой стрелке по 3 человека от каждого стола 2 мин на общение). Пообщались, молодцы! Кто желает представить свой проект и заработать в свою копилочку баллы?

КЛАСТЕР означает пучок, созвездие, гроздь

1. В центре листа расположить ключевое слово, которое является сердцем текста.

2. Вокруг «накидать» слова, словосочетания, образы, подходящие для данной темы.

3. По мере записи, появившиеся слова соединяются прямыми линиями с ключевым понятием. У каждого из «спутников» в свою очередь могут появиться тоже «спутники».

(Преподаватель во время работы над кластерами консультирует ребят).

Преподаватель: Ребята, теперь давайте посмотрим на экран и ответим на вопросы, дополняя свой кластер.

- Что называют силой в физике? (Слайд 16)

- Как обозначают силу в физике?

- В каких единицах измеряется сила?

- Чем характеризуют силу?

(Обучающиеся работая в группах, дополняют свой кластер ответами на поставленные вопросы. Затем появляются ответы, и студенты сверяют их со своими ответами.

МП: такая форма работы вовлекает обучающихся в подготовку к уроку, развивает творческие способности, интерес к предмету.

Формулирование темы урока. Целеполагание. (Смысловое чтение)

Преподаватель: И так, мы уже с вами поняли, что на нашем уроке речь пойдёт о силах в природе. Давайте вместе прочитаем стихотворенье и ответим на вопрос - какую силу мы будем изучать первой?

В реальном мире, без сомнения, (Слайд № 22)

Не обойтись без тяготения.
Земля притягивает нас,

Не отпуская ни на час.
Но почему в обычной жизни

Лежат тетради на столе,

Сидим на стуле мы спокойно,

Что не пускает нас к земле?

Вопрос: Почему мы можем спокойно сидеть на стульях? Что не пускает нас к земле и препятствует силе тяжести?

(Каждый участник берёт стикер и записывает лаконично слово, которое будет ответом на поставленный вопрос, «хозяин» стола собирает записи студентов и на новом стикере с одной стороны записывает № стола и фамилии студентов, сидящих за этим столом, а с другой – слово, которое наиболее часто встречается в записях и передаёт преподавателю. Этот стикер закрепляется на цветном листе. Та группа, слово которой наиболее близко к правильному отображению смысла, получает в свою копилку 5 баллов).

Методические пояснения (далее МП): использование стихотворных форм на уроке физики создаёт благоприятную атмосферу, развивает мышление, служит мотивом для работы.

Обучающиеся: сила упругости.

Преподаватель: правильно, молодцы! Мы изучаем силу упругости.

Запишем в свою тетрадь тему урока «Силы в природе – сила трения, сила тяжести, сила упругости»

А первой мы будем изучать силу упругости. Запишем цели, которых нам надо достигнуть:

«Открытие» новых знаний (Ресурсы: штатив, пружинка, 4 маленькие бутылки с водой, 4 шприца или 8 целлофановых пакетиков, 4 воздушных шарика, завязочки, 4 широких ёмкости, 4 стаканчика, пластилин, мел и деревянные фигурки, сводные таблицы, графики, таблички для результатов).

Цели, которых нам надо достигнуть при изучении силы упругости:

• сформировать понятие о силе упругости, раскрыть её природу, причины возникновения; рассмотреть проявление силы упругости в окружающем мире.

• изучить закон Гука, которому подчиняется сила упругости.

Преподаватель: (Рукой воздействует на пружинку, растягивая её, а затем отпускает.) Хорошо известно, что для того, чтобы сжать или растянуть пружину необходимо приложить некоторую силу. Когда я деформирую пружину, в ней возникают силы действующие на мои руки. При исчезновении деформации одновременно исчезают и силы. Эти силы называют силами упругости. (На экране появляются разные виды деформаций). По характеру смещения частей тела, (а точнее молекулярных слоёв внутри него) друг относительно друга, различают пять видов деформаций: 1. Растяжение; 2.Сжатие; 3. Сдвиг; 4. Кручение 5. Изгиб. (Слайды 24 - 26).

Физкультминутка. (2 мин)

Запомнили виды деформаций! Давайте продемонстрируем их в своих физических упражнениях.

Преподаватель: (обучающимся предлагается встать со своих мест, и, закрепляя виды деформаций, показать с помощью своего тела все 5 видов деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб).

Молодцы! Хорошо у вас всё получилось.

И так, вернёмся к силам упругости. Силы упругости возникают при деформации тел.

Деформация — это изменение объема или формы тела. (Слайд №27)

Силы упругости возникают также и при попытке деформировать тело. Например, при ударе по наковальне, возможно вам не хватит силы, чтобы её деформировать. Это значит, что силы упругости воспрепятствовали деформации. (Можно использовать монету 5 рублей и молоток). (Слайд № 28).

Как вы знаете, жидкости не сохраняют форму, а газы не сохраняют ни объём, ни форму.

Как вы думаете, возникают ли в них силы упругости? Давайте поэкспериментируем.

Перельём воду из одной ёмкости в другую, то это не вызовет сил упругости. Нальём воду в широкую емкость и попробуем её сжать руками, мы не ощутим сопротивления нашим усилиям. Зато, если мы нальём воду в шприц и плотно закроем отверстие пальцем и начнём двигать шток шприца, то ощутим силу сопротивления со стороны воды в результате возникновения сил упругости. (Слайд №28).

Тоже самое можно сказать и о газах, если мы попытаемся сжать воздушный шарик, то тоже встретим сопротивление. (Слайд №28).

Таким образом, мы выяснили при каких случаях возникают силы упругости в твёрдых, жидких и газообразных телах.

Сделаем вывод: силы упругости возникают при попытке изменить форму или объём твёрдого тела или при попытке изменить объём жидкости или при сжатии газа. (Слайд №29)

Теперь поговорим о типах деформации, они бывают упругие и неупругие. Возьмём три твёрдых тела: мяч, пластилин, мел и деревянные фигурки. Попробуем их с деформировать. Что у нас получилось? Два тела (пластилин и мел) не восстановили свою форму, а мяч восстановил.

При неупругой деформации тело не восстанавливает свою исходную форму. Например, если достаточно сильно ударить молотком по монете, то она деформируется и уже никогда не восстановит свою первоначальную форму.

При упругой деформации тело восстанавливает исходные размеры и форму сразу после прекращения действия сил, вызвавших деформацию. Примером упругой деформации может послужить отскок мяча от пола.

При ударе мяча о пол нижняя часть мяча резко останавливается, в то время как верхняя часть мяча всё ещё движется по инерции. То есть при этом различные части мяча совершают различные перемещения. В результате мы видим, как мяч на короткое время сплющивается. Но как только он перестаёт взаимодействовать с полом его форма восстанавливается. (Слайд №30).

(МП: жизненные ситуации служат мотивом для усвоения и запоминания материала.)

Очевидно, что тем больше деформация, тем большие силы упругости возникают в теле.

Связь силы упругости тела с мерой его деформации была установлена Робертом Гуком. В своих экспериментах он установил следующее: «При упругой деформации растяжения или сжатия, удлинение тела прямопропорционально приложенной силе». (Слайд № 31)

Математически этот закон описывается просто .

Обратите внимание, что мы записали закон не в векторной форме, — удлинение пружины, а - коэффициент жесткости. Легко понять, что коэффициент жёсткости измеряется в Н/м. Для каждого материала коэффициент жёсткости определяется экспериментально и зависит от геометрических размеров тела, от материала, из которого изготовлено тело. Сила упругости всегда препятствует деформации, поэтому проекция силы упругости на ось х всегда отрицательна.

Теперь я вам предлагаю посмотреть видео - опыт, который, когда - то проделал Роберт Гук. После просмотра заполните таблицы, которые лежат у вас на столах и по полученным данным постройте зависимость между силой упругости тела и его удлинением. Какая зависимость у вас получилась? Проверим! Чей стол получит 5 баллов? Смотрим слайд №32.

Описание опыта.

Силы упругости пружины уравновешивают силу тяжести, когда мы подвешиваем грузики на ней. Масса каждого грузика 100 г, то есть 0,1 кг. Сила тяжести всегда равна произведению mg. Таким образом, в нашем случае сила тяжести, действующая на каждый грузик, равна 0, 98 Н, что примерно составляет 1 Н. Каждый раз, когда мы подвешиваем ещё один грузик, сила упругости увеличивается примерно на 1 Н. Если теперь мы измерим удлинение пружины, то убедимся, что с каждым последующим грузом оно увеличивается на 1 см.

Если мы построим график зависимости силы упругости от удлинения, то убедимся, что он будет являться прямой линией. Это говорит о том, что сила упругости, возникающая при упругой деформации прямопропорциональна удлинению тела.

Необходимо отметить, что закон Гука выполняется только при упругих деформациях, когда изменение длины тела невелики по сравнению с его размером. «Каково удлинение такова и сила».

Первичное закрепление знаний (7 мин)

Для закрепления пройденного материала каждая из групп создаёт за 5 минут кластер с ключевым словом «Сила упругости».

Задание: создать групповой кластер с ключевым словом «Сила упругости». (5 мин.). Делаем ПЕРЕХОД по часовой стрелке по 3 человека от каждого стола, 2 мин на общение). Пообщались, молодцы! Кто желает представить свой проект и заработать в свою копилочку баллы? 5 баллов

Подведение итогов и рефлексия

Подведём итог выше сказанному и запишем основные выводы. У вас на столах лежат таблицы «Основные выводы», по слайду №34 заполним их.

Сила упругости – это одна из самых значимых сил в природе. Ведь только благодаря этой силе ткани растений, животных и человека способны выдерживать огромные нагрузки и при этом не сломаться, и не разрушиться. Я думаю вам не раз приходилось наблюдать такую картину, как под порывом ветра сгибаются деревья (Слайд № 35), под тяжестью снега прогибаются ветки деревьев (Слайд №36), стайки птиц склоняют веточки, на которых они сидят (Слайд №37), в августе – сентябре созревшие гроздья винограда клонят виноградную лозу (Слайд №38), но в результате действия силы упругости они могут восстановить свою прежнюю форму.

Все тела, находящиеся на Земле, способны выдерживать силу атмосферного давления только благодаря силе упругости.

- Давайте оценим себя, свой вклад в коллективной работе. Слайд №39

- Для этого у вас есть специальный листок. Изобразите на нем свое эмоциональное состояние по результатам урока.

- Насколько для каждого из вас был полезен и результативен урок? Оцените себя в коллективной работе по десятибалльной шкале.

(Пока студенты заполняют карточки преподаватель подсчитывает баллы участников и оценивает их).

Д/З. Консультирование. (Слайд №40)

- Домашнее задание у вас будет творческим. Сфотографируйте и сбросьте в группу

- Всего доброго вам, спасибо за сотрудничество! Молодцы!

Организация сбора информации со стикерами

6