Деформация. Закон Гука.
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
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.