Урок физики в 7 классе
Тема: Сила упругости. Закон Гука
1. Ввести понятие силы упругости, выяснить зависимость силы упругости от деформации, объяснить устройство и принцип действия динамометра.
2. Продолжить формирование умений наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент на простейшем оборудовании.
Демонстрации: 1. Деформация линейки под действием груза.
2. Упругая и пластическая деформация.
I. Организационный момент.
Механические явления чрезвычайно многообразны, поэтому, на первый взгляд для их объяснения надо учитывать много различных сил. Но оказалось, что все механические явления можно объяснить с помощью всего трех видов сил. Это:
Силы всемирного тяготения,
II. Актуализация знаний.
-Что же такое сила? Каковы единицы силы?
-Что может произойти с телом, на которое действует сила?
-Что является причиной падения всех тел на землю?
-Какую силу называют силой тяжести?
-В чем причина ее возникновения?
-Как зависит сила тяжести от массы тела?
-На какой из автомобилей – «Волгу» или «Жигули» – действует большая сила тяжести? Почему?
-Объем бензина в баке автомашины уменьшился в 2 раза. Как изменилась при этом сила тяжести бензина? Объясните.
-Что можно сказать о скорости тела, к которому не приложена никакая сила (F = 0)?
2. Решение задачи
Найти силу тяжести, действующую на тело массой 2 кг. Изобразите эту силу графически на чертеже в масштабе 10Н/см.
III. Первичное восприятие и осознание учащимися нового материала.
а) проблемное изложение.
– Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе тела. Она всегда направлена вертикально вниз.
– Представьте себе такую ситуацию, что Землю убрали, её нет. Что тогда произойдет с телом?
– Тело начнет движение вертикально вверх, в противоположную сторону Fт. А, ведь, тело совершает движение, когда на него действует сила. Значит, существует какая – то сила, отличная от силы тяжести.
– А, чтобы узнать, как называется эта сила, вы закончите фразу из стихотворения , которое я вам прочитаю
Вот дощечка через речку,
По ней как речку перейти?
(слайд 1) – Тема сегодняшнего урока « Сила упругости. Закон Гука»
(слайд 2) На все тела, находящиеся вблизи Земли, действует ее притяжение. Под действием силы тяжести падают на Землю капли дождя, снежинки, оторвавшиеся от веток листья. Но когда тот, же снег лежит на крыше, его по-прежнему притягивает Земля, однако он не проваливается сквозь крышу, а остается в покое. Что препятствует его падению? Крыша. Она действует на снег с силой, равной силе тяжести, но направленной в противоположную сторону. Что это за сила? Чтобы ответить на этот вопрос проведём опыт: Для этого возьмем полоску фанеры или линейку, установим ее на две опоры, а сверху положим полиэтиленовый мешочек с речным песком.
-Что произошло с опорой?
-Что произошло с помещенным на нее телом?
-До каких пор прогибалась опора?
Далее демонстрируем растяжение пружины (резинки), сжатие резинового мяча, смещение страниц толстой книги, изгиб линейки, закрепленной с одного конца, закручивание куска ткани.
б) понятие деформации
-Что произошло с телами во всех наблюдаемых случаях?
С. Михалков, «Азбука».
Что случилось? Что случилось?
С печки азбука свалилась.
Больно вывихнула ножку
Прописная буква М,
Г ударилась немножко,
Ж рассыпалась совсем!
Потеряла буква Ю
Очутилась на полу,
Поломала хвостик У!
Ф, бедняжку, так раздуло –
Не прочесть ее никак!
Букву Р перевернуло –
Превратило в мягкий знак!
Буква С совсем сомкнулась –
Превратилась в букву О.
Буква А, когда очнулась,
Не узнала никого.
– Какое явление описывает поэт в своем стихотворение? (деформацию)
(слайд 3) Деформация – это изменение формы или размеров тела.
в) понятие упругой и пластической деформации.
Работа с восковыми и резиновыми шариками
– Деформация, при которой тело восстанавливает свою форму после снятия нагрузки, называется упругой.
– Деформация, которая не исчезает после прекращения внешнего воздействия, называют пластическими.
-Закон Гука справедлив только для упругих деформаций.
(слайд 4) Виды упругих деформаций:
(слайд 5-6) – Что является причиной деформации?
Объяснение причин покоя тел, лежащих на опоре или подвешенных на нити.
На середину горизонтально расположенной доски поставим гирю. Под действием силы тяжести гиря начнет двигаться вниз и прогнет доску, т.е. доска деформируется. При этом возникает сила, с которой опора действует на тело, расположенное на ней.
Вывод: на гирю кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует другая сила, направленная вертикально вверх. Она и уравновешивает силу тяжести. Это и есть сила упругости.
г) определение силы упругости
Буквенное обозначение Fупр
– Увеличение силы упругости происходит при увеличение прогиба опоры.
– Когда Fупр = Fт , то опора и тело останавливаются.
Демонстрация подвеса. Нить (подвес) растягивается. В нити ( подвесе) также возникает сила упругости. При растяжении подвеса сила упругости увеличивается. Если Fупр = Fт , то растяжение прекращается.
– Сила упругости возникает только при деформации тел. Рассматривая взаимодействия бруска на поверхность стола, шарика, подвешенного на нити, вы можете визуально увидеть деформацию опоры или подвеса. В этих случаях Fупр называется силой реакции опоры.
д) объяснение закона Гука.
(слайд 7) – Выясним, от чего зависит сила упругости.
Демонстрация опыта с резиновым шнуром (замена грузов)
lо – первоначальная длина
l– длина шнура после деформации
Удлинение шнура Δl = l – lо
– Опыт показал, что модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо
пропорционален изменению длины тела.
– В этом заключается закон Гука:
Fупр = k ×Δℓ
Δℓ – удлинение тела, k – коэффициент пропорциональности, который называется жесткостью.
IV. Закрепление знаний и умений.
1. Беседа по вопросам:
– Когда возникает сила упругости?
– Что называется деформацией тела?
– Какие виды деформации вы знаете?
– Как формулируется закон Гука?
– как записывается закон Гука?
2. Выполнение заданий (слайд 10, 11, 12)
V. Итог урока.
VI. Домашнее задание
§ 25 (слайд 14)
Блок уроков-исследований «Механические силы»
раскрыть суть трех основных механических сил: силы тяжести (тяготения), силы упругости (вес), силы трения.
ввести понятие силы, как причины изменения скорости тела; охарактеризовать силу модулем, направлением и точкой приложения; ввести понятие силы тяжести, выявить зависимость силы тяжести от массы тела; изучить прибор динамометр и научить им пользоваться; объяснить причины возникновения силы упругости; вывести закон Гука; ввести понятие веса тела; установить отличия веса тела от силы тяжести; ввести понятие равнодействующей силы; выяснить причины появления силы трения, способы ее изменения, а также ее значение.
Обучение приемам исследовательской деятельности, методам, принципам, формам и способам научного исследования, научного познания.- Создание условий для самореализации учащегося через выполнение исследования.- Формирование мотивации исследовательской деятельности.- Формирование творческой активности. – Развитие самостоятельности.
Урок 1 «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести»
объяснение нового материала.
строится на деятельностной основе.
беседа, рассказ, фронтальные лабораторные опыты, обсуждение
иллюстрационный (работа над наблюдениями), репродук-
тивный (проговаривают изучаемый материал), проблемный (ответы
на проблемные вопросы учителя, выдвижение гипотезы), поисковый
(выполнение практических экспериментальных задач), исследова-
тельский метод (выяснение теоретических закономерностей при их
проверке на практике)
мячик, магнит, мячик теннисный, стакан с водой, пружина, динамометр
лабораторный, набор грузов, лист бумаги, перышко.
Я сейчас вам покажу несколько опытов. Вы внимательно посмотрите и ответите мне на вопрос: «Что общего в них?»
Опыт 1. Кидаю мяч с высоты.
Опыт 2. Толкаю мяч рукой (он катится по полу и потом останавливается).
Опыт 3. С помощью магнита сдвигаю с места гвоздики.
Опыт 4. Растягиваю пружину и отпускаю.
Опыт 5. Опускаю теннисный мяч в стакан с водой.
Учащиеся дают свои ответы.
Во всех случаях тело пришло в движении, т.е. изменило свою скорость.
Для того, чтобы изменить скорость тела или вывести его из состояния покоя, надо подействовать на него с силой. Сила – причина изменения скорости.
Во всех опытах происходило взаимодействие двух тел. Поэтому можно сказать, что сила – это мера взаимодействия тел.
Выталкивающая магнитная
В механике сил всего три: сила тяжести F Т.е. сила есть физическая величина.
Опыт 1. Открыть дверь, прилагая сначала небольшое усилие, а потом большое.
Сила характеризуется числовым значением.
Опыт 2. Открыть дверь, действуя на нее с силами, противоположными по направлению.
Сила характеризуется направлением, т.е. это величина векторная.
Опыт 3. Открыть дверь, прилагая силу в разных точках (около петель, около ручки).
Сила зависит от точки приложения.
Сила обозначается буквой F со стрелочкой, а ее модуль той же буквой, только без стрелочки.
На чертеже силу изображают в виде направленного отрезка прямой. Начало отрезка – есть точка приложения силы. Длина отрезка условно обозначает в определенном масштабе модуль силы.
(Делаются записи в тетрадь).
Все тела во Вселенной связаны между собой невидимыми нитями тяготения.
Частью Вселенной является наша Солнечная Система. Из чего состоит Солнечная Система? (из планет, которые двигаются вокруг Солнца). Нашу планету всегда сопровождает Луна. Почему это происходит? (потому что между всеми небесными телами существуют силы притяжения).
Притяжение всех тел Вселенной друг к другу называется всемирным тяготением.
Закон всемирного тяготения был открыт в 1687 году Исааком Ньютоном (небольшое сообщение).
Закон: силы притяжения между телами тем больше, чем больше массы этих тел. Силы притяжения между телами уменьшаются, если увеличивается расстояние между ними.
Как вы думаете, а между нами есть силы тяготения? (да)
Но почему мы их не ощущаем? (потому что у нас маленькие массы, а тяготение властвует во Вселенной, в мире гигантских масс планет, звезд, галактик).
Все стремится друг к другу! Не сожмется ли когда-нибудь Вселенная в комок, где будет все раздавлено чудовищным тяготением? (нет, потому что между телами наряду с силами притяжения существуют силы отталкивания (молекулы)).
Опыт 1. Мяч бросить вертикально вниз.
Опыт 2. Мяч бросить вверх.
Опыт 3. Мяч бросить под углом.
Мяч во всех трех случаях падает на пол.
Опыт 4. Подпрыгнуть вверх как можно выше.
Опыт 5. Прыгнуть с парты вниз.
Приземлимся все равно на полу.
Опыт 6. Бросить одновременно перышко и лист бумаги.
Оба тела упадут на пол.
Потому что Земля притягивает все тела к себе.
Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Сила тяжести является частным проявлением сил всемирного тяготения.
Куда же направлена сила тяжести? (вниз, к центру Земли). Обозначается сила тяжести F
А как выдумаете, если тела одной и той же массы находятся на различной высоте: 1 км, 3 км, 10 км, на какое из этих тел действует большая сила тяжести? (чем выше, тем дальше от центра, а значит, сила тяжести становится меньше с высотой).
На всех ли точках нашей планеты сила тяжести одинакова? (нет, так как с полюсов наша Земля сплюснута, плотность в этих местах больше, а значит, и притяжение больше).
каким-то физическим прибором. Каким? (динамометром (это учащиеся знают с уроков биологии)).
Итак, перед вами прибор для измерения силы.
Название – динамометр лабораторный (динамос – сила, метрио – мерить)
Назначение – измерение сил
Предел – 4 Н (пишем по самому прибору, не называя единиц измерения)
Цена деления – 0,1 Н
Бывают – медицинские (силометры), тяговые, ртутные, электрические, гидравлические.
Но как же назвать единицу измерения, которую вы увидели на самом приборе? Ваши предположения? (в честь Исаака Ньютона)
Значит, единица измерения силы (любая физическая величина имеет единицу измерения) Ньютон.
Перед вами лежат динамометры и наборы грузов. Масса одного груза равна 102 г. Подвесьте, пожалуйста, на динамометр один груз. Вследствие чего растянулась пружина динамометра? (т.к. на тело действует сила тяжести, направленная вниз). Затем подвесьте еще один груз, потом еще один. Увеличивается ли растяжение пружины? А сила тяжести, действующая на один груз, на два груза, на три груза?
Чем больше масса тела, тем больше сила тяжести.
Решение задач задачника В. И. Лукашик, Е. В. Иванова № 287, № 291.
Рабочая тетрадь Р. Д. Минькова урок 23,24, работа дома Стр.48., упр. 10 стр. 67 учебника А. В. Перышкина.
Урок 2 «Сила упругости. Закон Гука».
ластики, два деревянных бруска, полоска картона,
гирька, пружина, резиновый шнур, нить, груз, шарик из пластилина,
динамометр, набор грузов, ход лабораторных работ на отдельных листах.
Из нитки и небольшого груза сделайте отвес. Проверьте с помощью отвеса вертикальность стен.
тела. Но можно изменить скорость отдельных частей тела. У меня в руках резиновый мяч. Сейчас я порошу одного из вас сжать мяч. Видно, что некоторые части тела изменили свою скорость. Мяч изменил свою форму, свои размеры. Если вы сейчас отпустите мяч, то его форма и размеры вернутся в свое первоначальное состояние.
Любое изменение формы и размеров тела называется деформацией.
Сейчас проделаем часть опытов и определим, какие виды деформации бывают.
Опыт 1. Возьмите ластики в руку и согните его. Отпустите. Что вы наблюдали?
Деформацию изгиба. Ластик принял свою первоначальную форму.
Опыт 2. Скрутите ластик. Отпустите. Что вы наблюдали?
Деформацию кручения. Ластик принял свою первоначальную форму.
Опыт 3. Один из вас сожмите мяч. Отпустите его. Что вы наблюдали?
Деформацию сжатия. Мяч принял первоначальную форму.
Опыт 4. Возьмите в руки пружину. Растяните ее. Отпустите. Что вы наблюдали?
Деформацию растяжения. Пружина приняла первоначальную форму.
А теперь ответь мне на вопрос. Знаете ли вы причину возникновения подводных землетрясений? (сдвиг тиктанических плит).
Деформация бывает разных видов: изгиб, кручение, сжатие, растяжение, сдвиг.
Деформация бывает упругой и неупругой.
Опыт 1. Сжать мяч и отпустить. Форма и размеры тела восстановились.
Опыт 2. Беру пластилин. Сдавливаю его. Форма и размеры тела не восстановились.
Вопрос: «Какая из этих деформаций упругая, а какая нет?» Попробуйте сформулировать правило, что такое упругая деформация.
Если тело после деформации возвращается в исходное положение, то деформация является упругой.
Если же тело не возвращается в исходное положение после деформации, то деформация является не упругой.
Мы будем рассматривать с вами только упругие деформации.
этому тела падают на Землю.
Но вот на моем столе лежит книга. Почему же она не падает под действием силы тяжести, а находится в покое? Почему груз, подвешенный на нити, тоже не падает, а покоится?
Значит, существует еще одна сила, которая уравновешивает силу тяжести. Что же это за сила и как она возникает?
У вас на столах лежат два бруска, полоска картона, гирька.
Лабораторная работа «Возникновение силы упругости».
выяснить, что причиной возникновения силы упругости при взаимодействии тел между собой является их деформация.
Указания к работе.
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости. Она направлена вертикально вверх. Она уравновешивает силу тяжести. Обозначается F. Если исчезает деформация, то исчезает и сила упругости.
В данной лабораторной работе полоска картона является опорой для гирьки. Когда сила упругости становится равной силе тяжести, то опора и гирька остановились.
Теперь подвесим тело на нити. Нить растягивается. Нить – это подвес. В подвесе, как в опоре возникает сила упругости.
Лабораторная работа «Зависимость силы упругости от удлинения».
выяснить, что сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины.
Что показывает динамометр? (силу тяжести, равную силе упругости по модулю)
Как зависит сила упругости от удлинения пружины? (чем больше сила упругости, тем больше удлинение).
0 ∆ l, см
∆ l – удлинение тела, м
– сила упругости, Н
k – коэффициент жесткости, Н/ м
Жесткость зависит от того из какого материала сделано тело и формы тела.
Теперь давайте вернемся к нашей лабораторной работе.
Урок 3 «Вес тела. Связь между силой тяжести и массой тела»
иллюстрационный (демонстрации), репродуктивный (проговаривают изучаемый материал), проблемный (ответы на проблемные вопросы учителя, выдвижение гипотезы), поисковый (выполнение практических экспериментальных задач), исследовательский метод (выяснение теоретических закономерностей при их проверке на практике).
два деревянных бруска, полоска картона, гирька, нить, груз,
Дело в том, что вес – это сила. Сейчас мы с вами проведем лабораторную работу и убедимся
Лабораторная работа «Вес тела и невесомость»
сформулировать понятия «вес тела» и объяснить состояние тела, называемое невесомостью.
Вес тела – это сила, с которой тело вследствие своего притяжения к Земле действует на опору или подвес.
Сейчас возьмите в руки динамометр с грузом. Обратите внимание на показания динамометра. Отпустите динамометр. Внимательно смотрите за его показаниями. Пружина динамометра не растягивается. Значит, что веса в данном случае нет.
Невесомостью называется состояние тела, когда его вес равен нулю. Падающее тело не действует на подвес (или опору), но сила тяжести не равна нулю (именно под действием этой силы тело падает).
выяснить сходство и различие между силой тяжести и весом тела.
деревянные бруски (2 шт), полоска картона, гирька.
6. Сделайте выводы.
Вес тела равен по модулю и направлению силе тяжести, действующей на тело. Они отличаются точкой приложения. Сила тяжести возникает вследствие взаимодействия тела с Землей, а вес тела – вследствие взаимодействия тела с опорой или подвесом.
выяснить связь между силой тяжести и массой, вывести численное значение g.
динамометр, набор грузов.
0 m, кг
Сила тяжести и масса тела прямо пропорциональные величины.
≈ 10 Н/кг ≈ 10 Н/кг ≈ 10 Н/кг ≈ 10 Н/кг
Отношение силы тяжести к массе тела есть число постоянное. Оно называется ускорением свободного падения.
m g m g
За единицу измерения силы принята сила, которая за время 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1м/с.
Дополнительные единицы силы: 1кН = 1000 Н; 1Н = 0, 001 кН.
1. Каков ваш вес, если ваша масса кг? Теперь вы убедились, что понятия «вес» и «масса» отличаются. Ваш вес больше вашей массы ≈ в 10 раз.
2. Работа с учебником. Стр. 64. Решение задачи.
§ 26, 27 учебника Перышкина А. В. Рабочая тетрадь Минькова Р. Д. стр. 52 Урок 26, 27, работа дома
В тетради «Я» записать свой вес.
Доклады «Невесомость» и «Сила тяжести на других планетах»
Урок 4 «Невесомость. Сила тяжести на других планетах»
- № 344 (устно).
- № 346 (устно).
Задачник Лукашик В. И., Иванова Е. В.
№ 338, № 342, № 351, № 349 (письменно)
№ 337, № 341.
Урок 5 «Лабораторная работа № 6 «Градуирование динамометра и измерение сил с его помощью». Решение задач»
№ 354, №357 (устно), № 358, № 365 задачника Лукашик В. И., Иванова Е. В.
1. Измеряя удлинение пружины, ученик подвешивал к ней грузы разной массы. Полученные результаты приведены в таблице. По данным этой таблицы постройте график зависимости удлинения пружины от веса тела. По полученному графику определите, каким будет удлинение, если к пружине подвесить груз массой 600 г.
2. На рисунке приведен график зависимости изменения длины резинового шнура от приложенной к нему силы. Найдите удлинение шнура при действии на него силы 10 Н. Чему равна жесткость шнура?
∆ l, м
0 10 20 30 40 F, Н
3. Шарик массой 100 г, висящий на резинке, растянул ее на 1 см. Найдите жесткость резинки.
4. Какой груз нужно подвесить к пружине жесткостью k = 600 Н/м, чтобы растянуть ее на 4 см?
№ 359, 360 задачника Лукашик В. И., Иванова Е. В.
Урок 6 «Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая двух сил»
проверка умений учащихсяобъяснение нового материала.
демонстраций, самостоятельная работа.
демонстрационный со столиком, лабораторный динамометр,
грузы разного веса, канат, карточки с самостоятельной работой.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «СИЛА ТЯЖЕСТИ. С ИЛА УПРУГОСТИ. В ЕС ТЕЛА»
Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих си
Опыт 1. Давайте сейчас попробуем сдвинуть парту: сначала сдвигает один человек, а потом двое в одну сторону. « Эх, ухнем!»
Вдвоем сдвинуть парту легче, так как приложены две силы и, причем в одну сторону.
Опыт 2. Подвесим к лабораторному динамометру два груза весом 1 Н и 2 Н. Заметим показания динамометра. Затем снимем эти грузы с динамометра, а подвесим груз весом 3 Н. Заметим показания динамометра.
Показания динамометра и в первом и втором случае одинаковы. Это значит, что в первом случае две силы 1 Н и 2 Н складываются. Результирующая сила направлена в ту же сторону, что и сами силы.
Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих сил.
Опыт 1. Давайте разделимся на две группы. А теперь поиграем в русскую народную игру: перетягивание каната. Начали. Победила та группа, у которой на данный момент силы было больше. « Когда в товарищах согласья нет, на лад их дело не пойдет!»
Силы направлены в разные стороны. Результирующая сила направлена в сторону большей по модулю силы. Как вы думаете, она больше чем ваши силы или меньше? (меньше).
Опыт 2. Возьмем демонстрационный динамометр со столиком. Поставим на него гирю весом 5 Н (сила направлена вниз). Обратим внимание на показания динамометра. Теперь подействуем на столик силой, равной 2 Н в противоположную сторону. Показания динамометра изменились. Он теперь показывает 3 Н.
Силы направлены в противоположные стороны, равнодействующая сила равна разности сил, приложенных к телу.
Равнодействующая двух сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а ее модуль равен разности модулей составляющих сил.
А теперь вернемся к нашей на столе лежащей книге. На книгу действуют две силы: сила тяжести и сила упругости опоры. Они направлены противоположно, а по модулю равны. Значит, их разность даст нам 0. Т.е. результирующая сила равна нулю, а это значит, что книга находится в покое. Говорят, что силы уравновешивают друг друга.
Тело также может двигаться равномерно и прямолинейно при равенстве модулей сил и противоположно направленных.
4. Закрепление материала.
№ 377, № 376 (устно), № 371, № 381 (устно), № 382. (задачник Лукашик В. И., Иванова Е. В.)
5. Домашнее задание.
§ 29 прочитать учебник Перышкин А. В., стр. 58 Работа дома Рабочая тетрадь Минькова Р. Д. (стр. 59 не надо);
№ 370, № 379.
Урок 7 «Сила трения. Сила трения скольжения. Сила трения покоя».
динамометр лабораторный, брусок с крючком, 3 груза, кусок клеенки,
растительное масло, два карандаша, лупа, доска деревянная (шероховатая),
ход лабораторной работы.
№ 1 упр.11 учебника Перышкина А. В.,
На тело в горизонтальном направлении действуют две силы- 10 Н и 20 Н. Изобразите эти силы, взяв масштаб 1 см – 10 Н. Сколько вариантов рисунка вы можете сделать? Чему равна равнодействующая этих сил?
3. Изучение нового материала.
Мы с вами прошли две основные силы механики: силу тяжести (тяготения), силу упругости (вес). Осталось рассмотреть последнюю силу – это силу трения.
Сейчас я вам предлагаю посмотреть на изображения на фотографиях. Давайте обсудим каждую из них.
Что общего во всех этих случаях? (скорость движения постепенно снижается, тело тормозит).
Как вы думаете, почему тело тормозит? (возникает сила, препятствующая движению)
При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называют трением. А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения. Она обозначается F
Причины возникновения силы трения:
Даже гладкие на вид поверхности тел имеют неровности, бугорки, царапины. На рис.79 (а) неровности изображены в увеличенном виде. Когда оно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга, что создает некоторую силу, задерживающую движение.
Опыт. Рассматривание двух поверхностей через лупу.
скольжения качения покоя (покой относителен!)
(санки, машина) (качели, роликовые (книжный шкаф)
«Измерение силы, которая возникает при движении бруска с грузом по парте, по клеенке»
измерить силу динамометром, определить ее вид; определить способ уменьшения силы трения.
ксимальная сила трения покоя больше, чем сила трения скольжения.
Способы изменения силы трения
увеличение уменьшение
увеличение увеличение шлифование смазка уменьшение обтекаемая
нагрузки шероховатости нагрузки форма
1. Какой вид трения проявляется при: а) ходьбе, беге; б) держании предметов в руках; в) катании с горы на санках; г) беге на лыжах; д) катании на роликовых коньках?
2. в каком случае требуется большая сила: при сдвигании вагона с места или когда уже сдвинутый вагон продолжают толкать?
3. С какой целью зимой задние колеса грузовых автомобилей перевязывают цепями?
§ 30, 31 учебника Перышкина А. В.
Подумать над вопросом: «Если бы не было силы трения, чтобы было?»
Одному из учащихся (по желанию) дать провести ряд опытов по проявлению силы трения.
Урок 8 «Трение в природе и технике»
§ 32 учебника Перышкина А. В. рабочая тетрадь Минькова Р. Д. стр. 63 работа дома (№ 2, 3).
Урок 9 Контрольная работа по теме: «Сила»
Сила тяжести
Сила тяжести — это сила, с которой планета притягивает к себе тела, находящиеся на поверхности или вблизи неё. Сила тяжести направлена к центру планеты (вниз) и равна произведению массы тела m на ускорение свободного падения g:
Данная сила действует на любой объект, обладающий массой, и мы постоянно ощущаем действие этой силы на себе. Ускорение свободного падения не зависит от массы тела, вблизи Земли g ≈ 10м/c2.
Например, на человека массой 60 кг действует сила тяжести, равная 600 Н.
Вес тела и реакция опоры
Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес. В свою очередь со стороны опоры на тело действует сила реакции опоры. Сила реакции опоры равна по модулю весу тела и противоположна по направлению. Подвес действует на тело с силой натяжения подвеса, равной по модулю весу тела и противоположной по направлению.
Если тело не касается опоры или подвеса, то его вес сила реакции опоры равны нулю.
Сила упругости
Fвнеш = kΔx. Коэффициент k называется жесткостью тела и измеряется в Н/м.
Сила упругости равна по модулю деформирующей силе и направлена в противоположную сторону:
Таким образом, сила упругости вычисляется по формуле: Fупр = kΔx.
Сила трения
Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Сила трения направлена в сторону, противоположную направлению движения или направлению предполагаемого движения. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей.
Если попробовать сдвинуть с места шкаф, то он будет оставаться в покое до тех пор, пока приложенная сила не достигнет определенного значения. Между шкафом и поверхностью пола возникает сила трения покоя Fтр.покоя, равная по модулю и противоположная направлению приложенной силы F:
С ростом приложенной силы, будет расти и сила трения покоя. Шкаф останется на месте до тех пор, пока приложенная сила не превысит максимально возможное значение силы трения покоя Fтр.max, и уже после этого начнется движение.
Сила трения скольжения равна максимальной силе трения покоя и пропорциональна силе реакции опоры N между трущимися поверхностями: Fтр = Fтр.max = μN. Сила реакции опоры N равна по модулю силе нормального давления P со стороны тела на опору. Значит, силу трения можно вычислять по формуле Fтр= μP. Коэффициент трения μ определяется материалами соприкасающихся тел. Сила трения скольжения не зависит от площади соприкосновения.
Сила Архимеда
На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила. Данная сила называется силой Архимеда, направлена вверх и вычисляется по формуле: FA = ρgV. Здесь ρ — плотность тела, g — ускорение свободного падения, V — объем погруженной части тела.
Условия плавания тел:
Условия плавания тел определяются соотношением между плотностью тела и плотностью жидкости:
ρтела = ρжидкости — тело плавает
ρтела < ρжидкости — тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.
Если плотность тела меньше плотности жидкости, то объем погруженной части тела вычисляется по формуле:
Сила сопротивления среды
Сила сопротивления возникает при движении тела в жидкости или газе. Она направлена противоположно скорости движения тела относительно среды и тормозит движение тела.
Величина силы сопротивления зависит от размеров, формы, состояния поверхности, скорости относительно среды и от свойств среды.
Сила натяжения нити
Важно особенностью нити является равенство сил натяжения на ее концах, а в случае с нерастяжимой нитью — передача модуля ускорения от одного конца к другому (в задачах — от одного тела к другому, связанному с первым). При этом не обязательно должны совпадать направления ускорений тел, но обязательно совпадают модули.
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Ютазинская СОШ»
Открытый урок по физике 7 класс
«Решение задач по теме «Сила упругости. Вес тела. Сила тяжести»»
Филиппов Станислав Викторович
учебник, сборник задач.
Представь себя и футбольный мяч. Ты можешь находиться рядом с мячом, но если ты не прикасаешься к нему, тогда взаимодействия между тобой и мячом не происходит. Однако в тот момент, когда ты бьёшь по мячу, он либо , либо меняет направление движения, и ещё при этом он .
Величину взаимодействия тел характеризует физическая величина — ((F)).
Сила является причиной изменения скорости движения, направления движения или же деформации тела.
Единицей измерения силы является ньютон (Н). Силу измеряют динамометром.
Рис.
. Динамометры
Рис.
. Динамометр общего назначения с пределом измерения (400) кН
Силы могут быть различными — как вызывающие движение, так и замедляющие движение.
вызывает движение и поддерживает его. Она действует в направлении движения. Силу тяги может создать, например, двигатель автомобиля, конь, который тянет повозку, человек, который что-либо тянет или толкает.
— это сила, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого тела.
Направление силы трения противоположно направлению движения, она замедляет движение.
Рис.
. Силы, действующие на тело
действует на тело, движущееся в жидкой или газообразной среде. Она направлена противоположно направлению движения и замедляет движение.
Рис.
. Силы, действующие на тело
возникает при деформации тела. Она восстанавливает форму и размеры тела. Причиной возникновения силы упругости является взаимодействие молекул или атомов.
Сила упругости возникает при деформации тела (растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг).
Силы упругости удерживают тела, которые подвешены на растяжках или укреплены на опорах. Против силы притяжения Земли, которая тянет тело вниз, всегда в противоположном направлении действует такая же по величине сила упругости. Например, мосты удерживает сила упругости, которая уравновешивает силу притяжения Земли.
Рис.
. Мост в г. Сан-Франциско