Ашық сабақ
Тақырыбы: «Гук заңы»
Өткізген: Амербекова Л.К.
Сабақ тақырыбы: Гук заңы
Сабақ мақсаты:
Білімділік: серпімділік күшін анықтау, денелердің әртүрлі диформациялануын түсіндіріу.
Дамытушылық: күш пен деформация шамасын түсіне білуге, формулаларды пайдаланып есеп шығаруға, Гук заңын қолдану шектілігінбілуге үйрету.
Тәрбиелік: Гук заңын дұрыс қолдана отырып есепшығаруға және пәнге деген сүйіспеншілігін арттыру.
Көрнекілігі: суреттер, кесте, жүктер жинағы, штатив, динамометр, серіппе, резеңке таспа.
Әдісі: түсіндірмелі баяндау, сұрақ-жауап, салыстыру, тәжірибелік.
Түрі: жаңа информация берілетін сабақ.
Типі: жаңа білімді меңгерту сабағы.
Сабақтың барысы:
І кезең. Ұйымдастыру. Құралдарын тексеру.
ІІ кезең. Үй тапсырмасын тексеру. Тест-сұрақтар.
І нұсқа
1.Денелердің өзара әрекеттесу кезіндегі жылдамдықтың өзгеру дәрежесін анықтайтын физикалық шама:
А)тығыздық В)масса С)күш
2.Масса бірлігі:
А)кг В)Н С)кг/м3
3.Заттың көлем бірлігіндегі массасына тең физикалық шама?
А)тығыздық В)масса С)күш
4.Күш дегеніміз не?
А)денелердің өзара әрекеттесуін сипаттайтын шама В)жылдамдық өзгерту дәрежесін сипаттайтын шама С)дененің күшін сипаттайтын шама
5.Дене пішіні немесе өлшемдері өзгеруін көрсететін құбылыс.
А)инерция В)деформация С)дұрыс жауабы жоқ
ІІ нұсқа
1.Масса дегеніміз не?
А)денелердің өзара әрекеттесуі кезіндегі жылдамдықтарының өзгеру дәрежесін анықтайтын физикалық шама В)заттың көлем бірлігіндегі массасына тең физикалық шама С)денелердің өзара әрекеттесуін сипаттайтын шама
2.Күш бірлігі
А)кг В)Н С)кг/м3
3.Деформация дегеніміз не?
А)дене пішіні мен өлшемдерінің өзгеруін айтады В)дененің жылдамдығын сақтау құбылысы С)денелердің бір-біріне әрекет етуі
4.Дененің деформациясы қалай пайда болады?
А)өзара әрекеттесуші екі дененің жанасуы кезінде оларды құрайтын жеке бөліктері қозғалысқа келеді де, бұл денелердің пішіні мен өлшемі өзгереді В)денелердің өзара әрекеттесу кезінде С)денелердің жылдамдығының өзгеруі кезінде
5.Деформациялаушы күшке қарама-қарсы бағытталған күш қалай аталады?
А)ауырлық күші В)серпімділік күші С)үйкеліс күші
ІІІ кезең. Оқушылардың білімін жан-жақты тексеру.
Мұғалім: Сабағымыздың келесі кезеңі – қайталау, сұрақтарға жауап беру.
Ол үшін мен мынадай тәжірибелер көрсетемін:
1)паралонға жүк қоямын;
2)құмы бар қапшықты мына жұқа жолақ қатты қағазға қоямын;
3)жүкті серіппеге ілемін;
4)допты қолымен сығамын;
5)резеңке таспаға жіп ілемін.
Сұрақ: не байқайсыңдар?
Жауабы: Денелердің барлығы диформацияланады.
Мұғалім: Деформация дегеніміз не?
Жауабы: Дене пішіні мен өлшемдерінің өзгеруін диформация деп атайды.
Мұғалім: Оның қандай түрлерін білесіңдер? Мына тақтадағы суретке қараңдар.
Жауабы: Бұралу, иілу, сығылу, ұзару, ығысу.
Мұғалім: Ал енді осы деформация құбылысы қазақтың ұлттық киіз үйін салуда маңызы қандай екендігі жөнінде Ернат айтады.
Жауабы: Деформация құбылысы днелердің созылуы мен сығылуын, иілуі мен бұралуын, уық пен керегенің жасалуы арқылы түсіндіруге болады. Киіз үйдің уық, керегелерін талдап, қара мойылдан, шаңырағы мен маңдайша табалдырығын қайыңнан істейді. Бұл ағаштардың әрқайсысының физикалық қасиеті әртүрлі. Бұлардың бірі қатты, бірі жонуға оңай, жылтыр, ал кейбіреуі жарылмайтын, қаңсымайтын, иелгіш, жеңіл, су сінбейтін, бояу сіңгіш, желім ұстағыш болып келеді. Киіз үйді жасау үшін осының бәрін ескерген. Уық, кереге жасалатын ағаштар 45-50 күн, шаңырақ пен босағаға ағаштары 60-70 күн күнге ұстап, беріктігін қадағалаған. Қурамай, сары тап болған ағашты қақсал деп атайды. Үй ағаштары түрлі бейнеге игенде морға салып балқытады, яғни ағашты иілу және буралу деформациялары арқылы морға, ыстық қоламтаға салып балқытады.
Ауыр, қатты ағаштан жасап, жерге мықтап орнатқан үш аяқты бақа ауыз ағаш немесе аралықтағы кертпекке салып ағашты түзетеді немесе иіп әртүрлі бейнеге келтіреді. Мұны тезге салу деп атайды. Бұл деформация құбылысына мысал бола алады.
Мұғалім: ал енді балалар мен жұмбақ жасырамын.
Қозғалысқа келтіріп,
Жылдамдығын береді,
Өлшемдерін қарасаң
Ньютонға ол келеді.
Бұл қандай шама?
Жауабы: Күш
Мұғалім: Ал енді мына сөздердің күшті өлшейтін аспаптың атын құрап тақтаға жазып беріңдер: тема, дио, мир.
Жауабы: Динамометр
Мұғалім: Дұрыс. Енді осы аспаппен немесе басқа аспаптармен өлшеулер жүргізу үшін, алдымен не істеуміз керек?
Жауабы: Аспап шкаласындағы бөліктің құнын анықтау керек.
Мұғалім: Аспап шкаласындағы бөліктің құнын қалай анықтаймыз?
Жауабы: Аспап шкаласындағы бөліктің құнын өлшенетін шаманың шкаладағы кез келген екі айырымын, сол мәндерінің арасындағы бөліктердің санына бөлу арқылы анықтайды.
Мұғалім: Өте жақсы, енді алдарындағы динамометрдің шкаласындағы бөліктің құнын анықтаңдар. Неге тең?
Жауабы: Динамометрдің бөліктік құны 0,1Н тең.
Мұғалім: Енді балалар алдарындағы жүктердің түсіретін күшін анықтаңдар.
Жауабы: Ол мынаған тең 2Н, 3Н.
(Балалардың алдына бір штатив оған динамометр ілінген және алдарында жүк болады)
Мұғалім: Өте жақсы, дұрыс. Ал енді балалар жаңағы қойылған, ілінген жүктерді алып тастайық, соңда не байқайсындар?
Жауабы: Денелердің барлығы алғышқы қалпына келеді.
Мұғалім: неліктен?
Жауабы: Себебі деформацияланған денені алғашқы қалпына келтіретін күш – серпімділік күші пайда болады. Деформациялаушы күшке қарама-қарсы бағытталған.
Мұғалім: Дұрыс. Ал енді маған қараңдар. Менің қолымда үш сызғыш берілген. Үшеуі де әртүрлі заттардан жасалған. Біреуі ағаш, екіншісі металл, үшіншісі пластмассадан. Енді осы сызғыштардың үстеріне мен бірдей жүк қоямын. Не байқадыңдар?
Жауабы: Олар әртірлі майысады. Ағаш аз, пластмасса көбірек, ал металл орташа.
Мұғалім: Себебін осы жаңа сабақта анықтаймыз. Сонымен бүгінгі сабақтың мақсаты: деформациялаушы күшке қарама-қарсы бағытталған серпімділік күшінің шамасы неге тең екендігін және жаңағы әртүрлі материалдан жасалған сызғыштардың әртүрлі майысудың себебі не екенін анықтау болып табылады.
ІV кезең. Жаңа білімді игерту.
Ол үшін тәжірибені резеңке таспамен жасаймыз және тақтатағы кестеге қараңдар, ол кесте алдарында бар, тәжірибе жасап, осы кестенің бос тор көздерін толтырамыз.
Алдымен мына берілген шамалармен танысайық:
| Бастапқы ұзындық l0, м. | Денеге түсірілген күш F, H | Соңғы ұзындығы l, м | X=l-l0 – ұзындық өзгеруі | F/x, H/м |
| 0,2 | 1 | 0,21 | 0,01 | 100 |
| 0,2 | 2 | 0,22 | 0,02 | 100 |
| 0,2 | 3 | 0,23 | 0,03 | 100 |
Енді тәжірибе жасаймыз. Бастапқы ұзындық белгілі 20см тең 0,2м. Түсірілетін күштер: F1 =1H, F2= 2H, F3= 3H. Сол сияқты 1, 2 күштерді ілеміз. Кестеде күшті арттырған сайын резеңке таспаның ұзындығының өзгерісі де артады, яғни күш Х-ке тура пропорционал деуге болады.
Ал күштің осы өзгерімке қатынасы өзара тең, яғни тұрақты шама.Енді осының бәрін формулаға келтірейік, яғни тұрақты F/x = k деп белгілесек, онда F = kx болады.
Сонымен Гук заңы былай тұжырымдалады: Серпімді деформацияның шамасы (созылуы мен сығылуы) түсірілген күшке тура пропорционал.
Мұндағы k – қатандық деп аталатын пропорционалдық коэффициент. Өлшем бірлігі SI жүйесінде; (Н/м) өрнектеледі k-дененің қатаңдығы әр түрлі денелер үшін әр түрлі.
Мына кестеге көңіл бөліңдер: Мұнда динамометрдің серппесімен жасалған тәжірибеде де сондай болады. Яғни F-тің артуымен х те артады, ал F/х қатынасы тұрақты шама.
Осымен біз жаңағы сызғыштармен жасаған тәжірибеге келсек, мұнда олардың әр түрлі майысуы, осы материалдардың қатандығының әр түрлі болуынан, сондықтан резеңке көбірек созылады. Енді естеріңе өте қатаң сақтайтын жағдай: Гук заңы тек серпімді денелер үшін және деформация шамасы аз болатын денелер үшін ғана орындалады.
Сонымен бүгін біз Гук заңымен таныстық. Бұл заңды 1660 жылы ағылшын физигі Роберт Гук тағайындаған.
Мұғалім: Сонымен Гук заңы қалай тұжырымдалады?
Жауабы: Серпімді деформацияның шамасы түсірілген күшке тура пропорционал.
Мұғалім: Қатаңдықты қандай әріппен белгілейді?
Жауабы: Қатаңдық деп аталатын пропоционалдық коэффициентті k әрпімен белгілейді.
Мұғалім: Гук заңы қандай денелер үшін орындалады?
Жауабы: Гук заңы серпімді денелер үшін және деформация шамасы аз болғанда орныдалады.
V кезең. Оқушылардың жаңа оқу материалын түсінгендігін тексеру.
Есеп шығару: 13 жаттығу
1)Резеңке таспаның қатандығы 7,2·104 Н/м. Егер таспаға 10 кН күш әсер ететін болса, онда ол қандай шамаға созылады?
2)Болат серіппе 245 Н күш әрекетінен 35 мм-ге ұзарады. Серіппенің қатандығын анықтандар.
Мұғалім: Тақырыпты бекіту үшін мына тақпақты оқып шығайын:
Серіпімді деформацияда
Мына құбылыс үшін
Заң тек біреу.
Дене ұзаруына
Тура пропорция үшін
Күш келеді көмекке.
Ал есеп шығарғанда
Дененің қысқаруына
Заң оған да орынды.
Гук заңы есте сақтау
Оны күнде жаттау
Бұл не азап?
Сондықтан істейміз былай:
Солға күшті,
Оңға жазамыз kx-ті.
VI кезең. Жаңа сабақты пысықтау немесе бекіту кезеңі.
Сұрақтар:
1)Гук заңы қалай тұжырымдалады?
2)Гук заңы қандай деформация үшін орындалады?
3)Қатандықтың СИ жүйесіндегі өлшем бірлігі?
VII кезең. Үйге тапсырма. Қорытынды.
Жаңа сабаққа байланысты оқушылар дайындаған ертегіден шағын көрініс.
§
