Конспект урока по теме «Решение задач на механические свойства твёрдых тел.»

Конспект урока по теме «Решение задач на механические
свойства твёрдых тел.»
10 класс.
Тип урока: урок закрепление пройденного материала.
Цели и задачи урока:
Образовательные:
 выработать умение записывать и применять, анализировать закон Гука,
производить алгебраические преобразования величин и единиц
измерения; самостоятельно определять порядок действий, составлять
план практической деятельности при решение задач;
 сформировать навыки вычислений физических величин (k, Е, ε, σ).
Воспитательные:

продолжить формирование единой естественно – научной картины
мира на основе объяснения законами физики процессов и явлений
окружающей нас действительности;
сформировать умение самостоятельно решать задачи.

Развивающие:

развивать логическое мышление, умение планировать свою работу
обобщать и делать выводы, используя новую информацию и
имеющийся жизненный опыт, а так же умение рефлектировать;
развивать навыки практической работы;
развивать способности к сотрудничеству.


Оборудование:




Карточки с задачами;
Компьютер;
мультимедиапроектор;
презентация на тему «Кристаллические и аморфные тела».
Структура урока.
1.
Разбор ошибок по лабораторной работе.(4 мин)
2.
Проверка домашнего задания (3 мин)
3.
Решение задач на доске, 1-ая, 2-ая задача на доске, 3-ая,4-ая задача
самостоятельно, кто первый решит тому оценку и показывает решение на
доске(20 мин)
4.
Физический диктант (4 мин)
5.
Проверочная работа (7 мин)
6.
Подведение итогов .(2 мин)
Ход урока
1.
Плуг сцеплен с трактором стальным тросом. Допустимое напряжение
материала троса σ = 20 ГПа. Какой должна быть площадь поперечного сечения троса,
если сопротивление почвы движению плуга равно 1,6 · 105 Н?
Дано:
Решение:
9
σ =20ГПа =20*10 Па
σ =F/s
5
F =1,6*10 Па
S=F/ σ=1,6*105 Н/20*109 =8*10-6 м2
____________________
S=?
2.
Ответ: S=8*10-6 м2
К закрепленной одним концом проволоке диаметром 2 мм подвешен груз
массой 10 кг. Найти механическое напряжение в проволоке.
Дано:
D=2мм =2*10-3м
m =10кг
Решение:
σ =F/s
F=m*g; S =π*D2/4;
σ= 4*10 кг*9,8Н/кг /3,14 *4*10-6 м=0,32*104Па
Ответ: σ=0,32*104Па
____________________
σ =?
3.
Какую наименьшую длину должна иметь свободно подвешенная за один
конец стальная проволока, чтобы она разорвалась под действием силы тяжести?
Предел прочности стали равен 3,2 · 108 Па, плотность – 7800 кг/м3.
Дано:
Решение:
8
σ =3,2*10 Па
σ =F/s
3
Þ=7800кг/м
F=m*g; m = Þ*V= Þ*S* l0;
l0= σ/ Þ*g =3,2*108 Па/7800кг/м3 *9,8Н/кг=4186м
____________________
l0 =?
Ответ: l0 =4186м
4.
Под действием силы 100 Н проволока длиной 5 м и площадью поперечного
сечения 2,5 мм2 удлинилась на 1 мм. Определить напряжение, испытываемое
проволокой, и модуль Юнга.
Дано:
Решение:
F=100Н
σ =F/s; σ =Е*ε; ε= Δl/ l0
2 =
-6 2
S =2,5 мм 2,5*10 м
Е= σ* l0 /Δl
σ= 100Н/2,5*10-6 м2 =40*106Па =4*107 Па
l0 =5м
Е =4*107 Па*5м/1*10-3м=200*109Па
Δl =1мм=1*10-3 м.
____________________
Ответ: σ=4*107 Па ; Е =200*109Па
σ =? Е=?
ВЕРИШЬ, НЕ ВЕРИШЬ»
Физический диктант
1. Все ли кристаллические тела обладают свойством изотропии? (да/
нет).
2. Деформация, при которой происходит смещение слоёв
относительно друг друга, называется деформацией сдвига? (да/ нет).
3. Единицей механического напряжения является 1 Н?
(да/ нет).
4. Деформация растяжения характеризуется
относительным удлинением? (да/ нет).
абсолютным
и
5. Коэффициент пропорциональности Е, входящий в закон Гука
называется модулем Юнга? (да/ нет).
Самостоятельная работа.
1 вариант
2 вариант
Чему равна относительная деформация
стального стержня, сжатого силой F =
3,14*105 Н, если диаметр стержня D = 2
см, а его модуль Юнга Е = 2*1011Па?
Латунная проволока диаметром D= 0,8
мм, имеет длину l=3,6м.Под действием
силы F=25H проволока удлиняется на
Δl=2мм. Определите модуль Юнга для
латуни.
Каким должен быть модуль силы, приложенной к стержню вдоль его оси,
чтобы в стержне возникло напряжение 1,5 · 108 Па?
Диаметр стержня равен 0,4 см.
Ответы на самостоятельную работу.
1 вариант
Дано:
F=3,14*105Н
D=2см=2*10-2м
Е =2*1011 Па
____________________
ε =?
Решение:
σ =F/s; σ =Е*ε; Ε*ε=F/s
S =π*D2/4;
ε =4*F/ π*D2 *E=0,5 *10-2
Ответ: ε =0,5 *10-2
2 вариант
Дано:
D=0,8 мм=0,8*10-3Н
Δl=2мм=2*10-3м
Решение:
σ =F/s; σ =Е*ε; Ε*ε=F/s; ε= Δl/ l0
S =π*D2/4;
L0=3,6м
F =25H
____________________
Е =?
E =4*F* l0/ π*D2 * Δl =89,5 *109 Па
Ответ: Е =89,5 *109 Па
Общая задача.
Дано:
σ =1,5*108Н
D=0,4см=0,4**10-2м
____________________
F =?
Решение:
σ =F/s; σ =Е*ε;
S =π*D2/4;
F = σ* π*D2/4=1,5*108*3,14*0,16*10-4/4
=0,19*104Н
Ответ: F =0,19*104Н
Домашняя работа.
1 задача
Балка длиной 5м с площадью поперечного сечения 100см2 под действием
сил по 10кН, приложенных к её концам сжалась на 1 см. Найти
относительное сжатие и механическим напряжение.
Дано:
S=100см2=100*10-4 м
Решение:
ε= Δl/ l0=1*10-2м / 5м=0,2* 10-2м
σ =F/s;=10*103/100*10-4 м =1*106Па
l0=5 м
Δl=1см=1*10-2м
F=10кН
____________________
σ =?, ε=?
Ответ: σ =1*106Па
2 задача
Какие силы надо приложить к концам стальной проволоки длиной 4 м и сечением
0,5 мм2 для удлинения ее на 2 мм?(Е=210ГПа)
Дано:
Решение:
-6
Е=210ГПа=210*10 Па
σ =F/s; σ =Е*ε;
Ε*ε=F/s;
-3
Δl=2мм=2*10 м
ε= Δl/ l0 ;F= Ε* Δl/ l0*s=210*10-6Па*2*10-3 м/4м*0,5*10-6м
S=0,5мм2=0,5*10-6м
=52,5Н
l0 =4м
F=?
Ответ: ε = 52,5Н