Задачи с решением сила упругости закон гука 7 класс

Сила упругости

Вы уже зна­е­те, что все тела на по­верх­но­сти Земли ис­пы­ты­ва­ют ее при­тя­же­ние. На любое тело, на­хо­дя­ще­е­ся на по­верх­но­сти Земли или вб­ли­зи нее, дей­ству­ет сила тя­же­сти. Сне­жин­ка, па­да­ю­щая с неба, дви­жет­ся к Земле. Но упав на крышу, она пре­кра­ща­ет свое дви­же­ние.

Зна­чит, что-то ме­ша­ет сне­жин­ке дви­гать­ся вниз. Что же ме­ша­ет сне­жин­ке и всей толще снега, на­хо­дя­ще­го­ся на крыше, дви­гать­ся к цен­тру Земли под дей­стви­ем силы тя­же­сти? Ответ: снегу ме­ша­ет про­дол­жать дви­же­ние сила, дей­ству­ю­щая на него со сто­ро­ны крыши.

Эта сила на­прав­ле­на в сто­ро­ну, про­ти­во­по­лож­ную на­прав­ле­нию силы тя­же­сти и чис­лен­но равна ей. Она ком­пен­си­ру­ет силу тя­же­сти, и снег ведет себя так, как если бы на него не дей­ство­ва­ли ни­ка­кие тела.

В со­от­вет­ствии с уже зна­ко­мым нам за­ко­ном инер­ции он на­хо­дит­ся в со­сто­я­нии покоя.

Рас­смот­рим еще один при­мер ком­пен­са­ции силы тя­же­сти.

Го­ри­зон­таль­но рас­по­ло­жен­ная сталь­ная лента за­креп­ле­на с двух сто­рон в шта­ти­вах. Если по­ста­вить груз на эту ленту, лента нач­нет про­ги­бать­ся по мере дви­же­ния груза вниз.

Лента де­фор­ми­ру­ет­ся. И при опре­де­лен­ной ве­ли­чине де­фор­ма­ции ленты груз оста­нав­ли­ва­ет­ся.

Рис. 1. Изо­гну­тая лента дей­ству­ет на груз силой, ко­то­рая урав­но­ве­ши­ва­ет силу тя­же­сти груза

Сила, воз­ни­ка­ю­щая при де­фор­ма­ции тела, на­зы­ва­ет­ся силой упру­го­сти.

2. Разновидности деформаций

Де­фор­ма­ции раз­ли­ча­ют по ха­рак­те­ру из­ме­не­ния формы тела. Это изгиб, рас­тя­же­ние, сжа­тие, кру­че­ние, и др.

Рис. 2. Клас­си­фи­ка­ция де­фор­ма­ций по ха­рак­те­ру из­ме­не­ния формы тела

Кроме того, де­фор­ма­ция де­лит­ся на два типа – упру­гую и пла­сти­че­скую.

После упру­гой де­фор­ма­ции тело пол­но­стью вос­ста­нав­ли­ва­ет свою пер­во­на­чаль­ную форму раз­ме­ры.

Рис. 3. При­мер упру­гой де­фор­ма­ции

После пла­сти­че­ской де­фор­ма­ции тело пол­но­стью со­хра­ня­ет вновь при­об­ре­тен­ную форму и раз­ме­ры.

Так про­ис­хо­дит, на­при­мер, при лепке из глины или пла­сти­ли­на. Пла­сти­че­ская де­фор­ма­ция ис­поль­зу­ет­ся в тех­ни­ке в таких про­цес­сах, как ковка и штам­пов­ка.

Рис. 4. При­мер пла­сти­че­ской де­фор­ма­ции

3. Причина возникновения силы упругости

При­чи­на воз­ник­но­ве­ния силы упру­го­сти – из­ме­не­ние рас­сто­я­ний между мо­ле­ку­ла­ми при де­фор­ма­ции и, со­от­вет­ствен­но, из­ме­не­ние сил меж­мо­ле­ку­ляр­но­го вза­и­мо­дей­ствия.

Если мы рас­тя­ги­ва­ем тело, то рас­сто­я­ние между его мо­ле­ку­ла­ми уве­ли­чи­ва­ет­ся, а зна­чит, воз­рас­та­ет сила меж­мо­ле­ку­ляр­но­го при­тя­же­ния. Если же мы пы­та­ет­ся сжать тело, но этим самым мы пы­та­ем­ся умень­шить рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми, и тогда воз­рас­та­ют силы меж­мо­ле­ку­ляр­но­го от­тал­ки­ва­ния.

Рис. 5. При рас­тя­же­нии рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми тела уве­ли­чи­ва­ет­ся

Рис. 6. При сжа­тии рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми тела умень­ша­ет­ся

Де­фор­ма­ция тела чаще всего очень мала и непо­сред­ствен­но ви­зу­аль­но не за­мет­на. Так, когда тело стоит на опоре (на­при­мер, на столе), де­фор­ма­ция стола не видна, но имен­но она яв­ля­ет­ся при­чи­ной того, что тело непо­движ­но, хотя на него дей­ству­ет сила тя­же­сти.

4. Закон Гука

Го­раз­до проще ис­сле­до­вать силу упру­го­сти, когда де­фор­ма­ция хо­ро­шо за­мет­на и легко под­да­ет­ся из­ме­ре­нию. Так, на­при­мер, про­ис­хо­дит при рас­тя­же­нии пру­жин.

Если к пру­жине, верх­ний конец ко­то­рой за­креп­лен, под­ве­ши­вать по­сле­до­ва­тель­но один, два, три груза, то можно за­ме­тить, что де­фор­ма­ция пру­жи­ны уве­ли­чи­ва­ет­ся, а, сле­до­ва­тель­но, уве­ли­чи­ва­ет­ся и сила упру­го­сти.

Ан­глий­ский физик Ро­берт Гук впер­вые уста­но­вил за­ви­си­мость ве­ли­чи­ны силы упру­го­сти от вы­звав­шей ее по­яв­ле­ние де­фор­ма­ции.

Рис. 7. Ро­берт Гук (1635–1703)

При малых де­фор­ма­ци­ях сила упру­го­сти прямо про­пор­ци­о­наль­на удли­не­нию тела.

Это утвер­жде­ние по­лу­чи­ло на­зва­ние за­ко­на Гука. Он спра­вед­лив толь­ко для упру­гой де­фор­ма­ции. Ко­эф­фи­ци­ент k на­зы­ва­ет­ся ко­эф­фи­ци­ен­том жест­ко­сти тела. Он из­ме­ря­ет­ся в Н/м (нью­то­нах на метр).

Рис. 8. Две пру­жи­ны с раз­лич­ным ко­эф­фи­ци­ен­том жест­ко­сти

На рис. 8 изоб­ра­же­ны две пру­жи­ны, ко­то­рые до под­ве­ши­ва­ния гру­зов имели оди­на­ко­вую длину. Но пра­вая пру­жи­на под дей­стви­ем гру­зов удли­ни­лась боль­ше, чем левая под дей­стви­ем таких же гру­зов. Это озна­ча­ет, что ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти этих пру­жин раз­лич­ный.

В обеих пру­жи­нах сила упру­го­сти оди­на­ко­ва. И если пра­вая пру­жи­на удли­ни­лась боль­ше левой, то, в со­от­вет­ствии с за­ко­ном Гука, ее ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти мень­ше.

Ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти опи­сы­ва­ет упру­гие свой­ства тела. Он за­ви­сит от формы и раз­ме­ров тела, а также от ма­те­ри­а­ла, из ко­то­ро­го оно из­го­тов­ле­но.

5. Выводы

Мы вы­яс­ни­ли, что при внеш­нем воз­дей­ствии на тело в нем на меж­мо­ле­ку­ляр­ном уровне воз­ни­ка­ют из­ме­не­ния – де­фор­ма­ция при­во­дит к из­ме­не­нию рас­сто­я­ния между мо­ле­ку­ла­ми.

Су­ще­ству­ют раз­лич­ные виды де­фор­ма­ций. Сила, ко­то­рая воз­ни­ка­ет при де­фор­ма­ции, на­зы­ва­ет­ся силой упру­го­сти.

При малых де­фор­ма­ци­ях рас­тя­же­ния (сжа­тия) сила упру­го­сти прямо про­пор­ци­о­наль­на удли­не­нию тела.

Задачи. Сила упругости

1. Какого вида деформации испытывают при нагрузке:

а) ножка скамейки;

б) сиденье скамейки;

в) натянутая струна гитары;

г) винт мясорубки;

д) сверло;

е) зубья пилы?

Решение

2. С какой деформацией (упругой или пластической) имеют дело при лепки фигур с глины, пластилина?

Решение

3. Проволока длиной 5,40 м под действием нагрузки удлинилась до 5,42 м. Определите абсолютное удлинение проволоки.

Решение

4. При абсолютном удлинении на 3 см длина пружины стала равной 27 см. Определите ее начальную длину, если пружину:

а) растянули;

б) сжали.

Решение

5. Абсолютное удлинение проволоки длиной 40 см равно 2,0 мм. Определите относительное удлинение проволоки.

Решение

6. Абсолютное и относительное удлинение стержня равны 1 мм и 0,1% соответственно. Определите длину недеформированного стержня?

Решение

7. При деформации стержня сечением 4,0 см2 сила упругости равна 20 кН. Определите механическое напряжение материала.

Решение

8. Определите модуль силы упругости в деформированном стержне площадью 4,0 см2, если при этом возникает механическое напряжение 1,5·108 Па.

Решение

9. Найдите механическое напряжение, возникающее в стальном тросе при его относительном удлинении 0,001.

Решение

10. При растяжении алюминиевой проволоки в ней возникло механическое напряжение 35 МПа. Найдите относительное удлинение.

Решение

11. Чему равен коэффициент жесткость пружины, которая удлиняется на 10 см при силе упругости 5,0 H?

Решение

12. На сколько удлинилась пружина жесткостью 100 Н/м, если сила упругости при этом равна 20 Н?

Решение

13. Определите максимальную силу, которую может выдержать стальная проволока, площадь поперечного сечения которой 5,0 мм2.

Решение

14. Берцовая кость человека выдерживает силу сжатия 50 кН. Считая предел прочности кости человека равным 170 МПа, оцените среднюю площадь поперечного сечения берцовой кости.

Решение

Уровень B

1. Какая колба выдержит большее давление снаружи – круглая или плоскодонная?

Решение

2. Для чего рама велосипеда делается из полых трубок, а не сплошных стержней?

Решение

3. При штамповке детали иногда предварительно нагревают (горячая штамповка). Для чего это делают?

Решение

4. Укажите направление сил упругости, действующих на тела в указанных точках (рис. 1).

• а
• б
• в
• г
• д

Рис. 1

Решение

5. Почему нет таблиц для коэффициента жесткости тела k, вроде таблиц для плотности вещества?

Решение

6. При какой кладке кирпичей (рис. 2) нижний из кирпичей окажется под большим напряжением?

Рис. 2

Решение

7. Сила упругости – сила переменная: она изменяется от точки к точке по мере удлинения. А как ведет себя ускорение, вызванное этой силой?

Решение

8. К закрепленной одним концом проволоке диаметром 2,0 мм подвешен груз массой 10 кг. Найдите механическое напряжение в проволоке.

Решение

9. На две вертикальные проволоки, диаметры которых отличаются в 3 раза, прикрепили одинаковые грузики. Сравните возникающие в них напряжения.

Решение

10. На рис. 3 дан график зависимости напряжения, возникающего в бетонной свае, от ее относительного сжатия. Найдите модуль упругости бетона.

Рис. 3

Решение

11. Проволока длиной 10 м с площадью сечения 0,75 мм2 при растяжении силой 100 Н удлинилась на 1,0 см. Определите модуль Юнга для материала проволоки.

Решение

12. С какой силой нужно растягивать закрепленную стальную проволоку длиной 1 м с площадью сечения 0,5 мм2, чтобы удлинить ее на 3 мм?

Решение

13. Определите диаметр стальной проволоки длиной 4,2 м, чтобы при действии продольной растягивающей силы, равной 10 кН, ее абсолютное удлинение было равно 0,6 см?

Решение

14. Определите по графику (рис. 4) коэффициент жесткости тела.

Рис. 4

Решение

15. По графику зависимости изменения длины резинового жгута от приложенной к нему силы найдите жесткость жгута (рис. 5).

Рис. 5

Решение

16. Постройте график зависимости силы упругости, возникающей в деформированной пружине Fупр = f(Δl), от ее удлинения, если жесткость пружины 200 Н/м.

Решение

17. Постройте график зависимости удлинения пружины от приложенной силы Δl = f(F), если коэффициент жесткости пружины 400 Н/м.

Решение

18. Закон Гука для проекции силы упругости пружины имеет вид Fx = –200 х. Чему равна проекция силы упругости, если при удлинении пружины из недеформированного состояния проекция перемещения конца пружины на ось Х составляет 10 см?

Решение

19. Два мальчика растягивают резиновый жгут, прикрепив к его концам динамометры. Когда жгут удлинился на 2 см, динамометры показывали силы по 20 Н каждый. Что показывают динамометры при растяжении жгута на 6 см?

Решение

20. Две пружины равной длины, соединенные последовательно, растягивают за свободные концы руками. Пружина жесткостью 100 Н/м удлинилась на 5 см. Какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 1 см?

Решение

21. Пружина изменила свою длину на 6 см, когда к ней подвесили груз массой 4 кг. На сколько бы она изменила свою длину под действием груза массой 6 кг?

Решение

22. На двух проволоках, одинаковой жесткости, длиной 1 и 2 м подвешены одинаковые грузы. Сравните абсолютные удлинения проволок.

Решение

23. Диаметр капроновой рыболовной лески 0,12 мм, а разрывная нагрузка 7,5 Н. Найдите предел прочности на разрыв данного сорта капрона.

Решение

24. При каком наибольшем диаметре поперечного сечения стальная проволока под действием силы в 7850 Н разорвется?

Решение

25. Люстру массой 10 кг нужно подвесить на проволоке сечением не более 5,0 мм2. Из какого материала следует взять проволоку, если необходимо обеспечить пятикратный запас прочности?

Решение

Уровень С

1. Если к вертикально расположенному динамометру прикрепить деревянный брусок массой 200 г, то показание динамометра окажется таким, как показано на рисунке 1. Определите ускорение, с которым начнет двигаться тот же брусок, если его оттянуть так, что пружина удлинится еще на 2 см, а затем брусок отпустить.

Рис. 1

Решение

Сила упругости. Закон Гука

Метод обучения: кейс-метод, исследовательский, эвристическая беседа.

Форма работы: диалог, демонстрация, фронтальный опрос и эксперимент, моделирование.

Оборудование: штатив с муфтой, набор грузов, динамометр, линейка.

ТСО: ПК, ноутбуки, мультимедийный проектор, интерактивная доска, документ (web)-камера.

Наглядный материал: технологическая карта, инструктаж к лабораторной работе, карточки 3 видов, интерактивный тест, видеоинформация, флэш-модели для обучающихся.

Цель урока: выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука.

Задачи урока:

• обучающие: ввести новые понятия удлинения и жёсткости тела; повторить знания о деформации и ее видах, актуализировать имеющиеся у обучающихся знания о строении вещества, на основе которых, сформировать устойчивые представления о природе возникновения силы упругости, силах межатомного взаимодействия; научить находить зависимости между физическими величинами; ввести математическую запись закона; сформулировать области применения закона;
• развивающие: продолжить формирование у обучающихся представлений о разнообразии сил в природе, развивать умение наблюдать и объяснять физические явления; развивать логическое мышление, умение планировать свою работу при проведении эксперимента, обобщать и делать выводы, используя новую информацию и имеющийся жизненный опыт, а так же умение рефлексировать; развивать способности к диалогу и сотрудничеству в мини группах;УУД: умение – работать с текстом; устанавливать связь теории и практики; выражать свои мысли коротко и точно; обобщать и классифицировать полученные знания; выделять главное и основное из потока информации.
• воспитательные: продолжить формирование навыков коллективной и самостоятельной работы обучающихся.

I. Мотивация и повторение – 6 минут

• Здравствуйте ребята. Сегодня у нас необычный урок. К нам пришли гости. Давайте их поприветствуем.
• Сегодня вы будете работать в группах. Поприветствуйте друг друга, кивните другим участникам групп.
• Предлагаю вашему вниманию видеоролик.

Экран – проецируется видеоролик.

• Как вы можете прокомментировать увиденное на ролике?

Предполагаемые ответы обучающихся.

• Что происходит с человеком и тарзанкой?

Человек притягивается к земле, а тарзанка деформируется.

• Значит, человек не падает на землю в результате…

Взаимодействия тел, т.е. не только приобретает скорость, но изменяет отдельные части. Тела (деформируется)

• Значит, эта сила возникает в результате … (деформации) и направлена … (в противоположную сторону действующей силы).

• Давайте вспомним виды деформации.

Показать на экране ПАПКУ и задание 1.

• На ноутбуках в папке «Урок физики 7А класс» выполните задание 1.

Обучающиеся выполняют. Дать время на то, чтобы ребята посмотрели друг у друга выполненные задания.

• У кого получились такие результаты. Молодцы.
• Итак, все деформации делят на группы. Какие?

Упругая и неупругая (пластическая).

• Назовите виды упругой деформации.

Изгиб, кручение, сдвиг, растяжение, сжатие.

• Что происходит внутри самого тела при упругих деформациях?

При деформации внутри тела между молекулами увеличивается расстояние, и силы притяжения между молекулами пытаются вернуть тело в исходное положение.

• Значит, при упругих деформациях тело принимает свою первоначальную форму в результате…

Силы, возникающей при деформации и стремящейся вернуть форму тела в первоначальное положение…

• Если мы изучили упругую деформацию, то как будем называть силу, возникшую в результате?

Сила упругости.

• А как будем ее обозначать?

Fупр

• Вы знаете человека, изображенного на портрете?

Не знают.

Приходит СМС-сообщение, учитель просит кого-нибудь из обучающихся прочитать. Демонстрация на экране.

II. Постановка цели и задач урока – 4 минуты

• Итак, вы поняли, что мы будем изучать на уроке?
• Сформулируйте, пожалуйста, тему.

Один ученик пишет на доске «Сила упругости. Закон Гука».

• Что вам необходимо узнать о силе упругости?

Точку приложения, направление и формулу (чтобы находить модуль – числовое значение силы).

• Значит цель нашего урока какая?

Узнать формулу силы упругости или сформулировать закон Гука (верно).

• Вы знаете формулу силы упругости? (ставлю знак вопроса).

Размещаю на доску, прикрепляя магнитами.

• Что вам необходимо сделать, чтобы добиться цели урока? 

Далее обсуждаем вместе и выбираем главные задачи, а затем размещаем на доску, прикрепляя магнитами.

• Ребята, давайте сделаем предположения, от чего может зависеть сила упругости?

Я демонстрирую растяжение пружин разной жесткости, но одинаковой массы.

III. Инструктаж – 1 минута

• Итак, для достижения поставленной цели я предлагаю вам выполнить задания, указанные в технологической карте.
• Помните:

1. Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания в карте.
2. Перед выполнением работы необходимо внимательно изучить ее содержание и ход выполнения.

3. Размещайте приборы, материалы, оборудование на своем рабочем месте таким образом, чтобы исключить падение или опрокидывание.
4. Для предотвращения падения приборов при проведении опытов не делайте резких движений.
5. При работе с компьютером учитывайте расстояние от монитора до глаз.

6. Сохраните файлы, которые выполните или сверните на Панель задач.

IV. Самостоятельная работа обучающихся – 10 минут

• Вы будете работать в группах.
• Внимательно ознакомьтесь с папкой на компьютере.
• Просмотрите технологическую карту к уроку (Приложение 1).
• Она вам понятна?
• Задания вы можете выполнять в любой последовательности, можете распределить роли и обязанности в своей команде, чтобы экономить время работы.
• В ходе работы вы можете самостоятельно оценить уровень своих притязаний.
• Если выполнено 5 заданий, ваша оценка – 5.
• Если 4 задания, значит оценка – 4.
• А если 3, то соответственно оценка – 3.
• Время для выполнения заданий — 10 минут.
• Заполнив карточки, вы сдаете их мне.

Обсуждение после выполнения самостоятельной работы – 10 минут

• Подведем итоги самостоятельной работы.
• Выполняя задание 1 технологической карты, вы получили следующие результаты.

Документ-камера и таблица с карточками 1- своими выводами.

• Обсуждение результатов по графикам: вывод, прямая линия,
• В каком случае движение прекращается?
• Когда силы равны?
• После того, как вы построили графики на ноутбуках, вы убедились в своих результатах?
• Ответы обучающихся – покажите, посмотрите друг у друга…
• Давайте уточним, как зависит сила упругости от удлинения пружины? (прямо)
• Как называется такая зависимость? (прямая)
• Значит, какой должен быть в формуле математический знак… (умножение)
• В третьем задании вам было предложено собрать утверждение. Кто готов озвучить его? (отвечают)
• Давайте рассмотрим результаты задания на карточки №2.

Документ-камера и таблица с карточками 2- своими выводами.

• С какими новыми физическими величинами вы познакомились? (К и ∆L)
• Что означает буква «дельта»?
• В чем измеряются эти величины?
• От чего зависит жесткость тела?

Ответы обучающихся.

• А теперь прокомментируем результаты задания карточки №3.

Web-камера и таблица с карточками 3- своими выводами.

• Куда направлена сила упругости?

Предполагаемые ответы…

• Еще раз назовите причину возникновения силы упругости с точки зрения строения вещества…

При деформации внутри тела между молекулами увеличивается расстояние и сила упругости возвращает форму тела в исходное положение.

• Для каких деформаций справедлив закон Гука? (для упругих).

• Итак, кто готов озвучить закон Гука?

Пытаются сформулировать…

Второе СМС-сообщение, на экране высвечивается закон самого Гука.

• Вы согласны с этим утверждением.

Ответы обучающихся.

• Давайте проверим, на сколько вы усвоили тему этого урока.
• Возьмите в руки пульты…

Интерактивный тест (Приложение 3) – 3 минуты

С помощью презентации высвечиваются вопросы на экране, обучающиеся с помощью пультов – отвечают.

Показать общий результат.

Поставьте, ребята, себе оценку за урок.

Вывести результаты теста.

После вывода результатов – идет обсуждение:

• Кто справился со всеми вопросами?
• Кто доволен своими ответами?
• Над чем надо еще работать?
• Как вы думаете, какие основные ошибки были допущены?

Убрать результаты теста.

А теперь посмотрим, совпали ли наши оценки?

Если вы выполнили верно 7 заданий, оценка – 5.

Если вы выполнили верно 6 заданий, оценка – 4.

Если вы выполнили верно 4-5 заданий, оценка – 3.

Вывести результаты теста.

Шторка на экране.

Ответы:

1. – B
2. – A
3. – C
4. – A
5. – B
6. – D
7. – B

V. Подведение итогов – 2 минуты

• А теперь подведем итоги урока.
• Ваши предположения в начале урока оказались верными (точными)?

…

• Что такое сила упругости?
• Как будем ее обозначать?
• Куда направлена сила упругости?
• Вы сегодня познакомились с новыми величинами? Какими?
• Узнали новую формулу. Какую?
• Смогли самостоятельно сформулировать закон Гука. Как он звучит?
• Как вы считаете, достигнута вами цель урока?

Показать формулу (перевернуть на доске).

• Что вы думаете про человека на тарзанке?
• Это опасное занятие?
• Что необходимо обязательно учитывать при таких опасных прыжках…
• Какую роль играет сила упругости в нашей жизни. 

Предполагаемые ответы обучающихся.

Посмотрите на экран рабочего стола.

VII. Рефлексия – 4 минуты

• Напишите послание будущему поколению, чтобы они могли воспользоваться вашими выводами, советами, можете написать пожелания другим группам…

Ответы-послания обучающихся проецируются через документ-камеру и озвучиваются.

• Более подробно закон Гука и виды деформаций вы изучите в старших классах. А на следующем уроке мы выясним, чему равна жесткость пружины динамометра.

IX. Домашнее задание

п. 25 (учебник и РТ), тест стр. 56 (размещено на электронном дневнике)

Вы замечательно работали. Спасибо за урок!

(Аплодисменты обучающихся друг другу.)

Задачи на закон гука

Чему равна жесткость сетки, если она прогибается при этом на 60 см? Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². Задача 3.Определите по графикам

Чему будет равно удлинение пружины, если сила упругости равна 5Н?

4.Какую силу необходимо приложить, чтобы удлинение было равно 0.3метра?

Задача 5.Определить жесткость пружины, которая под действием силы 10 Н удлинилась на 5 см.

Дано: g = 10 H/кг F = 10H X = 5см = 0,05м Найти: k = ?

Задача 6

При нагрузке в 200 Н пружина динамометра удлинилась

на 0,5 см. На сколько удлинится пружина при нагрузке в

700 Н

Задача 7

Найдите жесткость пружины, которая под действием силы

10 Н удлинилась на 4 см.

Задача 8

Длина недеформированной пружины равна 20 см, коэффициент жесткости пружины — 20 Н/м.

Ньютона для бруска и гири запишем:

m11 = m1 + + ; m22 = m + упр.

В проекциях на выбранные оси координат запишем: на ось ОХ: m1а1 = Т;

на ось OY:

Так как нить нерастяжима, то модули ускорений равны: а1 = а2 = а.

В силу условия малых масс пружины, нити и блока можно записать: T2 = Fупр и Т1 = Т2 = Т.

Учтя последние равенства, систему уравнений (1) запишем в виде

Выразив ускорение из первого уравнения системы и подставив его во второе, получим

Из этого уравнения найдём силу натяжения нити:

Так как согласно закону Гука Fупр = kx, то

Тогда удлинение пружины

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Динамика — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Основное утверждение механики — Сила — Инертность тела. Масса.

Задачи на закон гука 10 класс

Решение

7.

Внимание

При деформации стержня сечением 4,0 см2 сила упругости равна 20 кН. Определите механическое напряжение материала.

Решение

8.

Важно

Определите модуль силы упругости в деформированном стержне площадью 4,0 см2, если при этом возникает механическое напряжение 1,5·108 Па.

Решение

9. Найдите механическое напряжение, возникающее в стальном тросе при его относительном удлинении 0,001.

Решение

10.

При растяжении алюминиевой проволоки в ней возникло механическое напряжение 35 МПа. Найдите относительное удлинение.

Решение

11.

Чему равен коэффициент жесткость пружины, которая удлиняется на 10 см при силе упругости 5,0 H?

Решение

12.

Розв’язування задач на закон гука

На сколько удлинилась пружина жесткостью 100 Н/м, если сила упругости при этом равна 20 Н?

Решение

13. Определите максимальную силу, которую может выдержать стальная проволока, площадь поперечного сечения которой 5,0 мм2.

Решение

14.
Берцовая кость человека выдерживает силу сжатия 50 кН. Считая предел прочности кости человека равным 170 МПа, оцените среднюю площадь поперечного сечения берцовой кости.

Решение

Уровень B

1.
Какая колба выдержит большее давление снаружи – круглая или плоскодонная?

Решение

2. Для чего рама велосипеда делается из полых трубок, а не сплошных стержней?

Решение

3. При штамповке детали иногда предварительно нагревают (горячая штамповка). Для чего это делают?

Решение

4.

Глава 3. Силы в механике

§ 35. Примеры решения задач по теме «Силы упругости. Закон Гука»

При решении задач по этой теме надо иметь в виду, что закон Гука справедлив только при упругих деформациях тел.
Сила упругости не зависит от того, какая происходит деформация: сжатия или растяжения, она одинакова при одинаковых Δl. Кроме этого, считается, что сила упругости вдоль всей пружины одинакова, так как масса пружины обычно не учитывается.

Задача 1. При помощи пружинного динамометра поднимают с ускорением а = 2,5 м/с2, направленным вверх, груз массой m = 2 кг. Определите модуль удлинения пружины динамометра, если её жёсткость k = 1000 Н/м.

Р е ш е н и е.
Согласно закону Гука, выражающему связь между модулем внешней силы , вызывающей растяжение пружины, и её удлинением, имеем F = kΔl.

Задачи на закон гука 7 класс

Она возникает вследствие взаимодействия между частицами деформируемого тела.

Вопрос 5. От чего зависит коэффициент жесткости k? Модуль Юнга E?

Ответ. Коэффициент жесткости зависит от материала тела, а также его формы и размеров. Модуль Юнга зависит только от свойств материала тела.

Задачи на силу упругости и закон Гука с решениями

Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

Задача №1. Расчет силы упругости

Условие

Один конец проволоки жестко закреплен.

Задачи на закон гука с решением

Разделы: Физика, Информатика

В 1635 году родился Роберт Гук, английский физик, член Лондонского королевского общества, его секретарь. В 1660 году открыл закон упругости для твердых тел (закон Гука).

В курсе 7 класса одной из сложных тем является условие равновесия груза на пружине: kx=mg, но предварительно для более эффективного понимания этой темы проводится эксперимент по закону Гука, а затем комментируются формулы: Fу=kx и Fт=mg .

Задачи на данную тему

1) Какова жесткость пружины , если груз массой 10 кг растягивает пружину на 10 см.

Ответ: 1000Н/м

2) Используя полученный Ответет из предыдущей задачи определите какой груз нужно подвесить к пружине , чтобы растянуть ее на 20 см.

Ответ: 20 кг.

3) Груз массой 3 кг растягивает пружину на 5 см .

Задачи на закон гука с решением 10 класс

По графику зависимости изменения длины резинового жгута от приложенной к нему силы найдите жесткость жгута (рис. 5).

Решение

16. Постройте график зависимости силы упругости, возникающей в деформированной пружине Fупр = f(Δl), от ее удлинения, если жесткость пружины 200 Н/м.

Решение

17. Постройте график зависимости удлинения пружины от приложенной силы Δl = f(F), если коэффициент жесткости пружины 400 Н/м.

Решение

18. Закон Гука для проекции силы упругости пружины имеет вид Fx = –200 х.

Чему равна проекция силы упругости, если при удлинении пружины из недеформированного состояния проекция перемещения конца пружины на ось Х составляет 10 см?

Решение

19. Два мальчика растягивают резиновый жгут, прикрепив к его концам динамометры.

Когда жгут удлинился на 2 см, динамометры показывали силы по 20 Н каждый.

Задачи на применение закона гука

Что показывают динамометры при растяжении жгута на 6 см?

Решение

20. Две пружины равной длины, соединенные последовательно, растягивают за свободные концы руками.

Пружина жесткостью 100 Н/м удлинилась на 5 см. Какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 1 см?

Решение

21. Пружина изменила свою длину на 6 см, когда к ней подвесили груз массой 4 кг. На сколько бы она изменила свою длину под действием груза массой 6 кг?

Решение

22. На двух проволоках, одинаковой жесткости, длиной 1 и 2 м подвешены одинаковые грузы. Сравните абсолютные удлинения проволок.

Решение

23. Диаметр капроновой рыболовной лески 0,12 мм, а разрывная нагрузка 7,5 Н. Найдите предел прочности на разрыв данного сорта капрона.

Решение

24.

Задачи по физике на закон гука

Отсюда

Для нахождения силы воспользуемся вторым законом Ньютона. На груз, кроме силы тяжести m, действует сила упругости пружины, равная по модулю F и направленная вертикально вверх.

Согласно второму закону Ньютона m = F + m.

Направим ось OY вертикально вверх так, чтобы пружина была расположена вдоль этой оси (рис. 3.16). В проекции на ось OY второй закон Ньютона можно записать в виде mау = Fy + mgy.

Так как ау = a, gy = -g и Fy = F, то F = mа + mg = m(а + g).

Следовательно,

Задача 2. Определите, как изменяется сила натяжения пружины, прикреплённой к бруску массой m = 5 кг, находящемуся неподвижно на наклонной поверхности, при изменении угла наклона от 30° до 60°. Трение не учитывайте.

Р е ш е н и е. На брусок действуют сила тяжести, сила натяжения пружины и сила реакции опоры (рис.

zakondostatka.ru

1. Укажите, какие из перечисленных тел являются упругими, а какие неупругими: пластилин, резина, воск, каучук, клей, свинец. 2.Вставьте пропущенные выражения в соответствующие им пустые места. ________ — это мера взаимодействия тел.

Результатом действия силы может быть изменение __________ тела как по величине, так и по _____________, т.е.

__________ тела изменяется. Результатом действия силы может быть также изменение ________ тела, т.е.

деформация. Если изменения формы тела исчезают после того, как сила прекращает свое действие, то такая деформация называется _____________.

Презентация к уроку физики 7 класс «Сила упругости»

Меню

Вход / / / / Презентация к уроку физики 7 класс «Сила упругости» В презентации представлен материалл о силе упругости, видах деформации и законе Гука.

Учебник: Тема:

Брызгунова Ирина Николаевна 08.12.2020 Тема урока: СИЛА УПРУГОСТИ.

1. Что такое сила?
2. Что называется деформацией?
3. Какие виды деформации вы знаете.
4. Какие силы вы знаете?

1. Ответьте «да» или «нет»:
2. Из приведенных слов составьте два определения физических величин: сила, мера, масса, взаимодействия, инертности, характеристика, тел.

1. На два тела одинаковой массы, но разного объема, действует одинаковая сила тяжести.

Урок физики по теме «Закон Гука – решение задач»

1. , учитель физики
2. , учитель физики
3. , заместитель директора по ИОП

Разделы: , В 1635 году родился Роберт Гук, английский физик, член Лондонского королевского общества, его секретарь.

Задачи на данную тему 1) Какова жесткость пружины , если груз массой 10 кг растягивает пружину на 10 см.

Ответ: 1000Н/м 2) Используя полученный Ответет из предыдущей задачи определите какой груз нужно подвесить к пружине , чтобы растянуть ее на 20 см. Ответ: 20 кг. 3) Груз массой 3 кг растягивает пружину на 5 см . Каким должен быть груз , который растянет пружину на 8см.

Открытый урок по физике в 7 классе: «Сила упругости .

закон Гука»

Необходимое техническое оборудование: компьютер, а также четыре штатива с муфтами и лапками, набор грузов по 1Н, разные пружины, разные резинки, губки, гибкие металлические или пластмассовые линейки.карточки с заданиями Структура и ход урока Таблица 1.

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА № Этап урока Форма организации УД Деятельность учителя Деятельность ученика Время (в мин.) 1 2 3 5 6 7 1 Организационный этап Актуализация знаний.

Работа в парах 1.тест 2. Исследовать деформацию. Великий физик А.Энщтейн сказал

«Радость видеть и понимать есть самый большой дар природы»

Вы все обладаете этим даром. Давайте сегодня особенно постараемся применять этот дар.

Силы упругости. Закон Гука

Меню

Вход / / / На этом занятии мы предлагаем Вам разбор решения четырех задач с использованием закона, экспериментально установленным Робертом Гуком.

В ходе решения одной из задач, мы выведем формулы для жесткости пружин, соединенных последовательно и параллельно. «Напичканный знаниями, но не умеющий их использовать ученик, напоминает фаршированную рыбу, которая не может плавать».

А.Л. Минц Данная тема будет посвящена решению задач на силы упругости и закон Гука.

Задача 1. Две пружины равной длины поочередно растягиваются под действием одной и той же силы. Пружина жесткостью 500 Н/м растянулась на 1 см.

Чему равна жесткость второй пружины, если ее растяжение равно 5 см?

ДАНО: РЕШЕНИЕ: Записываем III закон Ньютона для 1-ой и 2-ой пружины:

Урок физики в 7 классе по теме «Сила упругости. Закон Гука.»

Изучение нового материала. Давайте вспомним, как будут двигаться тела под действием силы тяжести?

(падать на землю)(слайд 3). Демонстрация. (Груз подвесить на пружине. На линейку положить груз.) Но почему же тогда груз, лежащий на опоре, или груз, подвешенный к пружине, не падают? Вывод: Кроме силы тяжести, направленной вниз, на тела действует еще какая-то сила, направленная вверх.

Как же возникла эта сила? Что происходит с пружиной, когда к ней подвешивают тело? (деформируется). Тела деформируются, увеличиваются или уменьшаются расстояния между молекулами тела, следовательно, увеличиваются силы притяжения или отталкивания между молекулами вещества.

Демонстрация (Груз снимаем с пружины). Если исчезает деформация, то тело принимает свою исходную форму.

За счет какой силы? Вывод: Значит, эта сила возвращает тело в исходное состояние. Эта сила называется силой упругости. Определение:

Сила упругости.

Закон Гука

Закон Гука: Ut tensio sic vis – каково растяжение, такова и сила. Закон выражает зависимость между размерами малых деформаций тел и силами или силой, вызывающей данные деформации. Его можно записать так:

.

Здесь

– сила, воздействующая на тело, она может как сжимать тело, так и растягивать его,

– жесткость материала – коэффициент, разный для разных материалов.

Чем он больше, тем жестче материал и его труднее сжать или растянуть.

Подготовка к олимпиадам: сила упругости, 7 класс

На олимпиадах для 7 класса встречаются задачи на силу упругости, где системы, кроме пружин, могут включать в себя разные блоки (и подвижные, и нет). Да и сами пружины соединяются между собой по-разному. Задача 1. Если пружину растягивать силой

Н, её длина будет равна

см, а если сжимать силой

Н, то её длина будет равна

см.

Задачи с решением сила упругости закон гука 7 класс

Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию. Цель урока: выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука. Задачи:

1. Развивающие: продолжить формирование у учащихся представлений о разнообразии сил в природе, развивать умение наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент, делать выводы.
2. Воспитательные: продолжить формирование навыков коллективной и самостоятельной работы, развивать чувства товарищеской взаимопомощи, ответственности за проделанную работу.
3. Обучающие: сформировать знания о деформации, силе упругости; вывести закон Гука; сформировать способности применять закон Гука при решении задач; научить объяснять физическую природу сил упругости и причины возникновения сил упругости.

Оборудование: компьютер, экран, мультимедиапроектор, презентация, динамометр, набор грузов по 1Н, разные пружины,

Урока физики в 7 классе по теме «Сила упругости.

Закон Гука»

Экспериментально установить, выявить природу силы упругости.регулятивные: Осуществлять регулятивные действий самонаблюдения, самоконтроля, самооценки в процессе урока;Формировать умения самостоятельно контролировать своё время и управлять им.

Формы работы учащихся: беседа;исследовательская самостоятельная работа ;фронтальная (коллективная) работа;самостоятельная работа;работа в парах;работа с учебным материалом Методы обучения, используемые на уроке: словесные;наглядные;практические.

Межпредметные и метапредменые связи: математикав быту и техникеповседневной жизни Необходимое оборудование: набор грузов по 100г, динамометр без шкалы, линейка Средства ИКТ: ПК (для учителя);видеопроектор;экран Технологическая карта урока №п.п.

Этап урока Цель

Сила упругости. Закон Гука

Он свидетельствует о том, что сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную деформации.

Также закон Гука можно записать и в другой форме:

. В этой форме закона Гука

– нормальное напряжение в поперечном сечении (нормальное – значит, перпендикулярное срезу) – это, по сути, плотность силы:

(S – площадь среза, или поперечного сечения).

«Сила упругости Закон Гука» (физика 7 класс)

Проволоки разной длины, толщины, динамометр, компьютер.

План конспект урока: I. Организационный момент. Здравствуйте ребята! Садитесь.

На прошлом уроке мы познакомились с новой физической величиной – силой, а так же выяснили, почему тела падают на Землю. Давайте проверим, как вы усвоили этот материал.

Тема нашего урока: “Сила упругости. Закон Гука”. Откройте свои рабочие тетради, запишите на полях число, а в центре строчки тему урока.

(слайд 1) Учитель демонстрирует слайды 2-4, комментируя значение силы упругости в каждом случае.

Учебники

Определите модуль силы упругости в деформированном стержне площадью 4,0 см2, если при этом возникает механическое напряжение 1,5·108 Па. 9. Найдите механическое напряжение, возникающее в стальном тросе при его относительном удлинении 0,001.

10. При растяжении алюминиевой проволоки в ней возникло механическое напряжение 35 МПа. Найдите относительное удлинение.

14. Берцовая кость человека выдерживает силу сжатия 50 кН. Считая предел прочности кости человека равным 170 МПа, оцените среднюю площадь поперечного сечения берцовой кости.

1. Какая колба выдержит большее давление снаружи – круглая или плоскодонная? 2.

Сила упругости. Закон Гука.

7-й класс

Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию. Цель урока: выяснить природу силы упругости, сформулировать закон Гука.

Задачи:

1. воспитательные: продолжить формирование навыков коллективной и самостоятельной работы, развивать чувства товарищеской взаимопомощи, ответственности за проделанную работу.
2. обучающие: сформировать знанияо деформации, силе упругости; вывести закон Гука; сформировать способности применять закон Гука при решении задач.
3. развивающие: продолжить формирование у учащихся представлений о разнообразии сил в природе, развивать умение наблюдать и объяснять физические явления; проводить эксперимент, делать выводы;

Оборудование: компьютер, экран, мультимедиапроектор, Презентация, 4 штатива с муфтами и лапками, набор грузов по 1Н, 2 разные пружины, 2 разные резинки, прибор для демонстрации видов деформации, резиновые