Методическая разработка урока по физике по теме Деформации

Секция: Копилка современных уроков

Антропова В.В., преподаватель физики, ГАПОУ СО

«Саратовский политехнический колледж»

«Радость видеть и понимать

есть самый прекрасный дар

природы».

А. Эйнштейн

Тема урока:

Деформации, их учет и использование.

Цель урока: Повторение и совершенствование знаний учащихся по теме:

«Деформации»; развитие познавательного интереса к предмету путем установления межпредметных связей; воспитание трудолюбия, внимания, чувства коллективизма.

Методическая цель: совершенствование методики деятельностного подхода в обучении при проведении уроков повторения и совершенствования знаний.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: нетрадиционный - слет специалистов: теоретики, практики,

экспериментаторы, специалисты по ИКТ, сварщики.

КМО: резиновый шнур на штативе; грузы; линейка; прибор для демонстрации деформаций; шар с кольцом, спиртовка, прибор для демонстрации изменения длины изделия при нагревании, презентация, тест. Межпредметные связи: математика, сварка. Уровень усвоения: 2 Литература: 1.Дмитриева В.Ф. Физика для профессий технического профиля, М, «Академия», 2014. 2.Фирсов А.В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно - научного профилей, М, «Академия», 2012 3.Ланина И.Л.«100 игр по физике», М,«Просвещение», 2011 4.Диканева О.Т. «Воспитай творца», М, «Просвещение», 2012.

Формируемые компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами.

Студент должен в соответствии с ФГОС знать:

• правила техники безопасности и безопасные приемы труда при работе на оборудовании;

• основные правила проведения измерений;

• терминологию и область учета деформаций;

• виды деформаций, их характеристики; физический смысл механического напряжения и закон Гука;

уметь:

• соблюдать правила техники безопасности и безопасные приемы труда при работе с оборудованием;

• рассчитывать модуль Юнга в элементарных случаях, использовать измерительные приборы;

• узнавать в печатном тексте физические знаки, формулы, физические сокращённые обозначения;

• рассчитать физическую величину из представленной формулы или закона.

Технологическая карта урока представлена в таблице

Деятельность

преподавателя

Прогнозируемая

деятельность

обучающихся

I. Организационный момент (приветствие учащихся, проверка готовности к уроку: на столах лежат опорные конспекты, сигнальные карты, учебники по сварке).

сварке).

Проверка явки обучающихся

Приветствие преподавателя

II. Мотивация к учебной деятельности

Ребята иногда говорят: «Зачем нам физика, если мы пришли учиться на сварщика?» Я бы хотела, чтобы вы сегодня показали, как физика помогает в изучении профессии. Тему сегодняшнего урока мы прошли, но возвращаемся к ней из-за ее важности. Попробуйте сами сформулировать тему урока, а в качестве подсказки послушайте небольшое стихотворение.

Как вы думаете: какова будет цель нашего урока?

Добавляю: и совершенствовать ваши знания по данной теме (включаю проектор).

Урок будет проходить в форме деловой игры «Слет специалистов». На слете присутствуют: теоретики, практики, экспериментаторы, специалисты по ИКТ

и сварщики. Специалисты готовятся к выступлению и выступают, в это время все остальные ребята внимательно слушают и работают с опорным

конспектом.

Специалистам по ИКТ найти информацию о Гуке в интернете на любом сайте.

Учащийся читает стихотворение.

Нам знание физики жить помогает.

Оно, как друг, и зовет, и ведет.

Кто основательно физику знает, Тот никогда и нигде не пропадет. Мы деформацию тел изучаем: Когда меняется форма, объем. Теперь понятна упругость пружины, Понятно, что происходит со свинцом.

В местах опоры поставили балки, Подзатянули заклепки, болты. И это все деформация сдвига, Ты лишь проверь–не большие ли углы!

И стебли злаков, и руки, и ноги Легки и прочны, чего говорить. Ведь слой нейтральный, известный науке

Им помогает нагрузку выносить. Нам знанье физики жить помогает!

Учащиеся формулируют тему урока и записывают ее в опорный конспект.

«Деформации, их учет и использование»

Повторить тему «Деформации»

III. Слет специалистов

1. Выступление теоретиков (что называется деформацией, какие бывают деформации, виды и примеры деформаций, рисунок, формулы).

2. Практики продолжают приводить примеры деформаций, их классификацию, говорят определение механического напряжения и закон Гука (записывают формулы); говорят, где учитываются деформации растяжения (сжатия) и сдвига.

3.Экспериментаторы на практике определяют модуль Юнга для резины, проводят вычисления и раскрывают физический смысл модуля Юнга.

Выявление места и причин затруднения в работе с опорным конспектом

4.Специалисты по ИКТ нашли материал о Р.Гуке в интернете.

Слежу за ходом выступления, проверяю на мультимедиа правильность написания формул.

Слежу за ходом выступления и презентацией.

Контроль хода эксперимента.

Скажите: есть другая форма записи закона Гука? Может быть, это другой закон Гука? Можете ли вы доказать, что это один и тот же закон?

Предлагаю ознакомить с материалом остальных

обучающихся.

Выступающий приводит примеры деформаций в окружающей жизни.

Учащиеся сравнивают формулы, написанные на доске и выведенные на экране.

Выступающий показывает виды упругих

деформаций на образце.

Учащиеся работают с опорным конспектом.

На доске пишут формулы и вычисляют модуль Юнга:

δ =Е |ε|

F/=EΔℓ/ ℓ0

E=FΔℓ /S ℓ0

формулируют физический смысл модуля Юнга: он характеризует сопротивляемость материала упругой деформации.

Учащийся доказывает, что это один и тот же закон F/=EΔℓ/ ℓ0

F= E*S/ ℓ0* Δℓ или F=К* Δℓ, где К-жесткость резины.

Ребята слушают и продолжают работать с опорным конспектом.

Показываю опыт!

а) шар не проходит в кольцо после нагревания, т. е. изменился объем;

б) проволоку нагреваю, пропустив ток по ней, изменяется длина, проволока провисает.

5. Слово сварщикам (какие деформации возникают при сварке и как их избежать).

Вопросы на закрепление:

а) почему при строительстве различных сооружений стальные балки никогда вплотную не упираются концами в кирпичные или железобетонные стены?

б) Изменяется ли внутренняя энергия деформированных тел?

IV. Заключение. Взаимопроверка опорных конспектов,

подведение итогов урока. Оценки, комментарии. Рефлексия.

Д/з Фирсов §104, §105

Задаю вопрос: Какие еще бывают деформации кроме механических?

Задаю вопрос: Вы встречались с тепловыми деформациями?

Тепловым расширением называют увеличение линейных размеров и объема тел при повышении температуры. Тепловое расширение бывает линейным (присуще твердым телам) и объемным (присуще твердым телам и жидкостям). Из эксперимента следует, что в небольшом интервале температур относительное изменение длины тела пропорционально изменению температуры

ℓ=ℓ0 (1+αt),

где α- коэффициент линейного расширения

по аналогии V=V0 (1+βt), где β- коэффициент объемного расширения, причем

в таблицах приводятся только значения коэффициентов линейного расширения т.к. β=3α.

Учащиеся отвечают: тепловые.

Учащиеся отвечают: да, на практике.

Учащиеся внимательно слушают.

При строительстве линий газопроводов и трубопроводов на определенных расстояниях делают прогнутые участки из труб (компенсаторы). Эти участки предохраняют трубы от разрыва при изменении их длины в случае нагревания или охлаждения.

Показать образцы сварных соединений на слайде.

Вопрос: какие нарушения в технологии допустил сварщик?

Давайте подведем итоги урока: а) деформацией называется…..;

б) деформации бывают……;

в) для упругих деформаций выполняется закон Гука;

г) В сварке классификация деформаций другая: надо хорошо знать технологию.

Ребята! Поднимите руки, кому понравился урок!

Учащиеся отвечают!

Студенты проверяют опорные конспекты друг у друга, ставят оценки.

Учащиеся формулируют итоги урока.

Обучающиеся отвечают, что им понравилось на уроке.

Примерное выступление сварщиков.

Изменение температуры тела (изделия) приводит к изменению его размеров. При неравномерном нагреве металл на участках с более высокой температурой не может свободно расширяться (увеличивать свои размеры) из-за сопротивления соседних более холодных участков. Это вызывает внутренние напряжения и деформации. В сварке классификация деформаций другая.

Деформации могут быть временные и остаточные, местные и общие, в плоскости и вне плоскости сварного соединения.
Временными называют деформации, которые образуются в определенный момент времени при нагреве или охлаждении и после сварки исчезают. Деформации, возникающие в изделии к моменту полного охлаждения металла до окружающей температуры, называются остаточными (конечными).
Местные деформации относятся к отдельным элементам изделия и выражаются в виде выпучины, хлопуна, волнистости или других искажений в плоскости изделия. Деформации, при которых изменяются размеры всего изделия, искривляются геометрические оси, называются общими деформациями.
Существенное значение для практики имеют остаточные сварочные деформации. В зависимости от характера, формы и размеров свариваемых деталей различают деформацию в плоскости и деформацию вне плоскости соединяемых элементов. Деформация в плоскости проявляется в уменьшении размеров конструкции, с чем необходимо считаться при заготовке деталей и сборке под сварку, предусматривая припуск на изменение размеров.
Величина и характер остаточных деформаций в значительной степени определяются толщиной и свойствами основного металла, режимом сварки, последовательностью наложения швов, конструктивными формами свариваемых деталей и формой шва. При увеличении толщины свариваемого металла деформации снижаются, что связано с большей жесткостью конструкции.
Изменение размеров и формы сварной конструкции в некоторых случаях снижает ее работоспособность и портит ее внешний вид. Если остаточные деформации достигают заметной величины, они могут привести к неисправимому браку. Все мероприятия по уменьшению деформаций можно разделить на конструктивные и технологические способы, которые применяют до сварки, в процессе сварки или после нее. Для борьбы со сварочными деформациями применяются такие конструктивные способы как уменьшение количества сварных швов и их сечения, что снижает количества вводимого при сварке тепла, симметричное расположение швов для уравновешивания деформаций, симметричное расположение ребер жесткости, минимальное использование накладок и косынок, применение стыковых соединений.
К технологическим способам по уменьшению деформации относят рациональную технологию сборки и сварки, жесткое закрепление деталей, обратный выгиб деталей, правильный тепловой режим, принудительное охлаждение в процессе сварки. 

IV. Заключение. Давайте проверим ваши опорные конспекты и подведем итоги урока:

а). Деформацией называется изменение объема и формы под действием внешних и внутренних сил;

б). Деформации бывают упругие и пластичные;

в). Для упругих деформаций выполняется закон Гука.

г). В сварке классификация деформаций другая: надо хорошо знать технологию.

Рефлексия: поднимите руки, кому понравился урок! Есть ли ребята, кому урок не понравился?

Опорный конспект к уроку

«Деформации, их учет и использование»

учащегося 27 группы _____________________________(ФИ)

Вариант 1

I. Установите соответствие: