Методическая разработка урока по физике
Преподаватель: Пономарева Татьяна Викторовна
ТЕМА: Модель строения твердых тел. Кристаллы и аморфные вещества. Механические свойства твердых тел. Закон Гука для упругой деформации.
Цель: сформировать у студентов представление о строении твердых тел, их видах и свойствах.
План:
Характеристики твердого состояния вещества
Определение кристаллов и аморфных тел
Свойства кристаллов и аморфных тел
Вопросы для закрепления материала ( работа по подгруппам)
Определение упругой деформации
Закон Гука для упругой деформации
Пластические деформации. Предел пластичности. Предел прочности.
Решение задач по группам для закрепления материала
1.Рассмотреть характеристики твердых тел: определенная форма, определенный объем, малая сжимаемость. Сравнить с жидкостями и газами. Указать, что молекулы твердых тел совершают хаотические колебания около определенных положений устойчивого равновесия, и этим определяются постоянство формы и объема твердых тел.
2.Рассмотреть разделение твердых тел по структуре на кристаллические и аморфные. Дать определение кристаллов:
Кристаллы – твердые тела, молекулы которых образуют упорядоченную пространственную структуру на расстояниях, много больших чем расстояния между молекулами (дальний порядок). Эта пространственная структура называется кристаллической решеткой.
Дать определение монокристаллов и поликристаллов:
Монокристаллы – крупные одиночные кристаллы. Поликристаллы – состоят из множества мелких сросшихся и хаотично расположенных кристаллов.
Привести примеры различных веществ в кристаллическом состоянии. Рассмотреть виды кристаллов (презентация, видеоролик). Показать виды кристаллических решеток (модели решеток, таблица в учебнике). Указать на однозначную связь симметрии кристаллической решетки и симметрии плоскостей кристалла в целом.
Дать определение аморфных тел: Аморфные тела – вещества, молекулы которых расположены упорядоченно на расстояниях, сравнимых с расстояниями между молекулами (ближний порядок). Указать, что аморфные тела по структуре ближе к жидкостям, чем к твердым телам (переохлажденные жидкости с большой вязкостью). Привести примеры аморфного состояния различных веществ. Обратить внимание, что некоторые вещества могут находиться и в кристаллическом и в аморфном состояниях
( привести примеры веществ).
3.Свойства монокристаллов, поликристаллов и аморфных тел:
а) кристаллы имеют определенную температуру плавления для каждого вещества; аморфные тела – не имеют, в жидкое состояние у веществ в аморфном состоянии переход плавный. Рассмотреть таблицу температур плавления для различных веществ.
б) монокристаллы обладают анизотропией (различные механические, электрические, тепловые, оптические свойства по разным направлениям в
кристалле). Объяснение: различные расстояния между молекулами монокристалла в различных направлениях.
поликристаллы и аморфные тела обладают изотропией (свойства одинаковые по всем направлениям в веществе). Объяснение: в среднем одинаковые расстояния между молекулами в различных направлениях и в поликристаллах и в аморфных телах.
5. Закрепление материала (задание в подгруппах): а) Что такое дальний порядок? ближний порядок? где они наблюдаются? б)почему аморфные тела ближе по строению к жидкостям? в) сформулировать сходство и различие свойств поликристаллов и аморфных тел г) сформулировать сходство и различие свойств поликристаллов и монокристаллов д) сравнить свойства монокристаллов и аморфных тел.
6. Дать определение упругой деформации и вывести закон Гука в относительной форме.
а) Сформулировать закон Гука для деформации растяжения (сжатия) в абсолютной форме.
б) Получить Закон Гука в относительной форме, введя понятие относительного удлинения, механического напряжения и модуля Юнга.
в) Рассмотреть таблицу модулей Юнга для различных веществ в учебнике.
7.Дать определение пластических деформаций, предела упругости и предела прочности, привести примеры для различных материалов.
Предел упругости – максимальное механическое напряжение, при котором деформации остаются упругими.
Пластическими называют деформации, которые остаются после прекращения внешних механических нагрузок. При превышении предела упругости деформации становятся пластическими.
Предел пластичности – максимальное механическое напряжение, при котором деформации остаются пластическими. При превышении предела пластичности возникает текучесть материала образца и затем его разрушение.
8. Разобрать решение нескольких задач для закрепления материала.
Примеры задач:
1)На тросе длиной 5м и диаметром поперечного сечения 2см подвешен груз массой 200кг. При этом растяжение троса равно 3см. Найти модуль Юнга материала троса и механическое напряжение в сечении троса.
2) Однородный стержень длиной 1,5м и поперечным сечением 8см2 растянули на 4см. Жесткость стержня 200Н/м. Найти силу упругости, возникающую в стержне, механическое напряжение, относительное удлинение и модуль Юнга материала стержня.
