Разработка урока по физике Простые механизмы

Тема урока: "Простые механизмы. Рычаг"

«Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!»

Архимед.

Цель урока:

• познакомить учащихся с различными видами простых механизмов; рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы; рассмотреть устройство и принцип действия рычага; выяснить условие равновесия рычага.

• способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;
  способствовать развитию логического мышления; развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

• пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям; формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие).
  Оборудование и средства обеспечения учебного процесса:
  компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование для мини-эксперимента (гирьки по 10 и 20 г, линейка, деревянная палочка), палка, груз, весы рычажные, штатив, рычаг демонстрационный, компьютерная презентация урока, наборы Лего-конструкторов, компьютеры для учащихся.

Ход урока:

1. Подготовка к восприятию нового материала.

(фрагмент мультфильма)

Однажды по берегу моря вдвоём
Гулял Архимед с сиракузским царём.
Царь молвил: - Науки твои нелегки…-
Триеру тащили на мель моряки.
Тянули корабль, выбиваясь из сил.
И тут Архимед Гиерона спросил:
- Ты помнишь мой винт для подъёма воды?
В Египте рабам облегчил я труды.
А знаешь, как людям помог бы рычаг

В труде непосильном. К примеру,
один бы сумел на песчаный причал

Втащить я вот эту триеру.-
Стоит Гиерон, потирает висок:
-Ты втащишь триеру? Один? На песок?!
- Триеру на берег втащу я один.
Триеру с гребцами и грузом.
Вот ты через месяц сюда приходи…

Узнали про то в Сиракузах..
В назначенный срок собирается люд
На пристани, солнцем согретой.
Глядят на машину, но чуда не ждут:
-Не втащит! Да слыхано ль это!

Я вижу верёвки и много колёс,
И я поражаюсь размеру,
Но даже Геракл, ухватившись за трос,
Не втащит на берег триеру…
И тут Архимед повернул колесо-
Триера послушно ползёт на песок.
-Плывёт по земле! - закричали купцы.
А стражникам сделалось жутко.
По воздуху вёслами машут гребцы,
Как будто лишились рассудка.
Не верю глазам! Сколько силы в плечах?!
Нет, царь! Эту силу умножил рычаг!-
Взглянул Архимед: небо, море кругом.
Синее море и горы.
- Я землю бы мог повернуть рычагом,
лишь дайте мне точку опоры!

В сюжете прозвучало слово «Рычаг». Архимед собирался перевернуть Землю рычагом, а что такое рычаг, какова его конструкция и где он применяется? (Ответы учащихся). Точный ответ на поставленные вопросы вы сможете дать в конце нашего урока, тема которого «Простые механизмы.». Девиз урока: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!» 2 сл. 3 сл4 сл

Физические возможности человека ограничены, поэтому с древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую. Такие механизмы называют «простыми механизмами». Первым человеком, применившим простые механизмы, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни в поисках съедобных корней или прятавшихся под корнями мелких животных. Есть много свидетельств, что в древних странах - Вавилоне, Египте, Греции - строители широко использовали простые механизмы при подъёме и перевозке статуй, колонн и огромных камней, в умелых руках тяжелый груз превращался в лёгкий.

Перед вами на слайде Моаи — каменные статуи на побережье острова Пасхи в Тихом океане в виде человеческой головы высотой до 20 метров и весом 40-90 тонн. Каким образом они доставлялись к побережью, неизвестно – это одна из главных загадок острова, не дающей покоя уже нескольким поколениям путешественников и исследователей. По легенде они «шли» сами. Норвежский путешественник Тур Хейердал даёт описание одного из этих способов перемещения статуй, который был проверен в действии местными жителями. Так, один из Моаи, опрокинутых с постамента, был водружен назад путём использования брёвен, подсунутых под статую, что по конструкции напоминало рычаг.

Что представляет собой простой механизм? Для чего нужны простые механизмы?

5 слПростые механизмы – это приспособления, которые служат для преобразования силы. К простым механизмам относятся: рычаг и его разновидности блок и ворот, наклонная плоскость и её разновидности клин и винт. Мы рассмотрим самый распространённый механизм – рычаг. 6 сл 7 сл

Рычаг - является составной частью почти каждой современной машины, станка, механизма. Экскаватор роет канаву - его железная “рука” с ковшом действует как рычаг. Шофёр меняет скорость автомобиля с помощью рычага переключения скоростей. Вскапывая грядки на огороде, лопата в наших руках тоже становится рычагом. Всевозможные коромысла, рукоятки и вороты всё это рычаги.

Давайте выясним, как правильно использовать рычаг? (Прошу двух смелых учащихся выйти к доске. Даю одному в руки тяжёлый портфель и предлагаю воспользоваться палкой для облегчения переноса груза.) Покажите нам, как расположить палку, на которой весит груз, на плече друга, так, чтобы сила давления на плечо была наименьшей? Палка - это рычаг, который мы используем для того, чтобы облегчить перенос тяжёлого груза. Как правильно подвесить груз на рычаге?

Возьмите зубочистку и переломите её пополам. Разломите теперь половинки. Что труднее переломить – целую или половинку? Почему? 8 сл

Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.

Рычаг имеет точку опоры и плечо. Плечо - это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы (т.е. перпендикуляр, опущенный из точки опоры на линию действия силы). Обычно силами, приложенными к рычагу можно считать вес тел. Одну из сил мы будем называть силой сопротивления, другую - движущей силой.

Как вы думаете, что произойдёт, если одна из сил увеличится в 2 раза? Ответ: весы выйдут из равновесия (показываю на обычных весах). Как вы считаете, есть ли способ уравновесить большую силу меньшей? Ответ: да, нет. Предлагаю вам в ходе -эксперимента вывести условие равновесия рычага.

Работа с компьютерной моделью "Рычаг" (условие равновесия рычага), используется диск «Лабораторные работы по физике». Задание к компьютерной модели: подвесь гирьки на рычаг так, чтобы он оказался в равновесии. (Если первое плечо 18 см, к нему подвесили груз с силой тяжести 2Н, на второе плечо подвесили груз силой тяжести 3Н, какова длина плеча? 12 см)

Рычаг находится в равновесии, когда силы, действующие на него обратно пропорциональны плечам этих сил. Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.

9 сл. 3. Зрительная гимнастика.

Закройте глаза и прикройте их ладонями. Представьте лист белой бумаги и попытайтесь мысленно написать на нем тушью свое имя. Если это удастся, то напишите по буквам свою фамилию и отчество, четко представляя себе каждую букву в отдельности. В конце записи поставьте точку. Теперь забудьте о буквах и вспоминайте только точку. Она должна казаться вам двигающейся из стороны в сторону короткими, медленными и легкими покачиваниями. Вы расслабились, уберите ладони, откройте глаза, мы с вами возвращаемся в реальный мир полные сил и энергии.

10 слСегодня простые механизмы работают на канатных дорогах, на буровых установках, выполняют строительно-монтажные и погрузочные работы. На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики. 11 сл

Я хочу вам продемонстрировать работу подъёмного крана, сконструированного из Лего-конструктора. На слайде представлен реальный кран. 12 сл Для чего у подъёмного крана делают противовес? Что может произойти при неправильном расчете грузоподъёмности крана? Посмотрите видеосюжет. 13 сл.

Задачи: 1). На доске, перекинутой через бревно, качаются 2 мальчика, различной массы. Следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры?

2). По рисунку определить, какой груз нужно поместить в точки А(2Н), В(1Н) и С(5Н), чтобы он находился в равновесии? 14 сл

3). Почему ручку располагают у края двери?

Приведите примеры применения рычагов в быту и технике.

Подведение итогов. Рефлексия. 15 сл 16 сл

Как и в любом механизме для сцепки вагонов тоже используют простые механизмы. Я предлагаю оценить свои знания, полученные на уроке, используя вагоны разного цвета: синий - плохо понимаю материал, зелёный – понимаю, но нужно ещё поработать, красный – всё понимаю, всё получается. А своё настроение нарисуйте на вагоне в виде смайлика. Собираем поезд на доске.

17 сл – доп.