Урок физики "Простые механизмы.Рычаг"

Тема урока: Простые механизмы. Рычаг.

Цель урока: создание условий для развития УУД в процессе формирования у обучающихся понятий «простые механизмы» и «рычаг».

Планируемый результат: Знание видов простых механизмов, их устройства и принципа действия, понимание устройства и принципа действия простых механизмов, умение пользоваться условием равновесия рычага, правилом моментов.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Основное содержание темы, термины и понятия: простые механизмы, рычаг, точка опоры, плечо силы, условие равновесия рычага, правило моментов.

Задачи урока:

- исследовать устройство, принцип работы и практическую значимость рычага, через практическую деятельность;

-рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы;

-выяснить условие равновесия рычага;

- развивать познавательную активность обучающихся средствами новых информационных технологий, развивать навыки исследовательской и изобретательской деятельности в процессе решения проблемных задач;

- воспитывать внимание к проблемам и открытиям глобального масштаба, понимание их причин, значения, характера и последствий.

Оборудование: компьютер, проектор, презентация PowerPoint, рычаг-линейка, набор грузов, ножницы, рычажные весы.

ХОД УРОКА

I. Актуализация опорных знаний.

Повторение изученного материала по теме «Механическая работа. Мощность».

II.  Изучение нового материала

Проблемная ситуация.

7 августа 1782 года, к столетию восшествия  Петра I на престол на Сенатской площади в г.Санкт-Петербурге был торжественно открыт памятник царю-основателю города.

Задолго до отливки статуи начались поиски природного камня для изготовления постамента. Были снаряжены две поисковые экспедиции, не увенчавшиеся успехом. Тогда объявили общенародный конкурс на поиск и доставку камня, разместив объявление в «Санкт-Петербургских ведомостях». В сентябре 1768 года на объявление откликнулся  крестьянин из поселка Лахты Сергей Вишняков, который сообщал, что в лахтинских лесах лежит гигантский Гром-камень, «лучше которого для пьедестала не сыскать». Назывался Гром-камнем потому, что по преданию во время грозы громом у него был отбит угол.  По словам крестьянина, есть предание, что  Петр I не раз всходил на эту глыбу  для обозрения окрестностей, а так же наблюдал отсюда морские баталии. В Лахту отправили экспедицию, которая подтвердила, что камень вполне подходит по своим параметрам. Размеры камня около 13 метров в длину, 8 метров в высоту и 6 метров в ширину и вес-около 1800 тонн, внушали ужас и сомнения, что его вообще можно сдвинуть с места.

Представьте, что у вас на дачном участке есть огромный камень. Он имеет оригинальную форму и мог бы замечательно вписаться в интерьер моего сада, только вот находится он не на том месте. Его надо передвинуть. Камень очень тяжелый. Чтобы его передвинуть, необходимо применить мощную технику. Но тогда она нарушит все устройство моего сада, так как на участке дорожки узкие, все застроено. Что мне делать?

Думаю, что мой камень тоже можно передвинуть. Ребята, помогите мне, придумайте что-нибудь! Что нам для этого нужно знать?

Целеполагание.

Учащиеся формулируют учебную цель и задачи урока.

-определение простых механизмов;

-виды простых механизмов;

-принципы действия;

-применение простых механизмов.

1. Простые механизмы (слайд 1)

Записываем тему урока.

Простые механизмы – приспособления, служащие для преобразования силы.
Виды простых механизмов: рычаг (блок, ворот); наклонная плоскость (клин, винт)
Назначение – получить выигрыш в силе (слайд 3).

2. Рычаг

– Сегодня мы познакомимся с одним из видов простых механизмов – рычагом.

Из жизненного опыта мы знаем, что человеку трудно поднять тяжелый предмет. Сила, которую он прикладывает, порой, недостаточна, чтобы преодолеть силу тяжести предмета. В этом может помочь нехитрое приспособление, например лом, или рычаг.

Демонстрация рычага.

Рычаг – твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Рассмотрим устройство рычага. Изобразим его графически и перечислим основные части (слайд 5):

О – точка опоры.
F₁, F₂ – силы, действующие на рычаг.
l₁ – плечо силы F₁.
l₂ – плечо силы F₂.

Существует два вида рычагов: рычаг 1 рода, рычаг 2 рода (слайд 6).
Учащимся демонстрируются рисунки рычагов и задается проблемный вопрос: В чем разница между этими видами рычагов?
У рычагов первого рода неподвижная точка опоры располагается между линиями действия приложенных сил. У рычагов второго рода неподвижная точка опоры располагается по одну сторону линий действия приложенных сил.

Назначение рычага – получить выигрыш в силе.

3. Условие равновесия рычага

Работа в группах.

Экспериментальное задание: Выяснить условие равновесия рычага.

Будем уравновешивать рычаг, результаты измерений занесем в таблицу:

Учащиеся заполняют таблицу и выполняют расчеты: F₂/F₁, l₁/ l₂. Затем анализируем полученные результаты по последним колонкам таблицы. Формулируем вывод проведенного эксперимента (слайд 7) и записываем правило [1, стр. 139]:

Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил:

Из этого правила следует, что с помощью рычага меньшей силой можно уравновесить большую силу.

4. Применение рычагов

Рычаги нашли широкое применение в быту и технике. Правило равновесия рычага лежит в основе действия различных инструментов и устройств (слайд 8).
Я надеюсь, что теперь вы точно сможете ответить на вопрос, позвучавший в начале урока!

III. Закрепление.

Решение задач (слайд 9).

• Из правила равновесия рычага следует, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу. По легенде, Архимед, осознав значение своего открытия, воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!». Объясните невозможность этого (слайд 10).

• Почему ножницы для резания металла имеют наиболее длинные рукоятки, чем ножницы, предназначенные для резания бумаги? (слайд 11)

• Почему дверную ручку прикрепляют не к середине двери, а к краю, притом наиболее удаленному от оси вращения? (слайд 12)

• Какой из рычагов будет находиться в равновесии?  (слайд 13)

• № 750 [2]

При  равновесии рычага на его меньшее плечо действует сила 300 Н, на большее – 20 Н. Длина меньшего плеча 5 см. Определите длину большего плеча (слайд 14).

IV. Подведение итогов урока( соотнесение с задачами).

V. Проверка усвоения материала (тест).

Рефлексия (ответить на вопросы и оценить свою работу)

Список литературы:

1) Перышкин А.В. Физика. 7 класс
2) Лукашик В.И. Сборник задач по физике. 7-9 классы.
3) Марон А.Е. Физика. 7 класс: учебно-методическое пособие.

Тема урока _______________________________________________________________________

Простые механизмы-_______________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Рычаг ____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

О - ____________________________________________

F_1, F₂- _{_______________________________________________________}

L₁ -____________________________________________

L₂ -____________________________________________

Условие равновесия рычага ___________________________________________________

Момент силы _________________________________________________________________

Единица измерения момента силы ______________________________________________

Правило моментов ____________________________________________________________

Проверь себя:

1. А Б В

2. А Б В

3. А Б В

4. А Б

5. А Б

6. А Б В

Оцени свою работу на уроке

(подчеркни выбранные фразы)

• Я узнал(а) много нового.

• Мне это пригодится в жизни.

• На уроке было над чем подумать.

• На все возникшие у меня в ходе урока вопросы, я получил(а) ответы.

• На уроке я поработал(а) добросовестно.

Фамилия, имя учащегося________________________________________

________________________________________

________________________________________

Экспериментальное задание

Выяснение условий равновесия рычага.

Цель: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка.

Ход работы:

1. Подвесить два груза на левой части рачага на расстоянии, равном примерно 10 см от оси вращения.

2. Опытным путем установить, на каком расстоянии вправо от оси вращения надо подвесить

- один груз

чтобы рычаг пришел в равновесие.

1. Считая, что каждый груз весит 1 Н, записать данные и измеренные величины в таблицу.

1. Вычислить отношение сил и отношение плеч для каждого из опытов и полученные результаты записываю в последний столбик таблицы.

2. Вывод (когда рычаг находится в равновесии) ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Проверь себя:

1. А Б В

2. А Б В

3. А Б В

4. А Б

5. А Б

6. А Б В

Оцени свою работу на уроке

(подчеркни выбранные фразы)

• Я узнал(а) много нового.

• Мне это пригодится в жизни.

• На уроке было над чем подумать.

• На все возникшие у меня в ходе урока вопросы, я получил(а) ответы.

• На уроке я поработал(а) добросовестно.

Фамилия, имя учащегося________________________________________

________________________________________

________________________________________

Экспериментальное задание

Выяснение условий равновесия рычага.

Цель: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка.

Ход работы:

1. Подвесить два груза на левой части рачага на расстоянии, равном примерно 10 см от оси вращения.

2. Опытным путем установить, на каком расстоянии вправо от оси вращения надо подвесить

- два груза

чтобы рычаг пришел в равновесие.

1. Считая, что каждый груз весит 1 Н, записать данные и измеренные величины в таблицу.

1. Вычислить отношение сил и отношение плеч для каждого из опытов и полученные результаты записываю в последний столбик таблицы.

2. Вывод (когда рычаг находится в равновесии) ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, имя учащегося________________________________________

________________________________________

________________________________________

Экспериментальное задание

Выяснение условий равновесия рычага.

Цель: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка.

Ход работы:

1. Подвесить два груза на левой части рачага на расстоянии, равном примерно 10 см от оси вращения.

2. Опытным путем установить, на каком расстоянии вправо от оси вращения надо подвесить

- один груз

- два груза

- три груза

чтобы рычаг пришел в равновесие.

1. Считая, что каждый груз весит 1 Н, записать данные и измеренные величины в таблицу.

1. Вычислить отношение сил и отношение плеч для каждого из опытов и полученные результаты записываю в последний столбик таблицы.

2. Вывод (когда рычаг находится в равновесии) ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия, имя учащегося________________________________________

________________________________________

________________________________________

Экспериментальное задание

Выяснение условий равновесия рычага.

Цель: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии.

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка.

Ход работы:

1. Подвесить два груза на левой части рачага на расстоянии, равном примерно 10 см от оси вращения.

2. Опытным путем установить, на каком расстоянии вправо от оси вращения надо подвесить

- три груза

чтобы рычаг пришел в равновесие.

1. Считая, что каждый груз весит 1 Н, записать данные и измеренные величины в таблицу.

1. Вычислить отношение сил и отношение плеч для каждого из опытов и полученные результаты записываю в последний столбик таблицы.

2. Вывод (когда рычаг находится в равновесии) ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7 августа 1782 года, к столетию восшествия  Петра I на престол на Сенатской площади в г.Санкт-Петербурге был торжественно открыт памятник царю-основателю города.

.

.

Простые механизмы.

Рычаг.

.

Цель: изучение простых механизмов.

Учебные задачи:

• выяснить, какие устройства называются простыми механизмами;
• познакомиться с видами простых механизмов;
• изучить принцип действия рычага;
• познакомиться с применением простых механизмов.

Простые механизмы – приспособления, служащие для преобразования силы.

рычаг

наклонная плоскость

Ворот

Блок

Винт

Клин

Рычаг – твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Устройство рычага

О – точка опоры.

F 1, F 2 – силы, действующие на рычаг.

l 1 - плечо силы F 1

l 2 - плечо силы F 2

Два вида рычагов

Рычаг 1-го рода

Рычаг 2-го рода

Назначение рычага – получить выигрыш в силе.

.

Номер опыта

Сила F 1 , Н

Плечо силы

1

Сила F 2 , Н

L 1 , см

Плечо силы

2

3

L 2 , см

F 1

F 2

L 2

L 1

Условие равновесия рычага

(Архимед, 3 век до н.э.)

Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Условие равновесия рычага

Произведение модуля силы, вращающей тело, на её плечо называется моментом силы.

Применение рычагов

Применение рычагов

Различные части тела животного и человека, например конечности, могут действовать как рычаг.

Одноплечный рычаг руки человека

Рычаги передней конечности

собаки

Применение простых механизмов

Винт Архимеда

Пресс с винтом

Ворот

Гидравлический клин

.

В феврале месяце 1769 года приступили к подниманию камня. К сему употреблены были рычаги первого рода. Каждый рычаг состоял из трех соединенных между собою дерев. Таковых рычагов было 12. Чтобы действию рычагов прибавить еще более силы, были против оных поставлены четыре ворота. Как скоро его подняли, то работные люди подперли его бревнами и клиньями и сделали новые под рычаги подкладки, после чего принимались за прежнее действие.

Решим задачи

Название списка

Из правила равновесия рычага следует, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу.

По легенде, Архимед, осознав значение своего открытия, воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!».

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Почему ножницы для резания металла имеют наиболее длинные рукоятки, чем ножницы, предназначенные для резания бумаги?

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Пункт 1

Почему дверную ручку прикрепляют не к середине двери, а к краю, притом наиболее удаленному от оси вращения?

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Какой из рычагов будет находиться в равновесии?

Пункт 1

б)

а)

Пункт 2

F 1

Текст

F 1

Пункт 3

F 2

F 2

F 2

Пункт 4

в)

Пункт 5

F 1

Название списка

При равновесии рычага на его меньшее плечо действует сила 300 Н, на большее – 20 Н. Длина меньшего плеча 5 см. Определите длину большего плеча.

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Проверь себя:

• Что не является разновидностью рычага?

а) блок

б) ворот

в) клин

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Проверь себя:

2. Что не является разновидностью наклонной плоскости?

а) блок

б) клин

в) винт

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Проверь себя:

3. Что представляет собой рычаг?

а) твёрдое тело

б) твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры

в) твёрдое тело, которое может вращаться

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Проверь себя:

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы №4,5

Пункт 1

Пункт 2

4.Какой отрезок является плечом силы F 1 ?

а) ОА

б) ОВ

Текст

Пункт 3

5.Какой отрезок является плечом силы F 2 ?

а) ОА

б) ОВ

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

Проверь себя:

6. В каком случае правило равновесия рычага записано верно?

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

а)

б)

в)

Пункт 4

Пункт 5

Название списка

• Я узнал(а) много нового.

• Мне это пригодится в жизни.

• На уроке было над чем подумать.

• На все возникшие у меня в ходе урока вопросы, я получил(а) ответы.

• На уроке я поработал(а) добросовестно.

Пункт 1

Пункт 2

Текст

Пункт 3

Пункт 4

Пункт 5

Домашнее задание

§55-58, №748, 749, составить коллаж «Простые механизмы в природе, технике, быту».