Урок "Простые механизмы. Рычаг"

тема: Простые механизмы. Рычаг. Правило равновесия рычага.

Автор-составитель: Лукьянец Жанна Владиславовна, учитель физики высшей категории МБОУ УСОШ №1 им.А.С.Попова г. Удомля Тверской обл.

Цели урока:

образовательные

• познакомить школьников на популярном уровне с данным разделом физики,

• сформировать понимание роли простых механизмов,

• изучить самый простой и распространенный простой механизм – рычаг.

развивающие

• сформировать умение выдвигать гипотезу, проверять её,

• сформировать умение воспринимать и анализировать информацию, представленную в различных формах,

• производить простейшие расчеты, устанавливать закономерности,

• развивать познавательную активность.

• развивать логическое мышление через моделирование жизненных ситуаций,

метапредметные

обеспечить общекультурное, личностное и познавательное развитие ребенка

Воспитательные:

• воспитывать трудолюбие, точность и четкость при ответе;

• умение наблюдать окружающий мир, задумываться над его внутренней сутью, причинами изменений, анализировать условия. 

Оборудование: презентация PowerPoint, рычаг-линейка, набор грузов, ножницы, рычажные весы, карточки-задания.

Ход урока

1. Актуализация прежних знаний и умений

2. Целеполагание и погружение в тему (На основании информации, данной учителем, учащиеся определяют главную цель урока)

3. Актуализация новых знаний (учитель ставит проблему, определяет метод исследования. На основании опытов устанавливает условие (правило) равновесия рычага. Ученики оставляют схему рычага, обобщают опытные данные, выбирают математический аппарат)

4. Выполнение упражнений на закрепление новых умений. (лабораторная работа «Выяснение условия равновесия рычага». Учитель даёт инструкции по выполнению работы, технике безопасности. Осуществляет техническую поддержку работы учащихся. Оценивает работу учащихся)

5. Рефлексия деятельности на уроке (учащиеся оценивают свою работу на уроке, учитель оценивает данные рефлексии)

1-2. Целеполагание и погружение в тему

наши далекие предки были замечательными инженерами.

(слайд1) Великий путешественник Тур Хейердал, посетив остров Пасхи в Тихом океане с изумлением обнаружил, что когда-то жители этого острова занимались весьма странным делом - вытесывали огромных каменных истуканов высотой с 5-этажный дом и ставили их по всему острову.

(слайд2) В Англии есть священное место друидов -Стоунхендж . Никто не знает кем, когда и зачем был возведён мегалит. Даже во времена постройки пирамид он был уже древним.

(слайд3) Египетские пирамиды построены более 5 тыс. лет назад, каменные блоки весом до 15 тонн так подогнаны друг к другу, что невозможно между ними протиснуть почтовую открытку. 

Подумайте, При помощи чего, на ваш взгляд, были построены всё это? (Опрос ребят: применяли какие-то устройства, механизмы….).

Да действительно, они использовали для этого простейшие механизмы. Вы, наверное, уже догадались, о чем на уроке будет идти речь.

Запишите в тетрадь тему: Простые механизмы

итак, цель нашего урока

• узнать о роли простых механизмов,

• изучить самый простой и распространенный простой механизм – рычаг.

(слайд4) Мы из повседневного опыта знаем, что с незапамятных времен человек использует для совершения механической работы различные приспособления. А как вы думаете, для чего они необходимы человеку? (для того чтобы облегчить труд человека….)

(слайд5) Поэтому мы можем утверждать, что простыми механизмами называют приспособления, служащие для преобразования силы. Существует несколько видов простых механизмов. Они представлены на экране.

3. Актуализация новых знаний

Используя текст № 1, выполните упр №1А. результаты запишите в рабочие листы. Что у вас получилось ребята? (ученики озвучивают полученный результат).

1. Узнаем, насколько вы были внимательны при работе с текстом

(слайд6) Вставьте пропущенные слова: упр №1Б

Приспособления, служащие для преобразования силы называют (простым механизмам)

К простым механизмам относятся(рычаг и наклонную плоскость). В большинстве случаев простые механизмы применяют для того, чтобы (получить выигрыш в силе), т.е. увеличить (силу, действующую на тело), в несколько раз _______________________________________________________________________________

Без такого огромного многообразия простых механизмов, трудно себе представить жизнь человека. Видимо не случайно величайший философ Архимед так высоко оценил их значение. “Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю” – сказал он.

Какой простой механизм он при этом хотел использовать?

Пойдем по стопам Архимеда и так же как он, изучим рычаг, которым можно перевернуть мир.

Итак, следующая тема - рычаг. Ребята, а что бы вы хотели узнать о рычаге? (как помогает людям, как устроен, как выглядит, кто его изобрел, как действует)

Ответим на вопрос, что же такое рычаг(показать устройство). Рассмотрим его отдельные части. Это с точки зрения физики твердое тело, что делает тв тело(вращается), вокруг чего(точка опоры). Дадим определение рычага запишите в рабочие листы (Рычаг – твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры).

Подвесим грузы по разные стороны от точки опоры. С какой силой действует груз на рычаг? (вес). Если эти силы у грузиков одинаковы, мы говорим, что рычаг находится в равновесии (равный вес).куда направлены силы?

(Вводится понятие плечо). Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы, используя определения в учебнике запишите в рабочие листы: важно - чтобы найти плечо силы, надо из точки (приложения силы) опустить перпендикуляр на линию действия (силы)

упр №3

О РЫЧАГАХ 1 2 3 РОДА

Можем ли мы переместить точку опоры? Это будет рычаг? Почему? (сделать акцент на определение)

Подвесим груз. Как располагаются силы относительно точки? Чтобы удержать равновесие надо приложить силу, действующую вверх.

(слайд 8-10) В лист Различают рычаги 1 рода, в которых опора располагается между точками приложения сил,  

рычаги 2 и 3 рода, в которых точки приложения сил располагаются по одну сторону от опоры.

Вновь у нас физкультминутка (найдем рычаги в ногах, рыках, голове)
используя текст №2 выполните упр №4 ВЫДАТЬ РИС ЧЕРЕПА,(соедините стрелками правый и левый столбик)

4. Выполнение упражнений на закрепление новых умений.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ На практике очень часто необходимо, чтобы рычаг находился в равновесии. Давайте и мы проведем небольшой эксперимент для выяснения условия равновесия.

(Слава и Саша) на большом рычаге 12/1-12/1, 12/1-6/2, 12/1-4/3

Проведение эксперимента с помощью малых рычагов 8/1-4/2, 6/2-4/3(на доске дублировать в виде пропорцией)

(слайд№10) упр №5 проверить решение задачи экспериментально

запишите в рабочие листы ПРАВИЛО РАВНОВЕСИЯ РЫЧАГА

важно! Вывод: меньшей силой можно уравновесить при помощи (рычага)_ большую силу. Назначение рычага – получить (выигрыш) в силе.

Вот и вы ребята смогли исследовать рычаг, как когда-то смог это сделать Архимед. (слайд 11) Возвращаясь к словам великого философа: “Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!” А можно ли это сделать?

5. Рефлексия

• Сегодня на уроке я узнал…

• Было интересно…

• Знания, которые я получил на уроке, пригодятся…

Домашнее задание §55,56,58

написать сочинение 1 группа на тему «Применение рычага дома», 2 группа - «Рычаг в медицине» или сочинить сказку о рычаге.

Вывод. В результате работы на уроке мы выяснили:

-сила человека ограничена, поэтому он часто применяет приспособления (механизмы), которые преобразовывают его силу в силу существенно большую, т.е. получают выигрыш в силе;

-простые механизмы широко применяются в практической деятельности; -простые механизмы применяют при совершении работы в тех случаях, когда надо действием одной силы уравновесить другую силу;

-различные простые механизмы, которые нас окружают, позволяют получить выигрыш в силе или расстоянии, делая нашу жизнь удобнее; -простые механизмы не дают выигрыша в работе; -человек применяет простые механизмы, хотя часто даже не подозревает о его использовании.

=============================================

• До сих пор мы говорили о рычагах, созданных человеком, а существуют ли рычаги, созданные природой. Заполнить в тетради

==============================================================

Для приобретения опыта необходимо все испытать самому. Эксперимент:

1. Предлагаю Юле открыть дверь класса двумя способами, нажимая рукой ближе к петлям двери и, нажимая около дверной ручки.

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

1. А Саше удержать груз двумя способами на палке через плечо в первой ситуации за край палки, и вторая ситуация около плеча.

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

Приложение

текст 2 Простые механизмы в строении человека

В скелете человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами - это кости рук и ног, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев. Например,

Рычаг равновесия. Ось вращения рычага О проходит через сочленение черепа и первого позвонка. Спереди от точки опоры на относительно коротком плече действует сила тяжести головы R, позади – сила  тяги мышц F и связок, прикрепленных к затылочной кости.

Рычаг силы : действие свода стопы при подъеме на полупальцы. Опорой О рычага, через которую проходит ось вращения, служат головки плюсневых костей. Действующая мышечная сила F, осуществляющая подъем тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости. Преодолеваемая сила R – вес всего тела – приложена к таранной кости.

текст 3 Простые механизмы в строении животных

«Колющие орудия» многих животных – когти, рога и зубы – по форме напоминают клин (видоизменённая наклонная плоскость)

клину подобна и заострённая форма головы быстроходных рыб. Многие из этих клиньев имеют очень гладкие твёрдые поверхности, чем и достигается их большая острота.

Текст 4 Простые механизмы в строении цветка шалфея

Рассмотрим работу «рычажный механизм» в цветке шалфея для загрузки насекомых пыльцой. Цветок на растении располагается горизонтально. Нижняя его губа служит очень удобной посадочной площадкой для шмелей. Отсюда насекомое начинает путь внутрь цветка, к нектару.

Но тут на его дороге встают две тычинки. Они прикреплены к цветку так, что короткая и твердая нижняя часть каждой из них является одним плечом рычага, а верхняя длинная, на которой качается пыльник, - это другое плечо. Шмель пытается проникнуть внутрь цветка, нажимает на нижнее плечо. Верхнее при этом опускается, и пыльники вымазывают пыльцой спинку насекомого.

Текст 5 Простые механизмы в строении растений

Типичный рычаг – ствол дерева и корни. Глубоко уходящий в землю корень сосны или дуба оказывают огромное сопротивление, поэтому сосны и дубы почти никогда не выворачиваются с корнем.

Ели же, имеющие часто поверхностную корневую систему, опрокидываются очень легко.

«Колющие орудия» многих растений – колючки – по форме напоминают клин (видоизменённая наклонная плоскость). Многие из этих клиньев имеют очень гладкие твёрдые поверхности, чем и достигается их большая острота.