Тема: Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Момент сил.
Цели:
- Образовательные: вызвать объективную необходимость изучения нового материала; способствовать овладению знаниями по теме "Рычаг. Момент сил".
- Развивающие: содействовать развитию речи, мышления, овладению методами научного исследования: анализа и синтеза.
- Воспитательные: формировать исторический взгляд на развитие техники, познавательный интерес; положительной мотивации к учению; дисциплинированности эстетического восприятия мира.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока: урок-практикум.
План занятия:
1. Организационный момент.
2. Этап постановки целей и задач.
3. Этап получения новых знаний.
4. Этап практической работы учащихся.
5. Этап обобщения и закрепления нового материала.
6. Рефлексия.
7. Заключительный этап.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
Проверка готовности класса к уроку.
Настрой на работу
Учитель: Здравствуйте. Садитесь. Сегодня у нас обычный урок. Прежде чем мы приступим к изучению новой темы. Я хочу, чтобы все настроились на урок. Расслабьтесь, прислушайтесь к своим ощущениям и скажите себе: "Я нахожусь на уроке и хочу узнать что-то мне неизвестное." Готовы? А сейчас давайте приступим к работе.
II. Этап постановки целей и задач урока
Учитель: Почти все ученики, сидящие в классе, сталкиваются в своей жизни с различными механизмами. Многие считают, что механизм – это что-то большое и грохочущее, однако некоторые механизмы совсем невелики и довольно просты. Независимо от размера, все они облегчают работу человека. Обратите, пожалуйста, внимание на рисунки.
Учитель выслушивает различные варианты ответа, пояснения к ним.
Однажды по берегу моря вдвоем
гулял Архимед с сиракузским царем.
А рядом триеру тащили на мель
И тут Архимед Гиерона спросил:
– Ты помнишь мой винт для подъема воды?
В Египте рабам я облегчил 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…
И я удивлю Сиракузы.
В назначенный срок собирается люд
на пристани, солнцем согретой.
Глядят на машину, но чуда не ждут:
– Не втащит! Да слыхано ль это!
Гиерон. Я вижу веревки и много колес,
и я поражаюсь размеру,
но даже Геракл, ухватившись за трос,
не втащит на берег триеру…
И тут Архимед повернул колесо –
триера послушно ползет на песок.
На палубе с ног повалились купцы.
На берег заехать – не шутка!
По воздуху веслами машут гребцы,
как будто лишились рассудка.
Гиерон. Не верю глазам! Столько силы в плечах?!
Архимед. 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.
"С этого времени я требую, – велел Гиерон, – чтобы Архимеду верили во всем, что он только не скажет".
ПРОКЛ.
V ВЕК НАШЕЙ ЭРЫ.
Учитель: Цель, которую мы сегодня ставим перед собой – изучить простейший механизм – рычаг, его характеристики, научится изображать его на схеме.
III. Этап получения новых знаний
Определение: приспособления, служащие для
преобразования силы, называют простыми
механизмами.
Простые механизмы: рычаг, блок, ворот,
клин, винт, наклонная плоскость.
Все эти механизмы облегчают работу, потому что
дают выигрыш в силе или расстоянии. Так, приложив
небольшое усилие на одном конце механизма, мы
можем поднять тяжелый груз, подвешенный на его
конце, или слегка сместив одну деталь механизма,
получить большое смещение другой детали.
Учитель: Дальнейшими путеводителями на уроке будут правила работы с рычагом и указания по заполнению бланков отчета.
Ученики выполняют практические работы, заполняют бланки ответов и совместно с учителем делают вывод по практическим работам.
Практическая работа № 1.
Учитель: Что нужно сделать, чтобы перекладина стала горизонтальной?
Учитель выслушивает ответы учащихся и пояснения к ним.
Учитель вводит определение рычага.
Определение: рычаг представляет собой твердое тело, которое может вращаться вокруг своей неподвижной оси.
Учитель: Изобразим рычаг на схеме.
Точка О – точка опоры рычага (ось вращения,
которая расположена между точками приложения
сил); точка А и точка В – точки приложения сил; F1 и
F2 – силы, действующие на рычаг.
Си: [F] = [Н] – Ньютон
Определение: Кратчайшее расстояние между
точкой опоры и прямой, вдоль которой действует
сила, называется плечом силы.
Обозначается малой латинской буквой l – плечо
силы.
Си: [l] = [м] – метр.
Учитель: Посмотрите внимательно на
схему и ответьте мне на вопрос: "Как найти
плечо силы? Назовите плечи сил F1 и F2 ."
Выслушиваются варианты ответов и пояснения к ним.
Ответ: ОА – l1 – плечо силы F
ОВ – l2 – плечо силы F
Закрепление:
Практическая работа № 2
1. Подвесить рычаг на штатив.
2. Вращая гайки на концах рычага, расположите
рычаг горизонтально.
3. Подвесьте два груза на левой части рычага. Вес
груза равен 1 Н.
Что произошло с рычагом? Что нужно сделать, чтобы
рычаг оказался в положении равновесия под
действием приложенных сил?
4. Подвесьте с правой стороны динамометр и по его
показаниям попытайтесь узнать, какую силу
необходимо приложить, чтобы установить рычаг в
положении равновесия.
5. Запишите формулу для нахождения силы тяжести и
выразите из нее массу (учитывая, что g = 10 м/с2).
6. Вычислите массу груза.
7. Подвесим груз данной массы на то место, где был
подвешен динамометр. Пришел ли рычаг в
равновесие?
8. Ответьте на вопросы:
а) От каких величин зависит результат действия
силы? Ответ: от числового значения (модуля); от
направления действия силы; от точки приложения.
б) Чему равны действующие на рычаг силы? Ответ:
весу груза.
в) В чем состоит правило равновесия рычага? Ответ:
измеряют модули F и l
Учитель выслушивает ответы учащихся.
Учитель: Силы, действующие на рычаг, могут повернуть его в двух направлениях: по ходу часовой стрелки и против него.
Практическая работа № 3
1. Подвесить рычаг на штатив.
2. Вращая гайки на концах рычага, расположите
рычаг горизонтально.
3. Подвесьте два груза на левой части рычага. Вес
груза равен 1 Н.
4. Найти произведение сил и плеч с правой и левой
сторон.
5. Правило равновесия рычага: F1/F2 = l2/l1;
F1l1 = F2l2
6. Повторите опыт:
а) подвесьте 2 груза на левой части рычага на
расстоянии 14 см от оси вращения.
б) опытным путем установите, на каком расстоянии
необходимо вправо от оси вращения подвесить: 1)
один груз; 2) два груза;
7. Найти произведение сил и плеч с правой и левой
сторон, используя правило равновесия рычага.
8. Подтверждают ли результаты опытов правило
равновесия рычага? Почему?
9. Результаты занесите в бланк отчета.
Учитель выслушивает ответы учеников и пояснения к ним.
Учитель: Запишите вывод.
Определение: рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него обратно пропорциональны плечам этих сил.
Учитель: Из правила равновесия рычага
следует, что можно получить выигрыш в силе,
проигрывая в расстоянии.
Произведение модуля силы, вращающей тело, на ее
плечо называют моментом силы.
Обозначают М. формула М = F · l
Си: [M] = [Н · м] М – векторная величина.
Момент действия силы характеризует действие
силы и зависит одновременно и от модуля силы и от
ее направления.
Вывод: Правило рычага и есть равенство
моментов действующих на него сил. М1 = М2.
Правило рычага лежит в основе действия
различного рода инструментов и устройств,
применяемых в технике и в быту, когда требуется
выигрыш в силе или в расстоянии.
Рефлексия
Учитель: Наш урок подходит к концу.
Каждый из вас на уроке чувствовал себя по-разному.
Сейчас я попрошу вас оценить, насколько
комфортно вы чувствовали себя на уроке, как
каждый из вас, так и как класс в целом, и
понравилось ли вам наше занятие.
Перед вами находится листок с изображением
различных эмоций. Выберите и отметьте то
изображение, которое наиболее соответствовало
бы вашему настроению.
Заключительный этап
Учитель: Оценивая Вашу работу на уроке, я увидела, что практически каждый из вас внес вклад в наш урок. Мне очень понравилось с вами работать, спасибо за внимание. До свиданья.
Домашнее задание: § 55 – 58 (Вопросник (таблица)).
Подумайте и ответьте на вопрос: "Мог ли Архимед
поднять Землю? Почему?"
Подготовить сообщение по теме "Рычаги в
технике и в быту", "Простые механизмы в
работе".
Индивидуальная работа по желанию (карточки: на
рисунках изображены рычаги. Указать их плечи.).