Образовательные цели урока: ознакомиться с разновидностями простых механизмов; изучить принцип действия и область применения простых механизмов; выяснить условие равновесия рычага.
Оборудование: набор грузов, динамометр, рычаг на штативе, масштабная линейка, ножницы по бумаге и металлу, портрет Архимеда, дидактический материал, компьютер, мультимедиапроектор.
ХОД УРОКА
1. Организационный этап урока.
2. Целевая установка (слайд 3-7). Презентация
Учитель. Всем известно, что человеческие возможности ограничены, поэтому с давних времен человек часто использовал специальные устройства способные преобразовать силу в значительно большую. Рассмотрим примеры.
Учащиеся. (Идет озвучивание учащимися примеров представленных на слайдах.)
Учитель. Действительно человек различными
способами стремится уменьшить затраты
собственных сил. Используемые механизмы
называются простыми. Тема нашего урока
“Простые механизмы”. (Слайд 2). Сегодня на
уроке мы поведем разговор о разнообразии простых
механизмов, познакомимся с принципом их действия
и областью практического применения, выясним
условие равновесия рычага.
3. Создание проблемной ситуации (слайд 1).
Древнегреческий ученый Архимед сказал: “Дайте мне точку опоры, и я сдвину земной шар!” О какой точке опоры идет разговор? Смог ли Архимед сдвинуть? (Учащиеся затрудняются ответить на вопросы)
4. Объяснение новой темы с первичным закреплением.
Учитель. Для того чтобы ответить на эти вопросы изучим подробнее простой механизм “рычаг”. (Слайд 8, 9). Рычаг - это твердое тело, имеющее неподвижную ось вращения, на которое действуют силы, стремящиеся повернуть его вокруг своей оси. Условное обозначение рычага. Кратчайшее расстояние между точкой опоры и линией действия силы называется плечом силы. Указаны точка опоры, линия действия силы и плечо силы.
Задание на закрепление. Предлагаются рисунки-задания на определение понятий точка опоры, плечо силы и действующие силы на рычаг.
Найти у каждого рычага точку опоры (ось вращения) и плечи. Определить направление сил, действующих на эти рычаги. (Работа по карточкам. Нужно на рисунке нарисовать цветным карандашом)
Учитель (демонстрация на модели рычага). Силы, действующие на рычаг, могут повернуть его вокруг оси в двух направлениях: по ходу или против часовой стрелки. Правило равновесия рычага формулируется в виде отношения сил и плеч рычага или моменты сил. (Слайд 10 )
Вернемся к вопросу: “Смог ли бы Архимед сдвинуть Землю?”
Ученик. Предположим, построили крепчайший рычаг для перемещения планеты. Средний человек может поднимать штангу весом в 60 кг. Масса Земли равна 6•1024 кг. Для перемещения Земли на 1 мм, человеку пришлось бы проделать путь 1017 км. Поэтому, согласно правилу равновесия рычага это возможно, но на практике это неосуществимо.
Экспериментальное задание (слайд 12).
Учащиеся. Уравновешивают рычаг (предложенные случаи).
Решение расчетных задач
Учитель. Предлагается решить на выбор расчетную задачу из предложенного перечня. (Сборник задач по физике В.И.Лукашик, № 736, 740, 741, 745)
Учащиеся. Письменное решение задач в рабочих тетрадях.
Учитель. Простые механизмы использовались для подъема мостов и лифтов в средневековье (Приложение 1)
(Учащимся показываем фотографию пирамиды Хеопса и организуется познавательная деятельность о том, какое отношение имеет данный объект к предмету темы урока)
Я надеюсь, что вам знакомо “чудо света” представленное на рисунке.
Учащиеся. Это пирамида Хеопса построенная в XXVI веке до нашей эры. Высота пирамиды составляла 147 метров (примерно пятидесятиэтажный небоскрёб). Площадь основания - 10 футбольных полей. Она сложена из примерно 2 миллионов каменных кубов массой 3–15 тонн каждый. (Подробное сообщение ученика о тайнах строительства пирамиды Хеопса, о частичном раскрытии тайн “чуда света” французским архитектором Жан-Пьер Уденом можно предложить в конце урока при наличии времени или указать адрес поиска информации для самостоятельного ознакомления). Приложение 3
Учитель. Вопрос классу: “Как смогли в те далекие времена укладывать многотонные плиты с такой точностью, что между блоками нельзя просунуть лезвие ножа?”
Учащиеся. Для укладывания плит могли использовать рычаги. Но производительней использовать наклонные плоскости.
Учитель. Простые механизмы - это труженики со стажем работы более чем 30 веков, но ни ничуть не состарились. С древности простые механизмы часто использовались комплексно, в самых различных сочетаниях.
Учащиеся. Комбинированный механизм состоит из двух или большего числа простых. Это не обязательно сложное устройство; многие довольно простые механизмы тоже можно считать комбинированными. Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Один из наиболее известных несложных комбинированных механизмов – домкрат. Домкрат представляет собой комбинацию винта и ворота. Сегодня ни один промышленный объект не обходится без башенных кранов, состоящих из системы блоков и рычагов. Приложение 2
Учитель. Ознакомившись с историей простых механизмов, нам стало ясно, как в те далекие времена люди умудрялись поднимать огромные глыбы, строить циклопические, даже по нынешним меркам, сооружения или спускать на воду большие корабли! Причем изобретения древних механиков не отошли в прошлое – тот же полиспаст вы можете найти сегодня в башенном кране. Одно отличие: раньше "двигателем" были сами люди, порой – животные, а сейчас как в кране – электромотор. Поэтому, хотя древние и называли простые механизмы машинами, теперь мы их так не именуем: сами-то по себе, без наших усилий, работы они совершить не могут.
6. Домашнее задание:
Заполнить таблицу.
| № п/п | Название устройств | Простые механизмы |
Даны устройства: ножницы, мясорубка, пила, лестница, болт, плоскогубцы, весы, топор, домкрат, узлы сельскохозяйственных машин (трактор или комбайн).
Варианты ответов.
Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Домкрат представляет собой комбинацию винта и ворота. Ножницы – рычаг, клин; топор – клин; лестница-стремянка – наклонная плоскость; пила – клин; болт – винт; плоскогубцы – рычаг; механическая дрель – винт, рычаг. Рычаги различного вида имеются у многих машин: ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино - все это примеры рычагов. Весы - тоже пример рычага. Принцип клина используется в таких инструментах и орудиях, как зубило, нож, гвоздь, игла.
1. Простые механизмы, встречающиеся в разных частях тела растений, животных и человека. (Подготовка сообщения )
2. Экспериментальное задание. Определить вес любой монеты с помощью монеты известной массы.
7. Подведение итогов урока.