Решение задач по теме "Статика"

Цели урока:

• Повторить условия равновесия тел;
• Углубить знания учащихся по данной теме;
• Продемонстрировать возможности поэтапного решения задач по теме “Статика” с использованием предложенного плана и отработать умение пользоваться им при решении задач различного уровня сложности;
• Развивать умение мыслить логически, выражать неизвестную величину из полученной формулы, совершенствовать счетные навыки ребят

Оборудование: презентация.

Ход урока

1. Оргмомент. Вводное слово учителя.

1. Сформулировать условия равновесия твердых тел.
2. Дать определения момента силы; плеча силы.
3. Фронтальный опрос учащихся с использованием слайдов презентации

• На столе лежат три книги (рис.1). Значения сил тяжести, действующих на каждую книгу, указаны на рисунке. Какова величина суммарной силы, действующей на книгу №2?

1) 0. 2) 12 Н. 3) 5 Н. 4) 9 Н.

• Однородный куб опирается одним ребром на пол, другим – на вертикальную

Стену (рис 2). Плечо силы упругости N

1) 0 2) О₂О₁ 3) О₁О 4)О₂О

• Труба массой М = 1 т лежит на земле. Какую силу (в кН) надо приложить, чтобы приподнять краном трубу за один из ее концов?

1) 10 кН 2) 5 кН 3) 15 кН 4) 20 кН

• На рисунке (рис.3) схематически изображена металлическая труба, прислонённая к гладкой стене. Каков момент силы трения F_TP, действующей на трубу, относительно точки A?

1) 0 2) F_ТР·OD 3) F_ТР·AB 4) F_ТР·AM

• Чему равен момент силы тяжести груза массой 40 кг, подвешенного на кронштейне АВС, относительно точки В, если АВ=0,5 м и угол =45⁰ (рис.4)

1) 10 Н·м. 2)5 Н·м. 3) 0 Н·м. 4) 200 Н·м.

(Опрос ведется в достаточно быстром темпе, все ответы даются с объяснением)

Ребята! Сегодня мы продолжим решать расчетные задачи по теме “Статика”.

Повторим алгоритм решения задач по данной теме.

При решении задач на равновесие тел:

1. Сделать рисунок, показать все силы, действующие на тело (или тела системы), находящиеся в положении равновесия, выбрать систему координат и определить направление координатных осей.

2. Для тела, не имеющего оси вращения, записать первое условие равновесия в векторной форме F = 0, затем записать это условие равновесия в проекциях на оси координат и получить уравнение в скалярной форме.

3. Для тела, с закрепленной осью вращения, следует определить плечи всех сил относительно этой оси и использовать второе условие равновесия (правило моментов): М = 0. Если из условия задачи следует, что ось вращения тела не закреплена, то необходимо использовать оба условия равновесия. При этом положение оси вращения следует выбирать так, чтобы через нее проходило наибольшее число линий действия неизвестных сил.

4. Решить полученную систему уравнений и определить искомые величины.

Итак, начнем с поэтапного решения первой задачи

(слайд №8)

(Рассматривается ход решения предложенной задачи с пошаговой опорой на анимированный слайд. Причем, делается акцент на каждом шаге на умение правильно использовать ранее изученный (и проработанный вначале урока) материал в процессе решения задачи. При решении задачи применяется и первое, и второе условия равновесия. Выбор оси вращения в центре шара устраняет момент неизвестной силы тяжести.)

Учащиеся выходят по очереди к доске и с опорой на предложенный план решают остальные задачи и сравнивают с предложенным решением

Задача №1. К гвоздю, вбитому в стенку, привязана нить, намотанная на катушку. Катушка висит, касаясь стенки, как показано на рисунке. Радиус оси катушки r = 0,5 см, радиус ее щечек R = 10 см. Коэффициент трения между стенкой и катушкой = 0,1. При каком угле между нитью и стенкой катушка висит неподвижно? (рис.5)

Задача №2. Цилиндр массой m = 150 кг удерживается на наклонной плоскости с помощью ленты, с одной стороны закрепленной на наклонной плоскости, а с другой направленной параллельно плоскости. Найти силу натяжения ленты. Угол наклона плоскости = 30°. (рис.6)

Задача №3. Однородный шар радиуса R подвешен на нити длиной l, конец которой закреплен на вертикальной стене. Точка крепления к шару находится на одной вертикали с центром шара. Каков должен быть коэффициент трения между шаром и стеной, чтобы шар находился в равновесии? (рис.7)

(При решении задачи применяются и первое, и второе условия равновесия)

Задача №4. Какой минимальной горизонтальной силой можно опрокинуть через ребро куб, лежащий на горизонтальной плоскости?

Дополнительно для сильных учеников задача №5. Тонкостенная полусфера массой M и радиусом R покоится на горизонтальном столе. На какую высоту опустится край полусферы, если на него сядет муха массой m? Центр тяжести полусферы расположен на расстоянии a = 1/2R от ее центра. (Рис.8) (слайд № 16-17)

Домашнее задание (слайд № 18)по сборнику Л.А.Кирик. Физика. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы по физике 9 класс. Москва, Илекса,2006.

Решение задач