Урок физики Простые механизмы. Рычаг (7 класс)

МБОУ Черемуховская СОШ Новошешминского муниципального района РТ

2015 - 2016 гг

Цель урока: сформировать представление о простых механизмах и их значении в жизни человека.

Задачи: формировать представления о процессе научного познания; развивать логические способности учащихся и способствовать овладению ими исследовательских компетенций; приобщать к общечеловеческим ценностям.

Оборудование к уроку: Модели : подъёмный кран, вилы, грабли, ножницы, весы, корабль, катапульта, колодец, винт, ворот, скелет человека.

Таблицы: простые механизмы, рычаги в живой природе, строительство пирамиды, портрет Архимеда, рисунки детей, физическая карта, картина Васнецова, картины простых механизмов.

Тип урока: Урок - мотивация.

Методы: проблемное изложение, частично поисковый, исследовательский.

Формы: Работа в парах, в группах, индивидуальная, фронтальная

План урока.

План занятия:

1. Организационный момент.

2. Подготовка к восприятию нового материала.

3. Этап получения новых знаний.

4. Этап практической работы учащихся.

5. Применение знаний при решении задач.

6. Этап обобщения и закрепления нового материала.

7. Рефлексия.

8. Заключительный этап. Домашнее задание

I. Организационный момент

Проверка готовности класса к уроку.

Учитель: Здравствуйте, ребята. Поприветствуем соседа по плечу. Улыбнитесь друг другу. Садитесь.

2. Подготовка к восприятию нового материала

Давайте вспомним, что мы изучали на предыдущих уроках.

1. Что вы понимаете под словом работа? Это перемещение тела в результате действия на него, какой- то силы

В чем измеряется работа? Джоуль

2. Что такое мощность? Быстрота выполнения работы

Как вычислить мощность зная работу и время?

Как называется единица мощности? Ватт

Проверка Домашнего задания - задачи- взаимопроверкаОформление задачи

Перевод в СИ

Формулы

Ответ

Оценка

Вокруг нас в природе живут настоящие богатыри. Например, обыкновенный муравей. Этот силач обладает огромной силой и способен поднять груз в 50 раз тяжелее самого себя. Люди такими возможностями не обладают. Но человек - существо разумное. Именно разум всегда давал ему возможность создавать различные простые приспособления, увеличивающие силу человека.

Сегодня мы должны решить простые бытовые проблемы, которые часто возникают. Открыть бутылку минеральной воды, вытащить гвоздь из доски, расколоть грецкий орех, сдвинуть с места тяжелый камень.

Что для этого необходимо сделать?

Чтобы получить нужный результат наших действий, нам нужно совершить ….(механическую работу). А какие же условия должны выполняться, чтобы работа совершалась?

Ученик: К телу должна быть приложена сила и оно должно двигаться.

Учитель: Как же облегчить ему задачу?

2 ученик: Нужно использовать какое- то приспособление.

Учитель: Что, например?

Ученик: Например: открывалку для бутылок, гвоздодер для гвоздя, длинную палку.

Сложны ли они по своей конструкции?

Вот поэтому они и называются простые механизмы

Эти приспособления, используемые для совершения механической работы, можно назвать …..

Выберите правильное словосочетание.

1. простые автоматы

2. простые механизмы

3. простые приборы

Учитель: Как вы думаете, какая тема сегодняшнего урока

Ученик: « Простые механизмы.» (Слайд )

Откройте свои тетради и запишите дату и тему урока

Учитель: Какова цель урока - изучить простейший механизм - его разновидности и применение.

Как вы думайте, для чего они нужны? Конечно, чтобы легче было работать.

На Руси для постройки домов и возведения храмов так же использовали простые механизмы, такие как топоры, пилы, сверла.

Внимание на экран. Мыслительный прием Си - Финк -Уандэ (посмотри - подумай - задайся вопросом) - поделитесь своими ответами с соседом - Релли Робин

Что вы видите? (10 секунд для размышления) - 1 минута чтобы записать ответ

Что вы думаете об этом? 10 секунд для размышления) - 1 минута чтобы записать ответ

О чем это заставляет вас задуматься?

В древности, люди строили сооружения, которые изумляют нас по сей день. Это египетские пирамиды. Во всем Египте насчитывается 118 пирамид

Как же люди смогли соорудить эти гиганты, не имея подъемных кранов?

Какие устройства они использовали?

Ответ: рычаги

Тема « Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага.»

С помощью рычагов удавалось поднимать тяжелые каменные плиты при постройке пирамид в Древнем Египте. Ведь для возведения пирамиды Хеопса, имеющей высоту 147 метров, было использовано более двух миллионов каменных глыб, самая меньшая из которых имела массу 2,5 т.

3. Этап получения новых знаний.

Учитель: Одним из основоположников использования простых механизмов для облегчения работы является Древнегреческий ученый Архимед.

"Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю"- эти слова принадлежат Архимеду. Неужели Архимед считал себя таким силачом? Нет, он не отличался от других людей здоровьем и силой. Архимед был уверен, что не существует такого тяжёлого груза, чтобы человек не смог поднять - надо только воспользоваться рычагом.

Простые механизмы делятся на группы. А чтобы это узнать, мы с вами поработаем с учебником. Откройте параграф « Простые механизмы», страница 172. Найдите в тексте параграфа предложение, в котором говорится о простых механизмах. (Запись в тетрадь.) Простые механизмы: рычаг, блок, ворот, клин, винт, наклонная плоскость- Составить кластер.

- Применение: чтобы получить выигрыш в силе, т.е увеличить силу, действующую на тело, в несколько раз.

Наклонная плоскость - простой механизм в виде плоской поверхности, установленной под углом, отличным от прямого, к горизонтальной поверхности.

Клин - простой механизм в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом. Используется для раздвижения, разделения на части обрабатываемого предмета.

Винт - простой механизм. Резьба винта, в сущности, представляет собой другой простейший механизм - наклонную плоскость, многократно обёрнутую вокруг цилиндра

Ворот - это два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси, например, колодезный ворот с ручкой.

Рассмотрим самый простой и распространенный механизм - рычаг.

Рычаг представляет собой твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной оси. Давайте снова обратимся к учебнику.

- посмотрим на с.173 учебника определение рычага.

На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.

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

Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы. (Слайд )

Обозначается малой латинской буквой l - плечо силы. Си: [l] = [м] - метр.

Посмотрите на рис 164 (а) и 164 (б) чем они отличаются? (1- силы действующие на рычаг направлены в одну сторону, 2- в разные стороны.)

Различают два вида рычагов: 1-го рода и 2-го рода.

У рычага 1-го рода неподвижная точка опоры О располагается между линиями действия приложенных сил.(Слайд )

У рычага 2-го рода неподвижная точка опоры О располагается по одну сторону от линий действия приложенных сил. .(Слайд )

Условие, при котором рычаг находится в равновесии под действием приложенных к нему сил, можно установить на опыте.

Демонстрационный эксперимент:

на столе лежит линейка-рычаг и набор грузов, линейка.

При помощи этого простого рычага, необходимо уравновесить 2 груза слева и 4 груза справа. К установленному на штативе рычагу по обе стороны повесим грузы. Учитель вешает груз, весом 4 Н., спрашивает, а можно ли уравновесить рычаг меньшей силой, например в 2 Н? Куда я должна повесить грузы, дальше или ближе от точки опоры?

Рычаг уравновешен.

- Итак, для того, чтобы уравновесить меньшей силой большую силу, необходимо чтобы ее плечо превышало плечо большей силы.

Итак, мы вывели «условие равновесия рычага». Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил

Отношение сил обратно пропорционально отношению их плеч.

F₁ ∕ F₂ = L₂ ∕ L₁

Сигнейчес.

1. Единица измерения работы.

2. Единица мощности.

3. Приспособления, служащие для преобразования силы.

4. Разновидности рычага.

5. Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю.

4. Этап практической работы учащихся.

Эксперимент. (Данные заносятся в таблицу)

На столах стоят лабораторные рычаги. Давайте вместе с вами выясним, когда рычаг будет находиться в равновесии.

Техника безопасности.

1. Для этого повесьте на крючок с правой стороны на расстоянии 16 см от оси один груз.

2. Уравновесьте рычаг одним грузом. Измерьте левое плечо.

3. Снова уравновесьте рычаг, но уже двумя грузами. Измерьте левое плечо.

Смотрим заполненную таблицу. Сделайте вывод.

п/п

Правое плечо силы

L₁,м

Сила на правом плече F₁, H

Левое плечо силы

L₂, м

Сила на левом плече F₂, H

F₁ / F₂

L₂ / L₁

1

0,16

1

2

0,16

1

Ответ:

• Где сила больше, там плечо меньше.

• Во сколько раз сила увеличилась, во столько раз плечо уменьшилось,

Учитель. Давайте сформулируем правило равновесия рычага.

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

Правило равновесия рычага было установлено Архимедом около 287-212 гг. до н.э. Из этого правила следует, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу.

Учитель: А прав ли был Архимед?

И всё же Архимед преувеличил возможности человека. Если бы Архимед знал, как огромна масса Земного шара, то он, вероятно, воздержался бы от восклицания: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!». Ведь для перемещения земли всего на 1см руке Архимеда пришлось бы проделать путь в 1018 км. Оказывается, чтобы сдвинуть Землю на миллиметр длинное плечо рычага должно быть больше короткого в 10²³ раз! Конец этого плеча проделал бы путь в 10¹⁸ километров (примерно). А на такую дорогу человеку понадобилось бы много миллионов лет!..

А теперь мы с вами выполним не совсем обычное задание: встаньте, пожалуйста, положите свой учебник на ладонь и постарайтесь выполнить упражнения, не уронив его, а заодно задумайтесь об устройстве своего тела.

(упражнения: сгибание-разгибание рук в локтевом суставе, плечевом суставе, вставание на носки, наклон головы вперед-назад с одновременным удержанием учебника на ладони.)

Что вы почувствовали? Вы почувствовали напряжение в мышцах? Спасибо, ребята, садитесь.

В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами. Например, у человека - кости рук и ног, нижняя челюсть, череп, пальцы. Позвоночник - его гибкость обусловлена большим сочетанием коротких рычагов с системой тяг (позвонков) и элементов поддающихся деформации (хрящей). Поэтому необходимо следить за правильной осанкой, как во время ходьбы и когда сидите.

У кошек рычагами являются подвижные когти; у многих рыб - шипы спинного плавника, лапки кузнечика

В растениях рычажные элементы встречаются реже, что объясняется малой подвижностью растительного организма. 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. Наоборот, ели, имеющие часто поверхностную корневую систему, опрокидываются очень легко.

5. Применение знаний при решении задач.

МЫСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРИЕМ - ФИНКИН ЭЛАУД

Задача 1.Это Саша. Его вес 300 Н

Это Вова. Нужно найти его вес

Фасилитирующий вопрос: как решить задачу?

- С чего начинаем?

Самостоятельная работа:

СТРУКТУРА---- РЕЛЛИ КОУЧ

Фасилитирующий вопрос: как решить задачу?

- С чего начинаем?

Задача 1

На меньшее плечо рычага действует сила 300 Н, на большее - 20 Н. Длина меньшего плеча 5 см. Определите длину большего плеча.

На расстоянии 10 см от точки опоры действует сила 4Н.

Какую силу надо приложить на расстоянии 20 см, чтобы рычаг находился в равновесии?

Задача 2. ОГЭ Задание 4 № 463. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F1 = 6 Н. Чему равна сила F2, если длина рычага 25 см, а плечо силы F1 равно 15 см?

1) 0,1 H 2) 3,6 Н 3) 9 Н 4) 12 Н

Процедурный вопрос: вы решили задачу?

Сложно было?

Проверка выполнения задания.

6. Этап обобщения и закрепления нового материала.

Итак, давайте подведем итог. Мы сегодня с вами познакомились:

• с различными видами простых механизмов, служащих для преобразования силы;

• Назовите простые механизмы

• рассмотрели устройство и принцип действия рычага;

• Назовите классификацию рычагов.

• выяснили условие равновесия рычага.

На каких рисунках рычаг находится в равновесии?

А так же:

• развивали умение анализировать, выдвигать гипотезы, наблюдать и экспериментировать;

• развивали умение выражать результаты собственной мыслительной деятельности, используя разные способы.

На следующем уроке мы познакомимся с понятием момента силы и выполним лабораторную работу

7. Рефлексия.

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, и понравилось ли вам наше занятие.

Совершая массажные движения вдоль пальцев рук, вы должны подумать и мысленно ответить на вопросы:

• МИЗИНЕЦ. Какие знания я сегодня получил?

• БЕЗЫМЯННЫЙ. Что я делал и чего достиг?

• СРЕДНИЙ. Какое у меня настроение?

• УКАЗАТЕЛЬНЫЙ. Понравилось ли мне наше занятие?

• БОЛЬШОЙ. Что я сделал для своего здоровья?

Лист рефлексии:Какие знания я сегодня получил?

Что я делал и чего достиг?

Какое у меня настроение?

Понравилось ли мне наше занятие?

Что я сделал для своего здоровья?

8. Заключительный этап. Домашнее задание.

1 и 2 уровень: п.57-58 вопросы после параграфа + Найти пословицы о простых механизмах (Абрамов, Павлухина, Хлопунова, Насейкин,

3 уровень: + Сообщение по темам: «Рычаги в живой природе», «Рычаги в технике», «Рычаги в быту», «Изобретения Архимеда». (Медведева, Малолетков, Зубатова, Шкурихин)

Выставление оценок за урок.

Ребята, спасибо вам за работу на уроке. Я благодарю всех за активное участие. Надеюсь на дальнейшее сотрудничество. До свидания.

9. Билетик на выход. Тест

Что такое рычаг?

Устройство для усиления умственных способностей человека.

Устройство для уменьшения затрат энергии.

Устройство для изменения скорости тела.

Устройство для преобразования силы.2.

Как читается правило рычага?

Рычаг находится в равновесии, если силы пропорциональны плечам этих сил.

Рычаг находится в равновесии, если плечи пропорциональны приложенным силам.

Рычаг находится в равновесии, если силы обратно пропорциональны плечам этих сил.

Рычаг находится в равновесии, если момент силы, вращающий его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.

Рычаг находится в равновесии, если моменты сил обратно пропорциональны плечам этих сил.3.

Кто открыл правило рычага?

Галилей.

Герон.

Архимед.

Ломоносов.

Евклид.

Выбери правильные формулы для записи правила рычага?

F₁ / F₂ = L₁ / L₂

F₁ / F₂ = L₂ / L₁

M₁ = M₂

M₁ / M₂ = F₂ / F₁5.

Что такое плечо силы?

Наибольшее расстояние от оси вращения рычага до точки приложения силы.

Наименьшее расстояние от оси вращения рычага до точки приложения силы.

Это расстояние от одной точки приложения силы до другой точки приложения силы.

Это перпендикулярный отрезок прямой от оси вращения до линии действия силы.

7.

Какие части тела человека являются рычагом?

Руки

Ноги

Мозг

Уши

Скулы8.

Какой рычаг показан на рисунке?

Рычаг 1 рода.

Рычаг 2 рода.9.

Рычаг какого рода показан на рисунке?

Рычаг 1 рода.

Рычаг 2 рода.10.

Будет ли данный рычаг находиться в равновесии?

Да

Нет11.

Будет ли данный рычаг находиться в равновесии?

Да

Нет

VIII. Литература

1. Перышкин А.В. Физика. 7кл: учеб. для общеобразоват. Учреждений/ А.В. Перышкин. - 3-е изд., дополненное - М.: Дрофа, 2014. - 224 с.;

2. В. И. Лукашик "Сборник задач по физике" 6-7 классе". Пособие для учащихся. Москва "Просвещение".

3. Волков В.А., Полянский С.Е. поурочные разработки по физике к учебнику А.В. Перышкина 7 класс. - М.:ВАКО

Физкульт минутка:

Очень физику мы любим!

Шеей влево, вправо крутим.

Отдыхать умеем тоже -

Руки за спину положим.

Голову поднимем выше

И легко-легко подышим!

Воздух - это атмосфера,

Если правда, хлопай смело.

В атмосфере есть азот,

Делай вправо поворот.

Так же есть и кислород,

Делай влево поворот,

Воздух обладает массой

Мы походим все по классу.

Найдем давление,

Сядем, встанем!

Чем выше вверх, тем воздух реже,

Друг другу улыбнулись нежно!

13