Методическая разработка урока Простые механизмы 7 класс

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Бутчинская средняя общеобразовательная школа

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ПРОБЛЕМНОГО УРОКА ПО ФИЗИКЕ

В 7 КЛАССЕ НА ТЕМУ:

«ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ. РЫЧАГИ. РАВНОВЕСИЕ СИЛ НА РЫЧАГЕ»

Автор: Илларионова Оксана Алексеевна,

учитель физики и математики

МКОУ Бутчинская СОШ, стаж работы- 1год

2016-2017 учебный год

Тип урока: изучение нового материала

Цель урока: познакомить обучающихся с простыми механизмами, добиться усвоения обучающимися условия равновесия рычага, понятия плечо силы. Экспериментально установить условие равновесия рычага.

Задачи урока:

Образовательная:

• Познакомить обучающихся с различными видами простых механизмов;

• рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы;

• подробно изучить один из видов простых механизмов: рычаг;

• рассмотреть устройство рычага и принцип его действия;

• выяснить условие равновесия рычага.

Развивающая:

• способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;

• способствовать развитию логического мышления обучающихся;

• развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

Воспитательная:

• пробуждение познавательного интереса к изучению физики;

• воспитание положительного отношения к получению знаний и окружающим явлениям;

• формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки, а так же свои и чужие действия.

Оборудование и средства обеспечения учебного процесса:

штативы (3 шт.), набор грузов, демонстрационный рычаг, линейка, бутылка минеральной воды, штатив, ножницы, плоскогубцы, кусачки, открывалка для бутылок;

компьютер, проектор, экран, презентация PowerPoint.

План урока

Ход урока:

1. АЗ: Тест (с целью проверки усвоения изученного материала): (Приложение 1)

2. Подготовка к восприятию нового материала:

Для подготовки учеников к изучению нового материала используется проблемная ситуация, в ходе которой ученикам задаются вопросы, самостоятельно ответив на которые ученики смогут сформулировать тему урока.

Проблемная ситуация:

Наверняка каждый из вас задавался не раз вопросом: а нужна ли будет мне физика после окончания школы? А ответ на этот вопрос прост: мы каждый день живем по законам этой науки и даже не задумываемся над этим. Все вокруг нас происходит по законам физики. И на сегодняшнем уроке мы получим этому подтверждение.

- Мы с вами сегодня должны решить простые бытовые проблемы, которые часто возникают. Например, такая: нужно открыть бутылку газированной воды. Казалось бы, обычное дело. Мы часто это делаем. Но давайте посмотрим на эту бытовую проблему с точки зрения физики.

- Сначала выясним, чтобы получить нужный результат наших действий, нам нужно совершить ….(механическую работу). Что такое механическая работа? (ученики дают определение механической работе). А какие же условия должны выполняться, чтобы работа совершалась? (К телу должна быть приложена сила, и оно должно двигаться).

- Давайте разберемся, какую силу и к какому телу будем прикладывать, чтобы совершить необходимую работу. Давайте пробуем открыть бутылку руками. Не получается. Как же облегчить нам задачу? (нужно использовать какое-нибудь приспособление или устройство). Например, открывалку для бутылок. А для чего мы ее использовали? (для того, чтобы прикладывать меньшую силу)

2. Объявление темы урока и постановка цели урока.

Какой можно сделать вывод? Открывалка не что иное, как рычаг, который мы использовали для выполнения механической работы. Она относится к простым механизмам, которые человек использует в повседневной жизни.

Просмотр видеофрагмента об Архимеде.

Вот мы с вами и подошли к теме сегодняшнего урока. Попробуйте самостоятельно сформулировать новую тему. (учитель выслушивает предложенные варианты учеников). Обобщаем и получаем тему: «Простые механизмы. Рычаги. Равновесие сил на рычаге».

- В ходе этого урока наша цель усвоить понятие простого механизма, принцип действия рычага и выяснить условия, при которых рычаг находится в равновесии. Слайд 1.

4. Изучение нового материала.

Виды простых механизмов и их применение. Слайд 2.

Эпиграфом к нашему уроку послужит высказывание, которое по преданию, принадлежит греческому ученому Архимеду, жившему больше двух тысяч лет назад и сделавшему немало выдающихся изобретений и открытий: "Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю". Неужели Архимед был таким силачом? Нет, здоровьем и силой от других людей он не отличался, но он открыл закон рычага, о котором мы поговорим немного позже.

С древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу, т.е. дают выигрыш в силе, так как физические способности людей ограничены. Такие механизмы называют «простыми механизмами». Слайды 3-4.

К простым механизмам относятся весы, ножницы, кусачки, плоскогубцы, пинцет, ключ для закручивания болтов, наклонная плоскость, штопор, винт, открывалка для бутылок и т.д. Слайд 5-6.

Ещё древние люди применяли простые механизмы для того, чтобы сдвигать с места тяжёлые камни, ведь обыкновенная палка, имеющая точку опоры, вокруг которой её можно поворачивать, - это и есть самый настоящий простой механизм, который помогает преобразовать силу. Слайд 7.

Есть много свидетельств, что в древних странах - Вавилоне, Египте, Греции - строители широко использовали рычаги при подъёме и перевозке статуй, колонн и огромных камней. В то время они не догадывались о законе рычага, но уже хорошо знали, что рычаг в умелых руках превращает тяжелый груз в лёгкий.

Поработаем с текстом параграфа 55, стр. 136

Задание: нужно прочитать параграф 55, найти определение простых механизмов, записать его в свою тетрадь, а также найти на какие виды делятся простые механизмы.

Прочитав параграф, ученики зачитывают то, что записали в свою тетрадь. Чтобы обобщить новую информацию, одного из учеников вызвать к доске для заполнения таблицы №1, остальные работают с раздаточным материалом (Приложение 2). Проверка выполненного задания осуществляется по Слайду 8.

Таблица № 1.

Слайды 9-14 (виды простых механизмов; определение и применение)

Теперь перейдем к более подробному изучению одного из простых механизмов - рычаг. Слайд 15.

Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п. Любой рычаг имеет точку опоры и плечо. С точкой опоры все понятно, это место закрепления рычага, а что же такое плечо силы? И как его найти? Для того чтобы это понять, предлагаю вам выполнить небольшую исследовательскую работу, в ходе которой вы познакомитесь с устройством рычага, принципом его работы и самостоятельно получите условие, при котором рычаг находится в равновесии. Слайд 16.

При помощи простого рычага, необходимо уравновесить 1 груз слева и 2 груза справа.

Измерим расстояние от точки опоры до точки приложения силы слева и справа. Это расстояние и называется плечом силы.

Плечо силы - кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует сила. Обозначается буквой l.

Исследовательская работа: (Приложение 3)

После выполнения исследовательской работы один из учеников вносит полученные результаты в таблицу, которая заранее приготовлена учителем на доске. Полученный результат обсуждается вместе со всем классом и делается вывод.

На сколько отличаются силы? Какая сила больше? (та, у которой плечо меньше). На сколько отличаются плечи сил? Сравните отношения сил и их плеч. Итак, мы вывели «условие равновесия рычага». Слайд 17.

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

Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед: во сколько раз короткий конец рычага меньше длинного конца рычага, во столько же раз облегчается подымание груза. Правда, чтобы поднять совсем на немного короткий конец (его называют коротким плечом рычага), приходится опускать на значительно большее расстояние длинный конец (его называют длинным плечом).

Слайд 18. А как вы думаете, можно ли создать такой рычаг, который смог бы сдвинуть Землю, как того хотел Архимед? Если бы Архимед знал, как огромна масса Земного шара, то он, вероятно, воздержался бы от приписываемого ему легендой 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. Но все равно рычаги нашли свое достойное применение в технике, быту, встречаются они и в природе. Слайды 19-22.

Тело человека как рычаг

К примеру, скелет и опорно-двигательная система человека или любого животного состоит из десятков и сотен рычагов. Взглянем на локтевой сустав (слайд 20). Лучевая и плечевая кости соединятся вместе хрящом, к ним так же присоединяются мышцы бицепса и трицепса. Вот мы и получаем простейший механизм рычага.

Наглядный пример более удачного применения преимуществ рычага в скелетно-мышечной системе организма обратные задние колени у многих животных (все виды кошек, лошади, и т.д.). Их кости длиннее наших, а особое устройство их задних ног позволяет им гораздо эффективнее использовать силу своих мышц. Да, несомненно, их мышцы гораздо сильнее, чем у нас, но и вес их больше на порядок. Среднестатистическая лошадь весит около 450 кг, и при этом может легко прыгнуть на высоту около двух метров. Нам же с вами, чтобы выполнить такой прыжок, надо быть мастерами спорта по прыжкам в высоту, хотя мы весим в 8-9 раз меньше, чем лошадь.

Прыжки в высоту с шестом очень наглядный пример. При помощи рычага длинной около трех метров (длина шеста для прыжков в высоту около пяти метров, следовательно, длинное плечо рычага, начинающееся в месте перегиба шеста в момент прыжка, составляет около трех метров) и правильного приложения усилия, спортсмен взлетает на головокружительную высоту до шести метров.

Рычаг в быту

Рычаги так же распространены и в быту. Самый распространенный пример - ножницы. Слайд 21-22.

Вам было бы гораздо сложнее открыть туго завинченный водопроводный кран, если бы у него не было ручки в 3-5 см, которая представляет собой маленький, но очень эффективный рычаг. То же самое относится к гаечному ключу, которым вы откручиваете или закручиваете болт или гайку. Чем длиннее ключ, тем легче вам будет открутить эту гайку, или наоборот, тем туже вы сможете её затянуть. При работе с особо крупными и тяжелыми болтами и гайками, например при ремонте различных механизмов, автомобилей, станков, используют гаечные ключи с рукояткой до метра.

Другой яркий пример рычага в повседневной жизни самая обычная дверь. Попробуйте открыть дверь, толкая её возле крепления петель. Дверь будет поддаваться очень тяжело. Но чем дальше от дверных петель будет располагаться точка приложения усилия, тем легче вам будет открыть дверь.

Рычаги в технике

Самый очевидный пример рычаг переключения коробки передач в автомобиле. Короткое плечо рычага та его часть, что вы видите в салоне.

Длинное плечо рычага скрыто под днищем автомобиля, и длиннее короткого примерно в два раза. Когда вы переставляете рычаг из одного положения в другое, длинное плечо в коробке передач переключает соответствующие механизмы. Здесь так же очень наглядно можно увидеть, как длина плеча рычага, диапазон его хода и сила, необходимая для его сдвига, соотносятся друг с другом. Например, в спортивных автомобилях, для более быстрого переключения передач, рычаг обычно устанавливают короткий, и диапазон его хода так же делают коротким. Однако, в этом случае водителю необходимо прилагать больше усилий, чтобы переключить передачу. Напротив, в большегрузных автомобилях, где механизмы сами по себе тяжелее, рычаг делают длиннее, и диапазон его хода так же длиннее, чем в легковом автомобиле.

Таким образом, мы можем убедиться в том, что механизм рычага очень широко распространен как в природе, так и в нашем повседневном быту, и в различных механизмах.

5. Подведение итогов.

Итак, подведем итоги:

• Для чего же служат простые механизмы?

• Какие существую виды простых механизмов?

• Какой простой механизм мы рассматривали более подробно на сегодняшнем уроке?

• Что такое рычаг? Каково устройство рычага?

• Когда рычаг находится в равновесии?

• Приведите примеры рычага в быту.

5. Закрепление изученного материала

Тест с последующей взаимопроверкой, с целью контроля усвоения изученного материала: (Приложение 4) Слайды 23.

5. Постановка домашнего задания . Слайд 24.

§55-56, Упр. 30 (1), пример решения задачи на стр.139-140 (записать в тетрадь)

Список использованной литературы:

1. Волков В.А., Полянский С.Е. Универсальные поурочные разработки по физике:7 класс. - М.:ВАКО,2013

2. Физика. 7 кл. :учеб.для общеобразоват. учреждений /А.В. Перышкин. - М.:Дрофа, 2010

3. www.nado5.ru/e-book/rychagi-v-prirode-bytu-i-tekhnike</</p>

4. spishy-u-antoshki.ru/rychagi-v-prirode-bytu-i-tekhnike.html

10