: Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил... Тема

Тема:
Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге
Цели:
Образовательная:




Познакомить учащихся с различными видами простых механизмов;
рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы;
рассмотреть устройство и принцип действия рычага;
выяснить условие равновесия рычага.
Развивающая:


способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения,
строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;
способствовать развитию логического мышления;
Воспитательная:


пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям;
формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления,
поступки и действия (свои и чужие).
Тип урока: урок изучения нового материала
Оборудование и средства обеспечения учебного процесса:
компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование для мини-эксперимента (гирьки
по 10 и 20 г, линейка, деревянная палочка), палка, груз, весы рычажные, штатив, рычаг
демонстрационный.
План урока:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Организационный момент.
Этап постановки целей и задач.
Этап получения новых знаний.
Этап практической работы учащихся.
Этап обобщения и закрепления нового материала..
Заключительный этап.
этапы
1.орг.
момент
содержание
2.постановка Ребята, на сегодняшнем уроке мы найдем ответ на вопрос, как в
проблемы
древности, люди строили сооружения, которые изумляют нас и по сей
день. Это египетские пирамиды (Для сооружения пирамиды Хеопса
потребовалось 2 млн. 300тыс. каменных блоков. Средняя масса
каждого 2,5тонны), Краснодарские дольмены (это мегалитическое
сооружение в виде огромного каменного ящика, накрытого
сверху плоской плитой. Часто вес верхней каменной плиты
достигает пару десятков тонн, а размеры — до десятка метров.
Назначение дольменов сейчас не известны. Есть много разных версий по
поводу их предназначения: места для жертвоприношений, антенны для
приема телепатических сигналов из космоса…) и истуканы с острова
Святой Пасхи (600 каменных статуи на побережье острова Пасхи в виде
человеческой головы высотой до 20 метров и весом 1 млн. Н).
-Как же люди смогли соорудить эти гиганты, не имея подъемных
кранов?
-Какие устройства они использовали?
3.Тема и
цели.
4.Получение
новых
знаний.
Физические возможности человека ограничены, поэтому с давних
времен человек часто использовал устройства, которые способны
преобразовать силу человека в значительно большую силу. Такие
приспособления называются механизмами. Сегодня на уроке мы
узнаем, какие существуют виды простых механизмов, и подробно
рассмотрим один из них.
Тема урока - «Простые механизмы. Рычаг»
- Как поднять (убрать с дороги) тяжёлый камень?
Одним из простых механизмов является рычаг. Его разновидностиблок и ворот.
-Как закатить тяжёлый груз на некоторую высоту?
Еще один простой механизм - наклонная плоскость и ее разновидности клин и винт.
Все эти механизмы дают выигрыш в силе и облегчают труд человека.
И их открытию человек обязан Архимеду.
Архимед прославился многими механическими конструкциями. Он
построил в порту Сиракуз немало блочно-рычажных механизмов для
облегчения подъёма и транспортировки тяжёлых грузов, изобрел
военные метательные машины, успешно действовавшие во время осады
его родного города. Изобретённый им архимедов винт для
вычерпывания воды до сих пор применяется в Египте. Рычаг был
известен и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию
и успешно её применял на практике. Он считал, что любое тело,
независимо, какой массы, можно поднять с помощью одной руки.
Увлеченный этой идеей, он гордо заявил: «Дайте мне точку опоры, и я
подниму Землю!»
А первым человеком, применившим рычаг, был наш далёкий
доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни в
поисках съедобных корней или прятавшихся под корнями мелких
животных. Да-да, ведь обыкновенная палка, имеющая точку опоры,
вокруг которой её можно поворачивать, - это и есть самый настоящий
рычаг.
примеч
Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд
10
Слайд
11
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.
Рычаг - является составной частью почти каждой современной машины,
станка, механизма. Экскаватор роет канаву - его железная “рука” с
ковшом действует как рычаг. Шофёр меняет скорость автомобиля с
помощью рычага переключения скоростей. Аптекарь развешивает
порошки на аптекарских очень точных весах, главная деталь этих весов рычаг.
Вскапывая грядки на огороде, лопата в наших руках тоже становится
рычагом. Всевозможные коромысла, рукоятки и вороты всё это рычаги.
Слайд
12
Слайд
13
Давайте выясним, как правильно использовать рычаг?
Палка - это рычаг, который мы используем для того, чтобы облегчить
перенос тяжёлого груза. Как правильно подвесить груз на рычаге? (Или
почему вы считаете, что груз должен располагаться именно в этой
точке?)
Давайте эту проблему разрешим в конце урока, когда рассмотрим
теоретический материал.
Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры.
На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.
Рычаг имеет точку опоры и плечо. Плечо - это кратчайшее расстояние от
точки опоры до линии действия силы (т.е. перпендикуляр, опущенный из
точки опоры на линию действия силы). Обычно силами, приложенными
к рычагу можно считать вес тел.
На рисунке вы видите равноплечий рычаг, который используется для
уравновешивания сил. Примером такого применения рычага могут
служить весы.
Вопрос: Как вы думаете, что произойдёт, если одна из сил увеличится в 2
раза?
Ответ: весы выйдут из равновесия (показываю на обычных весах).
Вопрос: Как вы считаете, есть ли способ уравновесить большую силу
меньшей?
Ответ: да, нет
Учитель: Ребята, предлагаю вам в ходе мини-эксперимента вывести
условие равновесия рычага.
Эксперимент:
У Вас на столах лежат линейки и гири. При помощи обычного карандаша
и линейки получите качели и уравновесьте на них гири 10 г и 20 г.
Получилось? Обратите внимание на плечи сил. Какую закономерность
вы наблюдаете?
Демонстрирую учащимся рычаг, на котором уравновешены неравные
силы.
Вопрос: как такое могло случиться, что сила 1 Н уравновесила силу в 2 Н?
Ответ: плечи неравные.
Вопрос: Во сколько раз сила, приложенная к правому концу рычага
больше? А плечо этой силы во сколько раз меньше?
Ответ: в 2 раза; в 2 раза.
Итак, мы вывели «условие равновесия рычага».
Отношение сил обратно пропорционально отношению их плеч.
Слайд
14
Слайд
15
Слайд
16
Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.
Ребята, мы изучили с вами теорию рычага. Давайте теперь правильно
ответим на проблемный вопрос, поставленный в начале урока: как
правильно расположить палку с грузом на плече друга?
5. Решение
задач
6. Тест
1. Длина одного плеча рычага 20 см, другого -30 см. К более
длинному плечу рычага подвешен груз весом 8 Н. Каков должен
быть вес груза, подвешенного к более короткому плечу, чтобы
рычаг находился в равновесии?
2. Найти ошибку
3. При равновесии рычага на его большее плечо, равное 80 см,
действует сила 60 Н, на меньшее – 240 Н. Определите меньшее
плечо.
Для проверки усвоения материала выполните задания теста.
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 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. Оказывается, чтобы
сдвинуть Землю на миллиметр длинное плечо рычага должно быть
больше короткого в 100 000 000 000 трл. раз! Конец этого плеча
проделал бы путь в 1 000 000 трл. километров (примерно). А на такую
дорогу человеку понадобилось бы много миллионов лет!.. Но это тема
другого урока.
7 Итог, д/з
 § 55, 56, задача
 Дополнительно:
«Простые механизмы в быту»
«Простые механизмы в природе»
Слайд
17