План - конспект урока на тему Центр тяжести для студентов СПО
план-конспект занятия на тему

Конспект учебного занятия

Преподаватель: Глебова Юлия Владимировна

Образовательное учреждение: ГБПОУ «Навашинский политехнический техникум»

 Дисциплина: Техническая механика

Группа: С - 2

Специальность: 150415 Сварочное производство

Цель урока: изучение понятие центра тяжести (его значение в природе и технике, закономерности);

        Задачи урока:

        Познавательные: обеспечить знание студентами понятия силы тяжести, центра тяжести; обеспечить формирование умений по определению центра тяжести ; формировать умение систематизировать изученное,  раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлением в жизни, развить способность к анализу,

        Развивающие и воспитательные: создать  условия для формирования у обучащихся практических навыков определения центра тяжести, развития  логического мышления студентов; воспитывать интерес к предмету; развивать интерес к решению задач;  формировать  творческий подход к решению задач, четкость и организованность, умения оценивать свою деятельность и деятельность своих товарищей.

Формируемые компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность;

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями);

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий;

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

Вид занятия: комбинированный урок

Тип занятия: формирование знаний, умений и навыков, систематизация и закрепление изученного материала.

Межпредметные связи:   

        Обеспечивающие: физика, математика, инженерная графика

        Обеспечиваемые:

- ПМ.01. Подготовка и осуществление технологических  процессов изготовления сварных конструкций

- ПМ.02.Разработка технологических процессов проектирования изделий

- ПМ.05. Выполнение работ по одной или нескольким профессиям рабочих  должностям служащих

        Внутридисциплинарные: техническая механика (сопротивление материалов, детали машин)

Технология обучения: личностно-ориентированные технологии обучения, создающие условия для обеспечения собственной учебной деятельности обучающихся, учёта и развития индивидуальных особенностей обучающихся

Формы и методы обучения – метод проблемного изложения, исследовательский, частично-поисковый, словесный, наглядный, практический, интерактивный; индивидуальная работа студентов, решение задач, решение творческих  заданий;

Планируемые образовательные результаты:        

Студенты должны знать:        

основы технической механики; виды механизмов, их кинематические и динамические характеристики; методику расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при различных видах деформации основы расчетов механических передач и простейших сборочных единиц общего назначения        

Студент должен уметь:

производить расчеты механических передач и простейших сборочных единиц; определять напряжения в конструкционных элементах

Общее время занятия: 90 минут.

Оснащение урока: 

        А) Наглядные пособия: электронная презентация

        Б) Раздаточный материал: задания для выполнения самостоятельной работы студента

        В) Технические средства обучения : проектор, компьютер с установленной на них программой Microsoft PowerPoint

        Г) Учебные места (для практических занятий, лабораторных работ)

Рекомендации к занятию:

В ходе урока по ходу объяснения материала студенты делают записи в конспектах, приводят собственные примеры. Сообщения студентов по предложенной тематике являются опережающим домашним заданием.

 Теоретическая часть урока построена на основе слайд - лекции.

 Практическая часть урока построена на основе индивидуальной работы и выполнения самостоятельных и коллективных практических заданий

        Межпредметные связи:

        Литература :

        Основная: 

        1.   Аркуша А. И., Фролов М. И. Техническая механика.- М.,1993 г.

        2. Никитин  Е.М. Теоретическая механика .- М.: Наука,1983

        3.Ивченко В. А. Техническая механика: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. – 157 с.

        4. Аркуша А.И.Руководство к решению задач по теоретической механике. Учебное пособие для техникумов. М., «Высшая школа», 1996.

        Дополнительная:

         1. Олофинская В. П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 349с., ил.

        3.Ушакова О.А. Активизация творческой деятельности и развития познавательного интереса студентов при изучении дисциплины «Техническая механика»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

Ход учебного занятия :

1. Организационный момент

        Здравствуйте, садитесь! Давайте проверим присутствующих на уроке. Староста, пожалуйста. Наш урок не в совсем обычном месте, но я думаю вы быстро адаптируетесь и ваша работоспособность будет на достаточно высоком уровне.

        Тема сегодняшнего нашего урока: «Центр тяжести». (слайд 1). Запишите в тетрадях число и тему урока. Сегодня нам необходимо изучить, на мой взгляд, одно из  важных понятий  – центр тяжести. И я думаю, вы со мной в завершении  урока с этим согласитесь Цель урока: изучение понятие центра тяжести (его значение в природе и технике, закономерности);

        Задачи урока:

        Познавательные: обеспечить знание студентами понятия силы тяжести, центра тяжести; обеспечить формирование умений по определению центра тяжести ; формировать умение систематизировать изученное,  раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлением в жизни, развить способность к анализу,

        Развивающие и воспитательные: создать  условия для формирования у обучащихся практических навыков определения центра тяжести, развития  логического мышления студентов; воспитывать интерес к предмету; развивать интерес к решению задач;  формировать  творческий подход к решению задач, четкость и организованность, умения оценивать свою деятельность и деятельность своих товарищей.

         А в рамках этих целей мы займемся изучением  очень важного понятия -  центра тяжести , рассмотрим его  значение в природе , технике, в вашей дальнейшей профессиональной деятельности, а также научимся определять положения центра тяжести тел и плоских фигур.

2. Изучение нового материала

2.1 .Сила тяжести как равнодействующая вертикальных сил

        Почему мяч, брошенный в горизонтальном направлении ), через некоторое время оказывается на земле? Почему камень, выпущенный из рук , падает вниз? Почему прыгнувший вверх человек вскоре снова оказывается внизу? У всех этих явлений одна и та же причина  - притяжение Земли.

        Сила тяжести является одним из проявлений закона всемирного тяготения  ( Закон всемирного тяготения Ньютона, который стал первым научным законом, действующий во всей Вселенной гласит: каждые две частицы материи притягивают взаимно друг друга, или тяготеют друг другу, с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними:

Давайте вспомним  из курса физики, что же представляет собой сила тяжести?

Ответы студентов: ____________________________________________

Сила тяжести – это сила, с которой тела притягиваются к земле

Сила тяжести тела – это равнодействующая сил тяжести отдельных частиц тела; модуль этой силы – вес тела.

G – сила тяжести.

         Это сила, распределенная по всему объему тела, так на каждую его материальную точку действует сила притяжения, направленная к центру Земли. Силы притяжения, приложенные к частицам твердого тела, образуют систему с линиями действия, сходящимися в центре Земли. Но радиус Земли 6380 км, поэтому углы между линиями действия сил тяжести  двух соседних точек тела настолько малы, что систему сил тяжести , приложенных к телу, практически безошибочно можно считать параллельной. (Слайд 8)

        Как бы мы ни поворачивали тело, не изменяли его положение в пространстве, силы тяжести его отдельных частиц останутся параллельными друг другу (вертикальными): относительно тела они будут поворачиваться вокруг своих точек приложения, сохраняя свою параллельность и численное значение. Но при повороте равнодействующая параллельных сил всегда проходит через одну и туже точку – центр тяжести системы паралле6льных сил. Отсюда следует, что центр тяжести находится в совершенно определенной для каждого тела точке и не изменяет своего положения относительно этого тела при изменении положения самого тела.

2.2 Центр тяжести. Методы нахождения

2.2.1  Послушаем сообщения о центре тяжести и его значении в жизни

О значении центра тяжести в нашей повседневной жизни расскажет Андрей Берсенев

Вчера ваша группа присутствовала на спуске судна на «Окской судоверфи». И то, что такая многотонная махина держится на плаву и не переворачивается, т.е. является устойчивой «виноват» центр тяжести.  Послушаем сообщение Бабаевой Марины.  

Выступления студентов с сообщениями

2.2.2 Центр тяжести. Методы нахождения

Центр тяжести тела – это такая неизменно связанная с этим телом точка, через которую проходит линия действия силы тяжести данного тела при любом положении тела в пространстве. (слайд 11)

Очень часто центр тяжести  тела находится и вне тела.

Приведите такой пример

Так как центр тяжести тела – центр параллельных сил тяжести его частиц, то его координаты определяются по формулам:

        Хс, Yc, Zc – координаты центра тяжести тела;

        Gi – сила тяжести произвольной частицы тела;

        Хi, Yi, Zi – координаты этой частицы

       - сила тяжести всего тела

        Рассмотрим методы определения координат центра тяжести тела.

        Метод подвешивания (используется для плоских тел и фигур)-  прокалываем фигуру в нескольких местах (для большей точности лучше по краям) . Вкалываем в вертикальную деревянную стену иголку и вешаем на нее фигуру за любое из отверстий. Фигурка должна свободно качаться на игле. Делаем отвес из тонкой нити и грузика, завязываем петлю на свободном конце нити, и вешаем его на ту же иглу. Отвес показывает вертикальное направление. Отмечаем на фигуре вертикальное положение нити. Снимаем фигуру, подвешиваем за другое отверстие и снова отмечаем направление нити. Точка пересечения вертикальных линий укажет положение центра тяжести фигуры.

         Данный метод определения центра тяжести мы с вами будем использовать в лабораторной работе в следующий вторник (одна подгруппа на 1 паре с ИГ, другая – на 3 паре). Когда какая подгруппа – в рабочем порядке.

        Метод взвешивания - П р и м е р. Покажем, как можно экспериментально определить положение центра тяжести самолета . Поставив колесо В на платформу весов, найдем

взвешиванием силу давления колеса на платформу; тем самым будет найдена численно равная этой силе реакция N1.

Точно Точно так же взвешиванием находим реакцию N2. Приравнивая затем нулю сумму моментов всех сил относительно центра тяжести С самолета,

получаем N2N(1-)=0, откуда находим

Очевидно, N1+N2=P, где Р - вес самолета. Если величина Р наперед

известна, то для определения а можно обойтись только однократным

взвешиванием.

Данные методики используются для определения центра тяжести автомобиля.

Моторные звенья , которые используются в понтонных парках , изготавливаемых на «Окской судоверфи» - моторное звено помещают на устройство, снабженное роликом, после прохождения ролика звено начинает «клевать», точку фиксируют – это координата центра тяжести.

        Метод симметрии: если однородное тело имеет плоскость симметрии, то центр тяжести лежит в этой плоскости. Если однородное тело имеет ось симметрии, то центр тяжести лежит на этой оси. Если однородное тело имеет две оси симметрии, то центр тяжести находится в точке их пересечения. Центр тяжести однородного тела вращения лежит на оси вращения.

        Метод разделения (разбиения):Тело разбивается на наименьшее число частей, силы тяжести  и положение центров тяжести которых известны

        Метод отрицательных масс: При определении центра тяжести тела, имеющего свободные полости, следует применять метод разбиения, но массу свободных полостей считать отрицательной.

2.2 .3. Центр тяжести простых геометрических фигур

Очень часто приходится определять положение цента тяжести различных плоских тел и геометрических плоских фигур различной формы.

V= Аh

А – площадь фигуры, h – ее высота.

Поэтому координаты центра тяжести плоской фигуры определяются по формулам:

 Если плоская фигура имеет неправильную форму, то центр тяжести такой фигуры находится :

1. Методом подвешивания на острие;
2. Теоретическим методом. В этом случае сложная фигура разбивается на определенное количество элементарных фигур, имеющих правильную геометрическую форму. Затем определяется положение центра тяжести и площади каждой элементарной фигуры.

3 Закрепление  и систематизация знаний  полученных знаний

        Задача: Найти положение центра тяжести плоской пластины

(слайды) и произведение площади на координату является статическим моментом инерции, который измеряется в см3 (по ГОСТ)

Из каких элементарных фигур состоит данная сложная фигура?

Два прямоугольника и треугольник. Можно еще по-другому?

1. Сложная фигура не имеет оси симметрии, поэтому  проведем оси х и у следующим образом (на стыке прямоугольников ось у, а ось х совместим с основанием фигуры).
2. Проанализируем из каких фигур составлена пластина:

1)Прямоугольник со сторонами 240х120 мм

2) Прямоугольник со сторонами 40х100 мм

3)Прямоугольный треугольник со сторонами 60х90 мм

3. Определим и запишем координаты центров тяжести прямоугольников и треугольника. Координаты записываем в см, т.к. меньше цифр в расчетах и

1)Прямоугольник

А1 = 10*4 = 40 см2

С1(6;12)

2) Прямоугольник

А2 = 12*24 = 288 см2

С2(-5;2)

3)Треугольник

А3 = 0,5*6*9= 27 см2

С3(3;22)

4. Значения подставим в формулу и определим координаты центра тяжести сложной фигуры:

Координаты центра тяжести С (-4, 2; 1, 5)

4 Подведение итогов  и рефлексия

Сегодня мы с вами хорошо поработали. Результаты следующие – выставить и прокомментировать оценки. А еще ответьте на вопросы:

1. Сегодняшний урок мне (понравился или не понравился)

2. Мне понравилось …(назвать, что именно)

3. Пригодятся ли эти знания в вашей профессиональной деятельности?

 5 Задание на дом

        СРС : Определить координаты центра тяжести  плоской фигуры (по карточкам)

        Аркуша А.И., Фролов М.И. Техническая механика с.67-77