Задания к уроку по теме "Золотое правило механики"
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Урок 56:

Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило механики»

Внимательно прочитайте § 60 учебника и выполните в тетради следующие задания:

1. Вставьте пропущенные слова:

Пути, пройденные точками приложения сил на рычаге, обратно пропорциональны ______________.

Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрываем в ____________, но при этом во столько же раз проигрываем в _______________.

При использовании рычага выигрыша в ___________________________ не получают. Не дает выигрыша в __________________ и неподвижный блок. Подвижный блок не дает выигрыша в _____________.

Многовековая практика показала, что __________________________________________.

2. Найдите в учебнике описание эксперимента, показывающего, что рычаг не дает выигрыша в работе. Перепишите его в тетрадь.

3. Найдите в учебнике описание эксперимента, показывающего, что подвижный блок не дает выигрыша в работе. Перепишите его в тетрадь.

4. Найдите в учебнике «Золотое правило механики» и перепишите его в тетрадь.

5. Ответьте на вопросы:

Для чего применяют простые механизмы, если они не дают выигрыша в работе?

Во сколько раз проигрывают в пути, используя для поднятия грузов подвижный блок?

6. Внимательно разберите пример решения задачи:

Задача: С помощью рычага подняли груз массой 200 кг. На какую высоту был поднят груз, если сила, действующая на длинное плечо рычага, совершила работу 400 Дж.

Сделаем пояснительный рисунок:

l2

l1

Здесь АВ – рычаг;

          О – точка опоры рычага,

          А,В – точки приложения сил F1 и F2

          F1 – сила тяжести груза;

          F2 – сила, которую прикладывают к длинному плечу        рычага, чтобы поднять груз.

          l1 = OD – короткое плечо рычага (на которое действует сила тяжести груза);

          l2 = OC – длинное плечо рычага (на которое действует сила, поднимающая груз);

          h1 = DA – высота, на которую нужно поднять груз;

          h2 = BC – высота, на которую будет опускаться длинное плечо рычага, чтобы поднять груз.

Замечание: то есть, индексом 1 обозначаем величины, имеющие отношение к короткому плечу рычага, а индексом 2 – к длинному.

F2

F1

O

А

В

С

D

Дано:                 Си:            Решение:

m1 = 200кг                   1) Запишем математически «золотое правило» механики: А1 = А2

A2 = 400 Дж               2) По определению, работа – произведение силы, действующей вдоль движения

 h = ?                          тела, на путь, который тело проходит под действием этой силы. Тогда:

А1 = F1·h1

Выразим из этой формулы h1:

3) Чтобы найти F1, воспользуемся формулой для нахождения силы тяжести груза:

F1 = Fтяж = m1g = 200кг·10Н/кг=2000Н

4) Учитывая, что А1 = А2, вычислим h1:

Ответ: h1 = 0,2 Н.

7. По образцу решите задачу: При помощи рычага приподняли немного дверь весом 0,84 кН, действуя на длинное плечо силой 30Н. При этом была совершена механическая работа 26Дж. На какую высоту была приподнята дверь, и как велико расстояние, на которое переместился конец длинного плеча рычага?

Проверьте себя (Ответ: на высоту 3,1 см; 8,7см)

8. Внимательно разберите пример решения задачи:

Задача: С помощью подвижного блока груз подняли на 3 м. На сколько пришлось вытянуть свободный конец веревки?

Сделаем пояснительный рисунок:

Здесь F1 – сила тяжести груза;

          F2 – сила, которую прикладывают к веревке, чтобы поднять груз.

          h1– высота, на которую нужно поднять груз (т.е. путь, который пройдет груз при его поднятии);

          h2– высота, на которую пришлось вытянуть веревку (т.е. путь, который «пройдет» веревка).

Замечание: то есть, индексом 1 обозначаем величины, связанные с грузом, а индексом 2 – с веревкой.

F2

F1

h1

h2

Дано:             Си:            Решение:

h1 = 3м                       1) Воспользуемся «золотым правилом» механики: А1 = А2

h2 = ?                          2) Работу определим по формулам А1 = F1·h1;    А2 = F2·h2

Так как левые части этих уравнений равны, то должны равняться и правые части,

следовательно, F1·h1 = F2·h2

3) Учитывая, что блок подвижный, вспомним, что он дает выигрыш в силе в 2 раза.

Значит , т.е. F2 = 2F1

3) F1·h1 = 2F1·h2;

h1 = 2·h2, поэтому h2 = h1/ 2 = 3м/2 = 1,5 м

Ответ: h1 = 1,5 м.

9. По образцу решите задачу: На какую высоту с помощью подвижного блока можно поднять груз, если при поднятии пришлось вытянуть 5м свободного конца веревки?

Проверьте себя (Ответ: 10м)

10. Придумайте задачу на изучаемую тему и решите ее.

11. Домашнее задание:

§ 60, упражнение 31 (стр. 149 учебника), письменно.

Для подготовки к лабораторной работе:

Внимательно прочитайте § 61, выпишите в тетрадь основные выводы, и ответьте на вопросы после параграфа.

Внимательно прочитайте описание лабораторной работы №10 на странице 170 и подготовьтесь к ее выполнению.