Урок в 7 классе по теме "Простые механизмы"
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Простые механизмы

  Цель урока: сформировать у учеников неформальные знания о   понятиях простой механизм, рычаг, блок, ворот, наклонная плоскость, клин, винт, шестеренки.

  Задачи урока:

  Образовательная – ознакомить учащихся с простыми механизмами, условием равновесия рычага, моментом силы, сформировать умение находить рычаг, строить силы, плечи, составлять уравнение равновесия.

  Воспитательная -      формировать исторический взгляд на развитие техники, познавательный интерес, наблюдательность.

  Развивающая –              развивать политехнические знания и умения, элементы творчества.

Оборудование:         рычаг, штатив, набор грузов, ножницы, гвоздодер, лопата, дидактический материал, таблицы.

План урока:

1. Повторялка                    (5 мин)
2. Объяснялка                    (7-10 мин)
3. Загадалка                      (5 мин)
4. Выяснялка, сочинялка (10 мин)
5. Разъяснялка                (7-8 мин)
6. Проверялка                (7-10 мин)
7. Задавалка                  (3 мин)

Ход урока

Ребята сегодня мы проведем урок исследования. Я разделила вас на три группы – на маланькие физические лаборатории.

1. Повторялка.

 Давайте вспомним, что такое сила?

  Вопрос 1. Что нужно сделать для того, чтобы поднять или переместить какой либо предмет? (приложить к нему силу)

  Вопрос 2. За счет какой силы мы можем поднять груз? (за счет мышечной).

  Вопрос 3. Возьмем полоску от пластиковой бутылки. Пусть каждый попробует разорвать ее. Получилось? Воспользуйтесь ножницами.

  Вопрос 4. Возьмем орех. Пусть один из вас попробует раздовить орех в руках. Хватило ли вашей мышечной силы, чтобы раздавить орех?  (Нет). Возьмем щипцы для орехов.

    Итак, вам не хватило сил, чтобы выполнить ту, или иную работу. Но вот вы берете в руки особое орудие и словно становитесь сильнее. Что же это за удивительное орудие, которое увеличивает вашу силу мышц?

   Сегодня мы познакомимся с механизмами, преобразующими силу. Они позволяют получать большую силу, прикладывая малую.

2. Объяснялка.

   Человек для облегчения своего труда с незапамятных времен использует различные приспособления. Много веков назад люди убедились, в том, что гораздо легче перемещать тяжелые грузы, перекатывать их на катках. Позднее они изобрели колесо.

  Палка – первое орудие человека, - это рычаг. С помощью рычага 300 лет назад в Древнем Египте передвигали и поднимали на большую высоту каменные плиты при строительстве пирамид.

  Люди поняли, что гораздо легче колоть бревна и камни, если пользоваться треугольном куском дерева и бить по другому его концу. Такое приспособление стали называть клином. Каменный топор – сочетание рычага и клина. Итак, тяжелые грузы легче перемещать с помощью длинной палки, называемой рычагом.

  Различные приспособления для облегчения работы используются и в наши дни. Одно из них ножницы – нам хорошо знакомы, мы пользуемся ими каждый день. (рис. 1). Итак, все приспособления служащие для преобразования силы, называют простыми механизмами.

Рычаг – твердое тело, которое может свободно поворачиваться относительно неподвижной точки опоры.

Примеры : лом, молоток с расщепом, тачка, метла (см. рис.2).

Наш рычаг уравновешен .

  Рычаги бывают трех родов, различающиеся взаимным расположением точек приложения нагрузки и усилия и точкой опоры.

Рычаг

          Первого  рода             Второго рода           Третьего рода

                    О                      О          А              В        О                          В  

   А                               В                                                          

                                      А

  Демонстрация всех видов рычагов на столе и по рисункам в быту и живых в организмах .

Опыт с консервной банкой

1. Возьмите спичку и переломите ее пополам. Попробуйте переломить каждую из половинок. Сделать это гораздо труднее, чем разломить целую спичку. Почему?

Рычаг в организме человека и животных.

  В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами. Например, у человека – кости конечностей, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев. У кошек рычагами являются когти; у многих рыб – шипы спинного плавника; у членистоногих – большинство сегментов их наружного скелета; у двустворчатых моллюсков – створки раковин.

  Рычажные механизмы скелета обычно рассчитаны на выигрыш в скорости при потери в силе. Особенно большой выигрыш в силе получается у насекомых. Соотношение длины плеч рычажного элемента скелета находится в тесной зависимости от выполняемых данным органом функций. Например: 1)длинные ногти борзой и оленя определяют их способность к быстрому бегу; 2) короткие лапы крота рассчитаны на развитие большой силы при малой скорости; 3) длинные челюсти борзой позволяют быстро схватывать добычу на бегу; 4) короткие челюсти бульдога смыкаются медленно, но крепко держат.

  ..В растениях рычажные элементы встречаются реже, что объясняется малой подвижностью растительного организма. Типичный рычаг ствол дерева и составляющий его продолжение главный корень. Интересные рычажные элементы можно найти в некоторых цветах (например, у тычинки шалфея и других губоцветных), в раскрывающихся плодах (например у бальзамина).

  “Колющие орудия” многих животных и растений – когти. Рога, зубы, колючки по форме напоминают клин. Клину подобна заостренная форма головы быстроходных рыб.

Пример.  Силы действующие на рычаг, могут повернуть его в двух направлениях: по ходу часовой стрелки и против часовой стрелки.

Рычаг имеет плечо силы.

  Плечо силы – кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует сила на рычаг.

  L – плечо силы.

Чтобы определить плечо силы, необходимо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действующей силы.

  Упражнение. Изображены различные рычаги, укажите их плечи

                                         А                                                                        

           О                                           О                                             О                                      

А                                  В                                               А                                

                                                                              В                                   В    

3. Загадалка. Опыт.            Правило равновесия рычага

Приглашаю учеников на качели( большой и маленький)

  Кому где нужно садиться? (большей массы и меньшей)

  Вывод : чтобы уравновесить большую силу меньшей необходимо, чтобы плечо меньшей силы превышало плечо большей.

  Это есть правило равновесия рычага? Установленное Архимедом, жившим в Сиракузах на острове Сицилия в III веке до н. э. Один из величайших ученых древности.

F1/F2 = l2/l1

  Можно сделать вывод, что выигрывая в силе мы проигрываем в пути.

F1*l1 = F2* l2

М1 = М2

  F1*l1= M   –  момент силы.

[M] = [H*м]

Правило рычага лежит в основе действия различного рода устройств применяемых в технике и быту, когда требуется выигрыш в силе или в пути. (см. рис. цвет)

4.Выяснялка

      вопрос: проверить формулу Архимеда. Проверить и доказать, что меньшей силой можно уравновесить большую.

Предоставить отчет

3.Проверялка

2. Что такое простые механизмы? Для какой цели применяют простые механизмы?
3. Что представляет собой рычаг?
4.  Что называется плечом силы? Как найти плечо силы?
5. В чем состоит правило равновесия рычага?
6. Что такое момент силы? Какова единица измерения момента силы?
7. Какие виды простых механизмов вам известны?
8. Если на доске перекинутой через бревно качаются двое ребят различного веса, то следует ли им садится на одинаковом расстоянии от опоры?
9. Как легче резать ножницами картон: помещая его ближе к концу или располагая к их середине?
10.  Какие части велосипеда представляют рычаги?
11.  В школьной мастерской мальчик сильно зажал в тески обрабатываемую деталь, берется не за середину, а за конец ручки тисков. Почему?
12.  Почему наступив на грабли можно получить сильный удар по лбу?
13.  Почему ручку двери располагают у края двери?
14.  Зачем у подъемного крана делают противовес?
15.  Когда легче везти груз в тачке - когда он расположен ближе к колесу или дальше?

От крыши до крыши протянут канат.

Легко и спокойно идет акробат.

В руках его палка, он весь, как весы,

А зрители снизу задрали носы.

                                                                В. Ходасевич

Вопрос. Для чего акробату нужна в руках палка?

  Конкурс

  Демонстрация занимательного опыта со свечкой.

Домашнее задание изготовить простой механизм на примере мобиля, подъемный кран,  и др.

ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ГРУППЫ

Название группы ____________________________________________

Члены группы     ____________________________________________

 __________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема исследования:  _Меньшей силой уравновесить большую

Оборудование :_____________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________

План решения ______________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

Вывод_____________________________________________________

ОТЧЕТ ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ГРУППЫ

Название группы ____________________________________________

Члены группы     ____________________________________________

 __________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема исследования:  _Меньшей силой уравновесить большую

Оборудование :_____________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________

План решения ______________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

Вывод_____________________________________________________

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Для доказательства у вас есть:  рычаг на штативе, грузы, линейка (метр) динамометр.
2. Предлагаем :

- найти силу с которой подвешенный груз действует на рычаг. Для этого измерьте с помощью динамометра силу тяжести грузов;

- подвести грузы на рычаг справа два, а слева один;

- измерьте плечо правой силы

- измерьте плечо левой силы

- сравните показания динамометров для силы F1  и F2

- сравните длины плеч

- сделайте выводы.

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ

3. Для доказательства у вас есть:  рычаг на штативе, грузы, линейка (метр) динамометр.
4. Предлагаем :

- найти силу с которой подвешенный груз действует на рычаг. Для этого измерьте с помощью динамометра силу тяжести грузов;

- подвести грузы на рычаг справа два, а слева один;

- измерьте плечо правой силы

- измерьте плечо левой силы

- сравните показания динамометров для силы F1  и F2

- сравните длины плеч

- сделайте выводы.