Простые механизмы
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Учитель физики Федорова А.Б.

Тема урока: "Простые механизмы. Рычаг"

«Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!»

Архимед.

Цель урока:

• 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.
• способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;
  способствовать развитию логического мышления; развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям;  формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие).

1. Подготовка к восприятию нового материала.

(фрагмент мультфильма)

Однажды по берегу моря вдвоём
Гулял Архимед с сиракузским царём.
Царь молвил: - Науки твои нелегки…-
Триеру тащили на мель моряки.
Тянули корабль, выбиваясь из сил.
И тут Архимед Гиерона спросил:
- Ты помнишь мой винт для подъёма воды?
В Египте рабам облегчил я труды.
А знаешь, как людям помог бы рычаг

В труде непосильном. К примеру,
один бы сумел на песчаный причал

Втащить я вот эту триеру.-
Стоит Гиерон, потирает висок:
-Ты втащишь триеру? Один? На песок?!
- Триеру на берег втащу я один.
Триеру с гребцами и грузом.
Вот ты через месяц сюда приходи…

Узнали про то в Сиракузах..
В назначенный срок собирается люд
На пристани, солнцем согретой.
Глядят на машину, но чуда не ждут:
-Не втащит! Да слыхано ль это!

 Я вижу верёвки и много колёс,
И я поражаюсь размеру,
Но даже Геракл, ухватившись за трос,
Не втащит на берег триеру…
И тут Архимед повернул колесо-
Триера послушно ползёт на песок.
-Плывёт по земле! - закричали купцы.
А стражникам сделалось жутко.
По воздуху вёслами машут гребцы,
Как будто лишились рассудка.
Не верю глазам! Сколько силы в плечах?!
Нет, царь! Эту силу умножил рычаг!-
Взглянул Архимед: небо, море кругом.
Синее море и горы.
- Я землю бы мог повернуть рычагом,
лишь дайте мне точку опоры!

В сюжете прозвучало слово «Рычаг». Архимед собирался перевернуть Землю рычагом, а что такое рычаг, какова его конструкция и где он применяется? (Ответы учащихся). Точный ответ на поставленные вопросы вы сможете дать в конце нашего урока, тема которого «Простые механизмы.». Девиз урока: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!» 2 сл. 3 сл4 сл

Физические возможности человека ограничены, поэтому с древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую. Такие механизмы называют «простыми механизмами». Первым человеком, применившим простые механизмы, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни в поисках съедобных корней или прятавшихся под корнями мелких животных. Есть много свидетельств, что в древних странах - Вавилоне, Египте, Греции - строители широко использовали простые механизмы при подъёме и перевозке статуй, колонн и огромных камней, в умелых руках тяжелый груз превращался в лёгкий.

 Перед вами на слайде Моаи — каменные статуи на побережье острова Пасхи в Тихом океане в виде человеческой головы высотой до 20 метров и весом 40-90 тонн. Каким образом они доставлялись к побережью, неизвестно – это одна из главных загадок острова, не дающей покоя уже нескольким поколениям путешественников и исследователей. По легенде они «шли» сами. Норвежский путешественник Тур Хейердал даёт описание одного из этих способов перемещения статуй, который был проверен в действии местными жителями. Так, один из Моаи, опрокинутых с постамента, был водружен назад путём использования брёвен, подсунутых под статую, что по конструкции напоминало рычаг.

Что представляет собой простой механизм? Для чего нужны простые механизмы?

5 слПростые механизмы – это приспособления, которые служат для преобразования силы. К простым механизмам относятся: рычаг и его разновидности блок и ворот, наклонная плоскость и её разновидности клин и винт. Мы рассмотрим самый распространённый механизм – рычаг. 6 сл 7 сл

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. Вскапывая грядки на огороде, лопата в наших руках тоже становится рычагом. Всевозможные коромысла, рукоятки и вороты всё это рычаги.

Давайте выясним, как правильно использовать рычаг? Надо воспользоваться палкой для облегчения переноса груза. Покажите нам, как расположить палку, на которой весит груз, на плече друга, так, чтобы сила давления на плечо была наименьшей? Палка - это рычаг, который мы используем для того, чтобы облегчить перенос тяжёлого груза. Как правильно подвесить груз на рычаге?

Возьмите зубочистку и переломите её пополам. Разломите теперь половинки. Что труднее переломить – целую или половинку? Почему?  8 сл 

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. Одну из сил мы будем называть силой сопротивления, другую - движущей силой.

Как вы думаете, что произойдёт, если одна из сил увеличится в 2 раза? Ответ: весы выйдут из равновесия (показываю на обычных весах). Как вы считаете, есть ли способ уравновесить большую силу меньшей? Ответ: да, нет. Предлагаю вам в ходе -эксперимента вывести условие равновесия рычага.

Рычаг находится в равновесии, когда силы, действующие на него обратно пропорциональны плечам этих сил. Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.

.

9слСегодня простые механизмы работают на канатных дорогах, на буровых установках, выполняют строительно-монтажные и погрузочные работы. На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики.  10сл

Я хочу вам продемонстрировать работу подъёмного крана, реальный кран. 11сл Для чего у подъёмного крана делают противовес? Что может произойти при неправильном расчете грузоподъёмности крана? 

Задачи: 1). На доске, перекинутой через бревно, качаются 2 мальчика, различной массы. Следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры?

2). По рисунку определить, какой груз нужно поместить в точки А(2Н), В(1Н) и С(5Н), чтобы он находился в равновесии? 12л 

3). Почему ручку располагают у края двери?

Приведите примеры применения рычагов в быту и технике.

Подведение итогов.