Открытый урок по физике "Простые механизмы. Рычаг. Условия равновесия твердого тела, имеющего закрепленную ось движения. Момент силы" (7 класс)
план-конспект урока по физике (7 класс)

Тема урока: «Простые механизмы. Рычаг. Условия равновесия твердого тела, имеющего закрепленную ось движения. Момент сил»

Цель урока: Познакомить  учащихся с различными видами простых механизмов; рассмотреть устройство и принцип действия рычага.

Ход урока

1. Физический диктант

1. Работа это величина равная произведению силы на … (путь)
2. Работа обозначается буквой…(А)
3. Единица измерения механической работы в СИ называется…(джоуль)
4. Работа может быть … и … (положительной, отрицательной)
5. Когда тело движется горизонтально вверх, то работа силы тяжести …(равна нулю)
6. Гиря неподвижно висит на проволоке, механическая работа при этом… (не совершается)
7. Мощность – это величина, равная отношению… (работы ко времени)
8. Мощность обозначается буквой …
9. Ватт – единица измерения мощности в СИ равна отношению…( джоуля к секунде)
10. Чем большая работа совершается за единицу времени, тем мощность будет …..(больше)

2. Подготовка к восприятию нового материала:

У меня на столе стоит бутылка газированной  воды. Ее нужно открыть.

Чтобы получить нужный результат наших действий, нам нужно совершить ….(механическую работу). А какие же условия должны выполняться, чтобы работа совершалась?

К телу должна быть приложена сила и оно должно двигаться.

 (вызывается ученик, пробует открыть руками)

С помощью чего мы можем открыть эту бутылку? (Открывалки)

3. Объявление темы урока и постановка цели урока.

Открывалка не что иное, как рычаг, который вы использовали для выполнения механической работы. Она относится к простым механизмам, которые человек использует в повседневной жизни.

Вот мы с вами и подошли к теме сегодняшнего урока: «Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага».  В ходе этого урока наша цель усвоить понятие  простого механизма, принцип  действия рычага и выяснить условия, при которых рычаг находится в равновесии.

Когда-то Архимед воскликнул: “Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю”. Я же прошу вашего внимания, и, очень надеюсь, что вы поймёте, как Архимед хотел это сделать.

4. Изучение нового материала.

Виды простых механизмов и их применение.

Физические возможности человека ограничены, поэтому с древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу, т.е. дают выигрыш в силе. Такие механизмы называют «простыми механизмами».

А первым человеком, применившим рычаг, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни, ведь обыкновенная палка, имеющая точку опоры, вокруг которой её можно поворачивать, - это и есть самый настоящий рычаг.

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.

Поработаем с текстом

Вставьте пропущенные слова:

Приспособления, служащие для преобразования силы называют

_________________________________________________________________________________.

К простым механизмам относятся: __________________________________________________.

В большинстве случаев простые механизмы применяют для того, чтобы __________, т.е.

_______________________.

Теперь перейдем к более подробному изучению одного из простых механизмов – рычаг.

Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.

Любой рычаг  имеет точку опоры и плечо.

-С точкой опоры все понятно, а что же такое плечо силы? И как его найти?

Предлагаю вам понять это  в ходе небольшого эксперимента и вывести условие равновесия рычага.

При помощи этого простого рычага, необходимо уравновесить 1 грузслева и 2 груза справа.

Измерим расстояние от точки опоры до точки приложения силы слева и справа. Это расстояние и называется плечом силы.

Плечо силы – кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует сила. Обозначается буквой l.

Задания:

Рассмотреть и нарисовать в тетради устройство рычага.

Теперь, когда мы знаем как обозначаются силы и их плечи заполним таблицу. Подвесим справа еще один груз, уравновесим рычаг и заполним таблицу.

Теперь найдем соотношение сил и плеч, запишем в таблицу. Посмотрим на результат и сделаем вывод.

Итак, мы вывели «условие равновесия рычага».

Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.

По закону, открытому Архимедом, во сколько раз короткий конец рычага меньше длинного конца рычага, во столько же раз облегчается подымание груза.

Рычаги нашли свое достойное применение  в технике, быту, встречаются они и в природе. (Приведите примеры)

5. Подведение итогов.

Когда-то Архимед воскликнул: “Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю”. Так начинался наш урок. Так возможно ли поднять Землю? 

Для подъема Земли всего на 1 см длинное плечо рычага должно было описать огромную дугу. Если перемещать длинный конец рычага со скоростью 1 м/с потребуются миллионы лет.

Итак, с помощью рычага можно получить выигрыш в силе, но Землю передвинуть нельзя.

Подведем итоги

• Для чего же служат простые механизмы? (для преобразования силы)
• Какие существую виды простых механизмов? (рычаг – блок, ворот, наклонная плоскость – клин, винт)
• Каково устройство рычага? (точка опоры, силы, плечи сил)
• Когда рычаг находится в равновесии?

6. Закрепление изученного материала
7. Постановка домашнего задания

§57-58. Упр. 32 (1,2), пример задачи записан в тетради

Задача № 1.  С помощью рычага рабочий поднимает плиту массой 120 кг. Какую силу он прикладывает к большему плечу рычага, равному 2,4 м, если меньшее плечо 0,8 м?

Задача № 2.  На концах рычага действуют силы 20 Н и 120 Н. Расстояние от точки опоры до большей силы равно 2 см. Определите длину рычага, если рычаг находится в равновесии.

Задача № 3.  На рисунке изображен рычаг, имеющий ось вращения в точке О. Груз какой массы надо подвесить в точке В для того, чтобы рычаг был в равновесии?

Задача № 4.  На меньшее плечо рычага действует сила 300 Н, на большее — 20 Н. Длина меньшего плеча 5 см. Определите длину большего плеча.

Задача № 5.  Рычаг длиной 60 см находится в равновесии. Какая сила приложена в точке В?

Задача № 6.   Момент силы действующей на рычаг, равен 20 Н*м. Найти плечо силы 5 Н, если рычаг находится в равновесии.

Задача № 1.  С помощью рычага рабочий поднимает плиту массой 120 кг. Какую силу он прикладывает к большему плечу рычага, равному 2,4 м, если меньшее плечо 0,8 м?

Задача № 2.  На концах рычага действуют силы 20 Н и 120 Н. Расстояние от точки опоры до большей силы равно 2 см. Определите длину рычага, если рычаг находится в равновесии.

Задача № 3.  На рисунке изображен рычаг, имеющий ось вращения в точке О. Груз какой массы надо подвесить в точке В для того, чтобы рычаг был в равновесии?

Задача № 4.  На меньшее плечо рычага действует сила 300 Н, на большее — 20 Н. Длина меньшего плеча 5 см. Определите длину большего плеча.

Задача № 5.  Рычаг длиной 60 см находится в равновесии. Какая сила приложена в точке В?

Задача № 6.   Момент силы действующей на рычаг, равен 20 Н*м. Найти плечо силы 5 Н, если рычаг находится в равновесии.

Задача № 7.  Какое усилие необходимо приложить, чтобы поднять груз 1000 Н с помощью подвижного блока? Какая совершится работа при подъеме груза на 1 м? (Вес блока и трение не учитывать).