Урок физики в 7 классе на тему: "Равнодействующая сил"
план-конспект урока по физике (7 класс)

Тема: «Расчет равнодействующей силы»

Тип урока: ОНЗ

Основные цели урока:

1) сформировать умение планировать свою деятельность при выполнении заданий;

2) развивать речь, мышление, творческие способности в процессе открытия нового знания;

3) сформировать умение использовать оборудование;

4) тренировать мыслительные операции, необходимые на этапе открытия нового знания: анализ, синтез, сравнение;

5) закрепить термины, связанные с понятием силы тяжести, силы упругости, веса тела;

ввести понятие равнодействующей силы;

6) сформировать умение выводить формулы на примере формулы для равнодействующей сил, направленных в одну сторону; направленных в противоположные стороны;

7) формировать умение строить инициативное сотрудничество в совместной работе;

Материалы к занятию

Оборудование: компьютер, проектор, экран, демонстрационные динамометры, набор грузов.

Слайд 1 (Тема урока)

Здравствуйте, ребята. Меня зовут Татьяна Васильевна. Тема нашего урока «Равнодействующая сил».

Слайд 2 (Высказывание Ньютона)

Ребята, я предлагаю начать сегодняшний урок словами И. Ньютона

Цель нашего урока: понять смысл слов основателя классической механики.

Ну а для начала, думаю необходимо разобраться, что такое причина?

- Ответы детей…

Верно, причина – это то, что вызывает изменения.

Давайте посмотрим, какие же причины лежат в основе движения на простом примере.

Слайд 3 (Сказка Репка)

Сказка, я думаю знакома. Движения какого тела добиваются герои сказки?

- Ответы …
Действительно, герои сказки приводят в движение репку: вытянули репку! Что же стало причиной?

- Ответы… Это сила

- А что такое сила и что вы о ней знаете?

- Ответы… Мера взаимодействия тел

- Чем характеризуется сила?

- Ответы… 1. Числовым значением; 2. Направлением; 3. Точкой приложения

- Ребята, а какие силы вы уже знаете?

- Ответы… Сила тяжести, сила упругости

- Если сила причина движения, то, как названные вами силы могут двигать тела?

- Ответы… Сила упругости может двигать тело во все стороны¸ сила тяжести – строго вертикально вниз

- А какие силы вы еще знаете?

- Ответы…

- Есть еще сила трения, которая также оказывает действие на движение – оказывает ему препятствие, т.е. тормозит. Сила тяги – например, двигателя и т.д.

Одна сила очень редко является причиной движения. В движении тела обычно принимают участие много сил. И если их все учесть и сложить, то мы получим одну силу, под действием которой тело начинает двигаться – она называется равнодействующей сил

Слайд 4 (Определение равнодействующей)

- Как и все силы, равнодействующая также характеризуется тремя составляющими: числовым значением, направлением и точкой приложения. Как ее определить показывает определенная модель

Слайд 5 (Модель)

- Тело представлено в виде точки, к которой будут приложены силы, участвующие в движении тела, направленные согласно их определению (например, сила тяжести – вертикально вниз, сила упругости – против деформации, сила трения – против движения и т.д.). На модели силы откладываются попарно

- Сумма всех сил, действующих на тело, может давать разный результат.

Тело приводится в движение под действием силы. Например, если толкнуть тележку она покатится, если ударить ногой по мячу – он начнет двигаться.

А как вы думаете, действуют ли силы на лежащий на земле камень, который находится в покое?

- Ответы…

Действуют, ведь состояние покоя – это тоже один из результатов действия сил. Давайте рассмотрим эти результаты.

Слайд 6 (Результат действия силы)

Тела под действием сил могут находиться в состоянии покоя и равномерного или неравномерного движения. Причиной покоя и равномерного движения являются уравновешенные силы, которые равны по модулю и противоположны по направлению. Если на тело действуют уравновешенные силы, то его равнодействующая равна нулю. (Закладка 2 и 7 в ноутбуках)

Причиной неравномерного движения являются неуравновешенные силы. Равнодействующая таких сил не равна нулю. Под их действием тела разгоняются или тормозят, в зависимости от того, как силы направлены по отношению к телу.

Если силы сонаправлены друг с другом (направлены в одну сторону), то равнодействующая равна сумме модулей этих сил и направлена в сторону действия этих сил. F=F1+F2 (Закладка 3 в ноутбуках)

Если силы, направлены противоположно  друг, то равнодействующая равна разности модулей этих сил и направлена в сторону действия большей по модулю силы. F=F2-F1 (Закладка 5 в ноутбуках)

Часто бывает, что действующие на тело силы направлены под углом друг к другу, тогда найти равнодействующую можно сложением векторов, которые являются моделями этих сил.

Слайд 7 (Правила сложения векторов)

Правило треугольника: Чтобы сложить два вектора, к концу первого вектора прикладывают начало второго и соединяют начало первого с концом второго (мы его использовать не будем – встречается крайне редко). 

Правило параллелограмма: (параллелограмм – это четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны) признаком является то, что силы имеют одну точку приложения, достраиваем до параллелограмма – диагональ которого и есть равнодействующая.

Для анализа состояния тела, предлагаю вам воспользоваться алгоритмом, с помощью которого вы сможете найти равнодействующую сил.

Слайд 8 (Алгоритм анализа состояния тела)

Потренируемся находить равнодействующую двух сил, действующих на модель тела – точку.

Слайд 9 (Силы действуют по одной прямой)

Объясняю с использованием алгоритма, отвечаем на вопросы и находим решение

Слайд 10 (Самостоятельно, по алгоритму)

Слайд 11 (Силы действуют под углом друг к другу)

Объясняю с использованием алгоритма – решаем.

Слайд 12 (Самостоятельно, по алгоритму)

Теперь усложним задачу и попробуем сложить 4 действующие на тело силы. На самом деле на тело может действовать и больше сил, но принцип их сложения и построения равнодействующей один и тот же. Давайте осваивать принцип (Складываем силы поочередно)

Слайд 13 (Поочередно по правилу параллелограмма)

Теперь давайте потренируемся складывать 4 силы, действующие на тело, другим способом, разбив силы на пары.

Слайд 14 (Пары сил)

Сравним полученную двумя способами равнодействующую, видим, что она получается одинаковой

Слайд 15 (Равнодействующая двумя способами)

Вашим домашним заданием будет построение равнодействующей, используя разные пары сил. Возьмите ЛИСТ 3. Исходные условия одинаковые – модель тела и действующие на него 4 силы. Найдите равнодействующую, но каждый вариант  будет складывать силы по – разному:

I вариант: F1 и F3, F2 и F4          II вариант: F1 и F4, F2 и F3

Слайд 16 (Домашнее задание)

Попробуем применить опробованную нами модель к ряду жизненных ситуаций.

Всеми нами любимый мультфильм – посмотрим отрывки, расставим силы на рисунках и определим, чему равна и куда направлена равнодействующая (Объясняют – расставляем силы на слайдах)  

Слайды 17-22 (Мультфильм Простоквашино)

Возьмите ЛИСТ 4. На листе картинка с изображением тела.

Слайд 23 (Картинки)

Проанализируйте его состояние, отвечая на вопросы алгоритма анализа состояния тела: Объясните по рисунку, чему равна и куда направлена равнодействующая. (Выполняют)

(Документ-камера)

Прокомментируйте свой рисунок. (Комментируют) Проверяем. У кого получилась подобная или даже точно такая раскладка сил, модель?

Слайды 30-33

Ученики комментируют полученные результаты и сравнивают их с правильным решением

Слайд 24 (Картинки и раскладки)

Теперь попробуем решить обратную задачу: на слайде две картинки и две раскладки сил. Объясните, какая раскладка, к какой картинке относится? (Объясняют – проверяем)

Ну а теперь, вернемся к сказке и решим задачу

Слайд 25 (Сказка с условием)

Дед, взявшись за репку, развивает силу тяги  600 Н, бабка – 100 Н, внучка – 50 Н, Жучка – 30 Н, кошка – 10 Н и мышка – 2 Н. Чему равна равнодействующая всех этих сил, направленных по одной прямой в одну и ту же сторону? Справилась бы с репкой эта компания без мышки, если силы, удерживающие репку в земле, равны 791 Н?

Слайд 26 (Направление и величина сил)

На этом слайде показаны векторы действующих на репку сил. Решите задачу (Решают) Прокомментируйте решение. (Комментируют) 

Слайд 27 (Решение)

Действительно, без мышкиных ньютонов дело не пойдёт.

Слайд 28 (Высказывание Ньютона)

Итак, Природа проста и не роскошествует излишними причинами. Объясните, как Вы поняли мысль И.Ньютона на примере модели, определяющей движение тела в пространстве.

- Ответы…

Верно. Двигается тело или покоится – всему есть ОДНА причина – действие приложенных к нему сил.

Мы научились с вами моделировать состояние тел, узнавать эту модель в жизненных ситуациях, рассчитывать и строить равнодействующую разными способами.  

Данная модель позволяет объяснить положение и состояние тел в пространстве, по мере изучения физики, новых для вас видов сил эта модель не изменится, ну разве что приобретёт объем. И я Вам желаю успехов в дальнейшем изучении законов природы.

Слайд 29 (Благодарю за внимание)