Урок по физике по теме «Рычаг. Равновесие сил на рычаге»

Урок по теме «Рычаг. Равновесие сил на рычаге».

Цели урока:

создание условий для осознанного усвоения понятий «рычаг, плечо силы»;

вывести условие равновесия рычага;

показать значение эксперимента при освоении предметного содержания.

Технология изучения темы.

1.Организация образовательного пространства.

- Обучающиеся садятся за свои столы, проверяют наличие тетрадей, учебников, дневников, ручек, линейки, карандашей.

- Учитель проверяет наличие оборудования для экспериментов на столах, включает компьютер и мультимедийный проектор в режиме ожидания.

2. Мотивация к деятельности.

Учитель: Здравствуйте ребята, я очень рада вас видеть. А знаете почему? Я хочу, чтобы вы помогли найти мне ответы на некоторые вопросы из повседневной жизни, возникшие при подготовке к сегодняшнему и предыдущим занятиям и требующие задуматься об их физическом содержании.

3. Актуализация опорных знаний и умений, выявление пробелов и их коррекция.

Учитель: Ребята, мне хочется, чтобы мы сегодня своими показали , как мы любим физику, как нам нравится исследовать, открывать новое. Договорились?

Учитель:Ребята, мы с вами сегодня должны решить простые бытовые проблемы, которые часто возникают. Нужно открыть бутылку минеральной воды, вытащить гвоздь из доски, расколоть кусок сахара и перенести тяжелый портфель из одного конца класса в другой.

Давайте сначала выясним, чтобы получить нужный результат наших действий, нам нужно совершить ….(механическую работу). Что такое механическая работа?А какие же условия должны выполняться, чтобы работа совершалась?

Ученик:К телу должна быть приложена сила и оно должно двигаться.

Учитель:Давайте разберемся, какую силу и к какому телу будем прикладывать, чтобы совершить необходимую работу.

1 ученик выходит к доске и пытается произвести нужные действия с данными приборами.

Учитель:Как же облегчить ему задачу?

2 ученик:Нужно использовать какое- то приспособление.

Учитель: Что, например?

Ученик:Например: открывалку для бутылок, кусачки для сахара, выдергу для гвоздя, палку для портфеля.

Учитель: Прошу продемонстрировать действие этих приспособлений.

Легче, применяя эти приспособления выполнить задачу?

Ученик:Да.

Учитель:А, почему?

Ученик:Надо прикладывать меньшую силу, если использовать приспособления.

Учитель:Как называются данные приспособления? (простые механизмы) Какие простые механизмы мы уже знаем? (рычаг: блок, ворот; наклонная плоскость: клин, винт).Давайте вернемся к нашим простым механизмам?Чем эти приспособления похожи?

Ученик:Они похожи на палки.

Учитель:Правильно, эти палки не что иное, как рычаги, которые вы использовали для выполнения механической работы.

Вот мы с вами и подошли к теме сегодняшнего урока: «Простые механизмы. Условие равновесия рычага»

4. Объявление темы урока и постановка цели урока. Учитель: Эпиграфом к нашему уроку послужит высказывание:"Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю". По преданию, эти гордые слова принадлежат греческому математику и механику Архимеду, жившему больше двух тысяч лет назад и сделавшему немало выдающихся изобретений и открытий. Неужели Архимед считал себя таким силачом? Нет, он не отличался от других людей здоровьем и силой. Но он открыл закон рычага... В монологе Архимеда прозвучало известное всем слово "Рычаг». Архимед собирался перевернуть Землю рычагом, а что такое рычаг, какова его конструкция и где он применяется, каково условие равновесия рычага? Такова сегодня цель нашего урока.

5. Изучение нового материала. А первым человеком, применившим рычаг, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни в поисках съедобных корней или прятавшихся под корнями мелких животных. Да-да, 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.

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. Аптекарь развешивает порошки на аптекарских очень точных весах, главная деталь этих весов - рычаг.

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

Учитель:Итак,что же называется рычагом?

- посмотрим на с.137 учебника определение рычага.

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

Таким образом, рычаг имеет точку опоры и плечо.

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

Смотрим с.138 учебника

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.

Учитель: Рычаги бывают различных видов. Давайте рассмотрим наиболее часто встречающиеся.

Рычаг первого рода (плакат). Рычаг второго рода (плакат). Рычаг третьего рода (плакат)

Усвоение новых способов действий (выполнение экспериментальных заданий).Учитель: Ребята, предлагаю вам в ходе мини-эксперимента вывести условие равновесия рычага.

У вас на столах лежат листы с заданиями. Выполните это задание и подготовьте отчет о проделанной работе.

Итак, мы вывели «условие равновесия рычага». Отношение сил обратно пропорционально отношению их плеч. F₁ ∕ F₂ = L₂ ∕ L₁

Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.

Учитель: Какой же выигрыш в силе дает рычаг? Чему он равен? Посмотрите еще раз на условие равновесия рычага.

Ученик:Выигрыш в силе равен обратному отношению плеч рычага.

Учитель:По закону, открытому Архимедом, во сколько раз короткий конец рычага (от точки опоры до груза) меньше длинного конца рычага (от точки опоры до места, где нажимает рука), во столько же раз облегчается подымание груза. Правда, чтобы поднять совсем на немного короткий конец (его называют коротким плечом рычага), приходится опускать на значительно большее расстояние длинный конец (его называют длинным плечом).

6.Закрепление изученного материала.

Задача№1На расстоянии 10 см от точки опоры подвешены 4 груза (4Н).

Какую силу надо приложить на расстоянии 20 см, чтобы рычаг находился в равновесии?

7. Постановка домашнего задания.

Учитель: А прав ли был Архимед? Архимед был уверен, что не существует такого тяжёлого груза, который бы не поднять человеку - надо только воспользоваться рычагом. И всё же Архимед преувеличил возможности человека. Если бы Архимед знал, как огромна масса Земного шара, то он, вероятно, воздержался бы от приписываемого ему легендой восклицания: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!». Ведь для перемещения земли всего на 1см руке Архимеда пришлось бы проделать путь в 1018 км. Оказывается, чтобы сдвинуть Землю на миллиметр длинное плечо рычага должно быть больше короткого в 10²³ раз! Конец этого плеча проделал бы путь в 10¹⁸ километров (примерно). А на такую дорогу человеку понадобилось бы много миллионов лет!.. Но все равно рычаги нашли свое достойное применение в технике, быту, встречаются они и в природе.

Поэтому домашнее задание к следующему уроку будет:

Обязательное: §56, творческое задание:Приготовить сообщение по темам: «Рычаги в живой природе», «Рычаги в технике», «Рычаги в быту».

8. Рефлексия.

Учитель: Мне очень понравилось с вами работать. На этом урок закончен. Всем спасибо!