Конспект урока по теме Простые механизмы. Условие равновесия рычага

«Я Землю бы мог повернуть рычагом, лишь дайте мне точку опоры»

Архимед

Отгадайте загадки:

1. Два кольца, два конца, а посредине гвоздик. (Ножницы)

2. Две сестры качались - правды добивались, а когда добились, то остановились. (Весы)

3. Кланяется, кланяется - придет домой - растянется. (Топор)

4. Что за чудо-великан?
Тянет руку к облакам,
Занимается трудом:
Помогает строить дом. (Подъемный кран)

- Посмотрите ещё раз внимательно на отгадки и назовите их одним словом. «Орудие, машина» в переводе с греческого означает «механизмы».

Механизм - от греческого слова «????v?» - орудие, сооружение.
Машина - от латинского слова «machina» - сооружение.

- Оказывается обыкновенная палка - это простейший механизм. Кто знает, как он называется?
- Давайте вместе сформулируем тему урока: ….
- Откройте тетради, запишите число и тему урока: «Простые механизмы. Условия равновесия рычага».
- Какую цель мы должны с вами поставить сегодня на уроке …

IV. Этап усвоения новых знаний

«Я Землю бы мог повернуть рычагом, лишь дайте мне точку опоры» - эти слова, которые являются эпиграфом нашего урока, Архимед сказал более 2000 лет назад. А люди до сих пор их помнят и передают из уст в уста. Почему? Прав ли был Архимед?

- Рычаги начали применяться людьми в глубокой древности.
- Как вы думайте, для чего они нужны?
- Конечно, чтобы легче было работать.
- 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.

- Давайте познакомимся с простыми механизмами.

Класс разделен на шесть экспериментальных групп:

1-я изучает наклонную плоскость.
2-я изучает рычаг.
3-я изучает блок.
4-я изучает ворот.
5-я изучает клин.
6-я изучает винт.

Работа проводится по описанию, предложенному каждой группе в рабочей карте.

По ответам учащихся составляем схему.

- С какими механизмами вы познакомились …
- Для чего же служат простые механизмы? …

В карте самооценки оцените свою работу в группе по изучению простого механизма и составлению схемы.

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.
На рисунке вы видите равноплечий рычаг, который используется для уравновешивания сил. Примером такого применения рычага могут служить весы. Как вы думаете, что произойдёт, если одна из сил увеличится в 2 раза?
Правильно, весы выйдут из равновесия (показываю на обычных весах).
Как вы считаете, есть ли способ уравновесить большую силу меньшей?

Ребята, предлагаю вам в ходе мини-эксперимента вывести условие равновесия рычага.

Эксперимент

На столах стоят лабораторные рычаги. Давайте вместе с вами выясним, когда рычаг будет находиться в равновесии.
Для этого повесьте на крючок с правой стороны на расстоянии 15 см от оси один груз.

• Уравновесьте рычаг одним грузом. Измерьте левое плечо.

• Уравновесьте рычаг, но уже двумя грузами. Измерьте левое плечо.

• Уравновесьте рычаг, но уже тремя грузами. Измерьте левое плечо.

• Уравновесьте рычаг, но уже четырьмя грузами. Измерьте левое плечо.

- Какие выводы можно сделать:

• Где сила больше, там плечо меньше.

• Во сколько раз сила увеличилась, во столько раз плечо уменьшилось,

- Давайте сформулируем правило равновесия рычага:

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

- А сейчас попробуйте записать это правило математически, т. е. формулу:

F₁l₁ = F₂l₂ => F₁/ F₂ = l₂ /l₁

Правило равновесия рычага было установлено Архимедом.
Из этого правила следует, что меньшей силой можно уравновесить при помощи рычага большую силу.

Релаксация: Закройте глаза и прикройте их ладонями. Представьте лист белой бумаги и попытайтесь мысленно написать на нем свое имя, фамилию. В конце записи поставьте точку. Теперь забудьте о буквах и вспоминайте только точку. Она должна казаться вам двигающейся из стороны в сторону медленными и легкими покачиваниями. Вы расслабились… уберите ладони, откройте глаза, мы с вами возвращаемся в реальный мир полные сил и энергии.

V. Этап закрепления новых знаний

ЗАДАНИЯ:

1. Продолжите фразу …

• Рычаг - это… твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры

• Рычаг находится в равновесии, если… силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

• Плечо силы - это… кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы (т.е. перпендикуляр, опущенный из точки опоры на линию действия силы).

• Сила измеряется в …

• Плечо силы измеряется в …

• К простым механизмам относятся… рычаг и его разновидности: - клин, винт; наклонная плоскость и ее разновидности: клин, винт.

• Простые механизмы нужны для…того, чтобы получить выигрыш в силе

2. Заполнить таблицу (самостоятельно):

Найдите в устройствах простые механизмы

ВЗАИМОКОНТРОЛЬ

Перенесите оценку после взаимоконтроля в карту самооценки.

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 1 см руке Архимеда пришлось бы проделать путь в 10¹⁸ км. Оказывается, чтобы сдвинуть Землю на миллиметр длинное плечо рычага должно быть больше короткого в 100 000 000 000 трл. раз! Конец этого плеча проделал бы путь в 1 000 000 трл. километров (примерно). А на такую дорогу человеку понадобилось бы много миллионов лет!.. Но это тема другого урока.

VI. Этап информации учащимся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

1. Подведение итогов: что нового узнали на уроке, как работал класс, кто из учащихся работал особенно старательно (оценки).

2. Домашнее задание

Всем: § 55-56
Желающим: составить кроссворд по теме «Простые механизмы у меня дома»
Индивидуально: подготовить сообщения или презентацию «Рычаги в живой природе», «Сила наших рук».

3. Рефлексия

- Занятие закончено! До свидания, всего Вам доброго!