Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага
Предметы: физика, история.
Базовый учебник: Физика 7 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ А.В. Перышкин. – 2-е изд., стереотип.– М.: Дрофа, 2016 -221 с.: ил.
Тип урока: урок открытия новых знаний.
Технологии: здоровьесбережение,информационно-коммуникационные, педагогики сотрудничества, развития исследовательских навыков, групповые, проектные.
Решаемые проблемы: Какие простые механизмы существуют и как давно их используют? Для чего они служат?
Цель урока. Ввести понятие «простые механизмы», выяснить условие равновесия рычага.
Содержание нового материала. Простые механизмы. Рычаг. Основные понятия рычага: точка опоры, точка приложения сил, плечо силы. Условие равновесия рычага.
Закрепление материала. Что такое рычаг? При каком условии рычаг находится в равновесии? Приведите примеры использования рычага в быту?
Домашнее задание: п.57, 58
Планируемые результаты обучения:
Предметные:
- научиться применять условия равновесия рычага в практических целях – подъем и перемещение груза; определять плечо груза, решать графические задачи;
- объяснять смысл используемых в документе терминов и понятий, излагать выводы, составлять схемы.
Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о простых механизмах, составить цели и задачи, оценивать свою деятельность при проведении опыта, уметь предвидеть результаты своих действий, овладеть регулятивными универсальными учебными действиями при решении количественных и качественных задач, выполнении упражнения, умение воспринимать, перерабатывать и представлять информацию, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы, развивать монологическую и диалогическую речь.
Личностные: сформировать познавательный интерес; развивать творческие способности и практические умения, самостоятельность в приобретении знаний о простых механизмах, условии равновесия рычага, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; уметь использовать экспериментальный метод исследования при изучении условий равновесия рычага, принимать решения и обосновывать их, самостоятельно оценивать результаты своих действий; развивать инициативу.
Общие предметные: использовать эмпирический метод познания при изучении опыта «Равновесие рычага», проводить наблюдение, планировать и выполнять опыт, обнаруживать зависимость между силой и плечом, объяснять полученные результаты и делать выводы, представлять графическое изображение рычага; применять знания о равновесии рычага при решении задач и на практике, применять полученные знания для объяснения принципа действия клина, ворота, решать практические задачи в повседневной жизни; уметь докладывать о результатах исследования условий равновесия рычага, кратко и четко отвечать на вопросы по закреплению материала.
Частично предметные: измерять плечо силы, силу, действующую на рычаг, понимать принцип действия рычага, ворота, блока, владеть расчетным способом при нахождении плеча силы и силы, действующей на плечо.
Класс рассаживается по группам (4 группы по 5-6 человек)
1 этап – Организационный
Приветствие учащихся.
2 этап – Мотивационный. Постановка целей и задач урока
Учитель истории: С развитием цивилизаций человечество нуждалось в приспособлениях, которые увеличивали бы человеческую силу. (Приложение 1)
Учитель истории:При помощи каких приспособлений возводились Древние сооружения, поднимались и перемещались тяжести, обрабатывались поля? Давайте рассмотрим некоторые из них.
|
|
|
Шадуф |
Ножницы |
Тиски, молоток |
|
|
|
|
|
|
Весы |
Ворот |
Наклонная плоскость |
Учитель физики: представленные на картинках приспособления как можно назвать?
Ответ: механизмы, устройства.
Учитель физики: Сложны ли они по своей конструкции?
Ответ: нет.
Учитель физики: Как можно назвать такие механизмы?
Выслушиваем ответы учащихся и приходим к выводу, что назвать их можно простыми механизмами.
Учитель физики: Какова же тема сегодняшнего урока?
Ответ: Простые механизмы.
Учитель истории: Где сейчас мы используем эти приспособления?
- Какие простые механизмы мы используем при изготовлении аппликаций?
- Чтобы расколоть орех?
- Перекусить провод?
Ответы учащихся (ножницы, плоскогубцы, кусачки).
3 этап – Применение знаний и учений в новой ситуации
Учитель физики: Вашему вниманию представлены картинки – сюжеты.
Относятся ли они к нашей теме? Можно ли их разбить на группы?
(Учащиеся группируют их приклеивая картинки на листы в две группы А4) (Приложение 2)
Учитель истории: Много веков назад люди убедились, в том, что гораздо легче перемещать тяжелые грузы, перекатывать их на катках. Позднее они изобрели колесо. Палка – первое орудие человека, – это рычаг. С помощью рычага 300 лет назад в Древнем Египте передвигали и поднимали на большую высоту каменные плиты при строительстве пирамид.
Люди поняли, что гораздо легче колоть бревна и камни, если пользоваться треугольным куском дерева и бить по другому его концу. Такое приспособление стали называть клином. Каменный топор – сочетание рычага и клина.
Прочтите тексты и ответьте на вопрос. Какие приспособление использовали в древности при строительстве, обороне, и в сложных ситуациях? Почему с древности люди применяли простые механизмы? (Свои ответы впишите в схему). У вас 5 минут приступайте. (Приложение 3)
Группа 1
Возведение пирамиды. "Вот как построена эта пирамида: она представляет собой систему последовательных ступеней, которые иногда называют "уступами", а иногда "ярусами" или "площадками". При этом, когда первая из этих площадок была завершена, рабочие использовали деревянные бревна в качестве рычагов для подъема остальных камней; таким образом, они поднимали блоки из земли на первый ярус. Когда камень был поднят, его устанавливали на второй рычаг, стоявший на первом ярусе, и поднимали с этого уровня на следующий. Могло быть так, что на каждом ярусе устанавливали новые рычаги, или, возможно, использовалось только одно такое устройство, достаточно портативное, которое, в свою очередь, переносили с уровня на уровень. Определить это не представляется возможным, поскольку были упомянуты обе эти возможности. Однако, наверняка самой первой закончили строить верхнюю часть пирамиды, затем следующую под ней, и последним завершили строительство основания и нижней части." Геродот, "История. Книга вторая" (глава 124) |
Ответ: рычаг.
Группа 2Архимед наверно самый известный изобретатель и один из величайших ученых Древней Греции. Его математические работы намного опередили своё время. Он является одним из создателей механики как науки, ему принадлежат различные технические изобретения.
Одним из них является винтообразный вал (шнек), который находится внутри мясорубки. Когда его вращают, он захватывает куски мяса и продвигает их под ножи. Такой вал называют по имени изобретателя, винтом Архимеда. Только Архимед придумал его вовсе не для мясорубки, а для водоподъемного устройства, чтобы орошать поля. Архимедов (бесконечный) винт с успехом употреблялся для подъема воды в течение двух тысяч лет. Еще в 20-х годах нашего века в Крыму можно было увидеть «архимедов червяк», который применялся для откачивания густого соляного раствора. Архимедов винт послужил прототипом авиационных пропеллеров и судовых винтов а также обычных винта и гайки. В настоящее время Архимедов винт применяется в различных машинах и механизмах, для перемещения деталей на заводах, подъема сыпучих грузов и даже в качестве движителя вездехода. |
Ответ: бесконечный винт.
Группа 3В 212 году Сиракузы осадили римляне. Но захватить город они долго не могли. Легенды рассказывают, что долгая оборона стала возможной благодаря одному жителю города – Архимеду. А ведь в это время ему было уже 75 лет! Архимед соорудил машины приспособленные к метанию снарядов на любое расстояние. Так, если неприятель подплывал издали, Архимед поражал его из дальнобойных камнеметальных орудий и повергал в трудное беспомощное положение. Если же снаряды начинали летать поверх неприятеля, Архимед употреблял в дело меньшие машины, каждый раз сообразуясь с расстоянием, и наводил на римлян такой ужас, что они никак не решались идти на приступ или приблизиться к городу на судах.
Архимед изобрел и применил механизмы, которые переворачивали вражеские корабли.
Мощные краны захватывали железными крюками корабли, приподнимали их кверху, а затем бросали вниз, так что корабли переворачивались и тонули. Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к осаде. Знаменитый историк древности Полибий писал: «Такова чудесная сила одного человека, одного дарования, умело направленного на какое-либо дело… римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузян одного старца». Но даже во время осады Архимед не давал покоя римлянам. Только вследствие измены Сиракузы были взяты римлянами осенью 212 до н. э.. При этом Архимед был убит. |
Ответ: рычаг и блоки.
Группа 4До нашего времени дошли лишь некоторые трактаты Архимеда. Большинство из них погибло в двух пожарах Александрийской библиотеки — сохранились лишь некоторые переводы на арабский и латынь. К примеру, в работе «О равновесии плоскостей» автор исследовал центры тяжести различных фигур. Существует легенда, согласно которой Герон попросил Архимеда наглядно проиллюстрировать «эффект» рычага, известный по его знаменитой фразе «Дайте мне точку опоры и я переверну весь мир!» (Плутарх цитирует ее иначе: «Если бы имелась иная Земля, я бы стал на нее и сдвинул эту»).
Изобретатель приказал вытащить на берег большое судно и наполнить его грузом, после чего встал около полиспаста (блока) и стал без каких-либо видимых усилий тянуть на себя канат, привязанный к кораблю. Последний, на удивление присутствующих, «поплыл» по суше, как по воде. |
Ответ: блок.
Учитель истории: Правильно. С помощью рычага 300 лет назад в Древнем Египте передвигали и поднимали на большую высоту каменные плиты при строительстве пирамид.
– Почему с древности люди применяли простые механизмы?
Учитель предлагает учащимся записать свои ответы на листах бумаги.
Учитель физики: Что же такое простые механизмы?
Простые механизмы — устройства, служащие для преобразования силы.
Учитель физики. А что же такое рычаг?
Ответы учеников.
Рычагом называют твердое тело, которое может вращаться вокруг некоторой оси.
Различают два вида рычагов. У рычага первого рода неподвижная точка опоры располагается между линиями действия приложенных сил (рис.1), а у рычага второго рода она располагается по одну сторону от них (рис.2)
Учитель физики: Прочитайте текст параграфа 58 « Рычаг. Равновесие сил на рычаге.» (стр. 172-173), письменно ответьте на вопросы:
- Плечо силы – это…
- Как определить плечо силы?
- Определите плечи сил в следующих случаях:
Учитель физики: А действительно ли рычаги дают выигрыш в силе? Учитель предлагает учащимся приступить к экспериментальному исследованию.
Экспериментальное задание (Приложение 4):
- Повесить рычаг на оси, закреплённой в муфте штатива. Вращая гайки на концах рычага, установить его в горизонтальном положении.
- Подвесить в некоторой точке рычага два груза.
- Прикрепить к другому плечу рычага L2 динамометр и определить силу F2, которую необходимо приложить к рычагу для того, чтобы он находился в равновесии, при условии, что приложенная сила должна быть значительно меньше веса груза.
- Определите вес груза с помощью динамометра и измерьте с помощью линейки длины плеч рычага.
- Заполнить таблицу.
L1
L2
P
F2
P/F2
L2/L1
- Сделайте вывод:
1. Даёт ли рычаг выигрыш в силе?
2. Когда рычаг находится в равновесии?
Вывод: Рычаг, дают выигрыш в силе. Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Закрепление: работа в рабочей тетради (автор Т.А. Хананова) задание 58.3, 58.4
4 этап – Рефлексия
Работая в группе нарисуйте визуальную матрицу "Домик", демонстрирующую Ваше восприятие темы «Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге».
«Крыша» – название темы (какой аспект Вас заинтересовал более всего – простые механизмы, рычаг, равновесие сил на рычаге, применение простых механизмов и т.п.)
«Первый этаж» – создаем образы/рисуем механизмы (встречающиеся в природе, быту, их характеристики).
«Второй этаж» – показываем/рисуем возможные сферы применения этих механизмов, размещаем (создаем образы/рисуем) факты, связанные с рассматриваемой темой.
«Третий этаж» – по каким законам/ правилам работают (условия равновесия рычага).
Примечание: в визуальной матрице рисуем, пишем, показываем связи, зависимости.
Можно создать матрицу с помощью онлайн сервисов для создания коллажей.
5 этап – Домашнее задание
§ 57, 58, рабочая тетрадь (авт. Т.А. Хананова) задания 57.2, 58.1, 58.2.
Для желающих подготовить проект «Рычаги и организм человека».
Д/З от учителя истории: «История одного простого механизма».
Оставьте свой комментарий к работе, нажав на кнопку «Написать». Расскажите, что именно вас не устраивает в работе, а если вы считаете, что работа содержит ошибки и неточности – нажмите на соответствующую галочку в форме отклика.
Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственность за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.