Поурочные разработки по Физике 7 класс к учебникам Перышкина А. В. и Громова С. В. Простые механизмы, их применение - Работа и мощность. Энергия

Поурочные разработки по Физике 7 класс к учебникам Перышкина А. В. и Громова С. В.

Простые механизмы, их применение - Работа и мощность. Энергия

Цели урока: познакомиться с различными простыми механизмами, выяснить их общность.

Оборудование: модель ворота; наклонная плоскость; деревянный брусок; динамометр.

Демонстрации: работа ворота и наклонной плоскости; действие клина.

Ход урока

I. Повторение изученного. Проверка домашнего задания.

При повторении материала, контроль знаний можно провести либо, выслушав ответы на вопросы к параграфу, либо проверив группу учеников в работе по карточкам. Задания в карточках должны быть несложными, задачи должны сочетаться с качественными вопросами, например:

— Какую силу нужно приложить к концу веревки, чтобы при помощи подвижного блока можно было равномерно поднимать груз массой 8 кг? (Ответ: 40 м)

— Для чего применяют неподвижный блок? (Ответ: неподвижный блок служит для изменения направления действия силы)

— Сколько подвижных блоков необходимо взять, чтобы получить выигрыш в силе в 8 раз? (Ответ: 4 неподвижных блока)

Вариант 1

1. Подвижным блоком называют...

А. Колесо с желобом.

Б. Блок, ось которого не перемещается при подъеме грузов.

В. Любое колесо.

Г. Блок, ось которого перемещается при подъеме груза.

2. С помощью неподвижного блока в силе...

А. Проигрывают в 2 раза.

Б. Не выигрывают.

В. Выигрывают в 2 раза.

Г. проигрывают в 3 раза.

Д. Выигрывают в 3 раза.

3. Какую силу F нужно приложить, чтобы поднять груз весом Р = 100 Н?

А. 400 H. Б. 300 Н. В. 200 H. Г. 100 Н. Д. 50 H.

4. Назовите блоки, которые изображены на рисунке.

А. 1 - подвижный, 2 и 3 - неподвижные.

Б. 2 — подвижный, 1 и 3 - неподвижные.

В. 3. - подвижный, 1 и 2 неподвижные.

Г. 1, 2, 3 - подвижные.

Д. 1, 2, 3 — неподвижные.

5. Какой выигрыш в силе дает эта система блоков.

А. 8 раз.

Б. 6 раз.

В. 4 раза.

Г. 2 раза.

Д. 0.

Ответы: 1. Г 2. Б 3. Д 4. Б 5. Г

Вариант 2

1. Колесо с желобом, укрепленное в обойме, называется...

А. Блоком.

Б. Клином.

В. Рычагом.

2. С помощью подвижного блока в силе...

А. Проигрывают в 2 раза.

Б. Не выигрывают.

В. Выигрывают в 2 раза.

Г. проигрывают в 3 раза.

Д. Выигрывают в 3 раза.

3. Какую силу F нужно приложить, чтобы поднять груз весом Р = 200 H?

А. 0 Н. Б. 400 Н. В. 200 Н. Г. 100 Н. Д. 50 Н.

4. Назовите блоки, которые изображены на рисунке.

А. 1 - подвижный, 2 и 3 - неподвижные.

Б. 2 - подвижный, 1 и 3 — неподвижные.

В. 3. — подвижный, 1 и 2 неподвижные.

Г. 1, 2, 3 — подвижные.

Д. 1, 2, 3 — неподвижные.

5. Какой выигрыш в силе дает эта система блоков.

А. 8 раз.

Б. 6 раз.

В. 4 раза.

Г. 2 раза.

Д. 0.

Ответы: 1. A 2. В 3. Г 4. Б 5. В

II. Изучение нового материала

С древних времен для облегчения своего труда человек использовал различные приспособления и механизмы (от греческого «механэ» — машина, орудие). Примерами механизмов, изобретенных еще в глубокой древности, служат лебедки, кабестаны, блоки, вороты, полиспасты, клинья.

Все эти приспособления для преобразования движения и силы называют механизмами. Обычно их применяют для того, чтобы получить выигрыш в силе, например, клин, вбиваемый в полено, распирает его с большей силой, чем молотобоец бьет по клину. Кроме того, обратите внимание, что молот бьет по клину сверху вниз, а половинки полена раздвигаются влево и вправо, т.е. происходит преобразование направления движения.

Одной из разновидностей рычага является ворот.

III. Демонстрация работы ворота

1. Ворот представляет собой цилиндр (барабан), к которому прикреплена рукоятка.

Выигрыш в силе, который дает ворот, определяется отношением радиуса окружности, по которой движется рукоятка r₁ к радиусу цилиндра, на который наматывается веревка г₂.

Если к рукоятке приложена сила F₁, то сила напряжения веревки равна:

Современным типом ворота является лебедка. Лебедка представляет собой сочетание цилиндра и двух зубчатых колес разного радиуса (см. рис. 61 учебника). Общий выигрыш в силе, который дает лебедка, определяется из совокупного действия 2-х воротов:

Первый — «рукоятка + малое зубчатое колесо» дает выигрыш равный отношению   где r₁ — радиус окружности, по которой движется рукоятка; r₂ — радиус малого зубчатого колеса.

Второй — большое зубчатое колесо и цилиндр, на который наматывается веревка. Он дает выигрыш в силе равный 

Следовательно, общий выигрыш в силе:

Современные лебедки дают выигрыш в силе в 40-100 раз.

IV. Демонстрация опыта с наклонной плоскостью

Часто для подъема тяжелых тел используют наклонную плоскость. Выигрыш в силе определяется отношением длины наклонной плоскости к ее высоте. Конечно, это грубая оценка при условии, что трение очень мало.

Часто для того, чтобы создать большие силы (колка дров, работа ледокола) применяют клин, как разновидность наклонной плоскости. Работа клина основана на том, что при больших силах в направлении обуха, создаются много большие силы, которые перпендикулярны боковым поверхностям клина.

Подбирая определенные геометрические соотношения клина, можно добиться условия, что F₂  F₁.

III. Решение задач

В заключение урока можно рассмотреть решение задач из базового задачника 777, 779.

Домашнее задание

§ 58; вопросы к параграфу; задачи №№ 783-784; один доброволец готовит сообщение на тему «Простые механизмы в быту и технике» (на 5—10 минут).

Экспериментальное задание. Измерьте с помощью миллиметровой линейки плечи рычагов ножниц, ключа дверного замка. Определите выигрыш в силе данных простых механизмов