Открытый урок по физике "Простые механизмы.Рычаг"

Тема: Простые механизмы. Рычаг

Цели:

Образовательные: вызвать объективную необходимость изучения нового материала; способствовать овладению знаниями по теме «Простые механизмы. Рычаг». Продолжить закрепление навыков решения задач.

Развивающие: дать возможность детям быть активными участниками целеполагания;

развивать речь учащихся через организационно-диалогическое общение на уроке;

включать детей в разрешение учебных проблемных ситуаций для развития их логического мышления; поддерживать внимание учащихся через силу учебной деятельности и рефлексию отдельных этапов урока; содействовать овладению методами научного исследования: анализа и синтеза.

Воспитательные: формировать исторический взгляд на развитие техники, познавательный интерес; положительной мотивации к учению; дисциплинированности эстетического восприятия мира; воспитывать коммуникативные умения, гуманность, дисциплинированность.

Тип урока: урок изучения нового материала  (комбинированный)

План занятия:

1. Организационный момент.

2. Этап постановки целей и задач.

3. Этап получения новых знаний.

4. Этап практической работы учащихся.

5. Применение знаний при решении задач.

6. Этап обобщения и закрепления нового материала.

7. Рефлексия.

8. Заключительный этап. Домашнее задание.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Настрой на работу

Учитель: Здравствуйте. Садитесь. Прежде чем мы приступим к изучению новой темы. Я хочу, чтобы все настроились на урок. Расслабьтесь, прислушайтесь к своим ощущениям и скажите себе: «Я нахожусь на уроке и хочу узнать что-то мне неизвестное»

-Готовы? А сейчас давайте приступим к работе.

Проверка готовности класса к уроку.

 -На предыдущем уроке мы изучили тему «Механическая работа и мощность».

1. Что такое сила? (Сила – мера взаимодействия тел, причина изменения скорости тела или его деформации)

2. Назовите какие вы знаете силы? (Сила всемирного тяготения, тяжести, упругости, трения, сила Архимеда, вес тела)

3. Как называется прибор для измерения силы? (Динамометр)

4. Что в физике называют работой? (Работой силы называется величина равная произведению модуля силы на путь, пройденный телом)

5. Какова формула нахождения механической работы? (A=F ∙ S)

6. В каких единицах измеряется работа? (Джоуль)

7. Что такое мощность? (Мощностью называется физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, в течение которого она совершена)

8. Какова формула нахождения мощности? (N = )

9. В каких единицах измеряется мощность? (Ватт)

-А как можно облегчить работу?   (С помощью каких-либо механизмов)

-А сейчас посмотрите внимательно на экран и отгадайте загадки:

1.Два кольца, два конца, а посредине гвоздик.

2.Две сестры качались – правды добивались, а когда добились, то остановились.

3.Кланяется, кланяется – придет домой – растянется.

4.Зубасты, а не кусаются

5.Два братца пошли в воду купаться, два купаются, а один на берегу валяется.

6. Длинной шеей поверчу,

Груз тяжёлый подхвачу,

Где прикажут, положу,

Человеку я служу. (Кран)

7. Ей набили мясом рот, 
И она его жуёт, 
Жуёт, жуёт и не глотает – 
В тарелку отправляет. (Мясорубка)

8. Ведёрко звонко, спускаясь, скачет,
А поднимаясь - скрипит и плачет.
В глубокой шахте вода хранится,
Чтоб летом знойным ты мог напиться. (Колодец)

9. Сам худ, а голова с пуд. (Молоток)

• Ножницы

• Топор

• Весы

• Грабли

• Коромысло

• Кран

• Мясорубка

• Колодец

• Молоток

-Посмотрите ещё раз внимательно на отгадки  и назовите их, одним словом.( приспособления, помогающие человеку, машины, инструменты)

«Орудие, машина» в переводе с греческого означает «Механизмы»

-Вот сегодня на уроке мы и узнаем с помощью, каких механизмов можно облегчить свой труд.

II.Этап постановки целей и задач

Кто назовёт тему сегодняшнего урока? ( Простые механизмы)

-Откройте тетради, запишите число и тему сегодняшнего урока: «Простые механизмы. Рычаг».

-А теперь сформулируйте цели и задачи нашего урока. (Освоить сущность применения простых механизмов, научиться применять знания на практике)

III. Получение новых знаний.

-Простые механизмы начали применяться людьми в глубокой древности.

Одним из основоположников использования  простых механизмов для облегчения работы является Древнегреческий ученый Архимед.

- Давайте заглянем сквозь 1000 лет, в тот город у моря, где жил Архимед (музыкальное сопровождение – шум моря), на остров Сицилия в город Сиракузы. Посмотрите на карту и представьте себя на берегу моря.

2. Сценка об Архимеде и Героне (Слайд)

-«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? Мы постараемся ответить на этот вопрос в конце урока.

Слайды

С помощью рычагов удавалось поднимать тяжелые каменные плиты при постройке пирамид в Древнем Египте. Ведь для возведения пирамиды Хеопса, имеющей высоту 147 метров, было использовано более двух миллионов каменных глыб, самая меньшая из которых имела массу 2,5 т.

Простые механизмы - это труженики со стажем работы более чем 30 веков, но они ничуть не состарились. На Руси для постройки домов и возведения храмов так же использовали простые механизмы, такие как, рычаг, наклонная плоскость.

Например, как возводилась СОЛОВЕЦКАЯ КРЕПОСТЬ

-Одним из видов простых механизмов является клин. Где он встречается и как его применяют?

«Колющие орудия» многих животных - когти, рога, зубы по форме напоминают клин. У некоторых растений – колючки, шипы.

Деревообрабатывающие инструменты представляли клин – это струг, тесла, скобели, топоры, пилы, сверла, долота.

Землю обрабатывали сохой, бороной, лопата, мотыга. Убирали урожай с помощью граблей, кос, серпов.

-Где мы встречаем рычаги в природе?

-в растениях рычажные элементы встречаются реже, что объясняется малой подвижностью растительного организма. Типичный рычаг – ствол дерева и корни. Глубоко уходящий в землю корень сосны или дуба оказывают огромное сопротивление, поэтому сосны и дубы почти никогда не выворачиваются с корнем. Наоборот, ели, имеющие часто поверхностную корневую систему, опрокидываются очень легко. (Используются таблицы)

- в скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами, например, у человека – кости конечностей, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев.  (Показывает на скелете)

ЗАКРЕПЛЕНИЕ

-Как же простые механизмы мы можем применить в жизни?

- Помогите мальчику Пете в следующих ситуациях:

- Петя собирал грибы и вдруг увидел лисенка, нога которого застряла под упавшим деревом? Как помочь лисенку?        (Надо найти большую палку, подсунуть под дерево и приподнять дерево).

- Набрав в лесу большую корзину грибов, Петя выбился из сил.  Надо идти домой, но не бросать же корзину с грибами? Как облегчить груз Пете?  ( Положить палку на плечо,

корзину одеть на нее сзади, а спереди придерживать рукой).

-Придя домой, отдохнув, набравшись жизненного опыта, Петя решил удивить своих друзей и удержал гирю массой 16 кг на весу одним пальцем!

-Как он это сделал?

-Сможем ли мы повторить опыт Пети?

 -Кто может показать, как он это сделал?

(Он надел гирю на палку, один конец которой закрепил о твердую опору, а за другой конец взялся одним пальце).

-Друзья спросили у Пети, а может ли он удержать гирю массой 30 кг? Петя задумался, какой же длины ему нужна палка? Можно ли помочь Пете?  (Дети затрудняются ответить на этот вопрос).

-Значит, надо знать что-то, чего мы еще не знаем?

-Посмотрите на экран, вашему вниманию представлены простые механизмы, их можно назвать рычагами. Что общего у них у всех, попробуйте найти общий признак?

После разных ответов, предлагаю сравнить свой вывод с определением, данным в учебнике, и записать определение в тетрадь.

Дадим определение рычага.

- Рычаг - представляет собой твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры.

Запишите в тетради.

-У рычага есть точка опоры, силы, действующие на рычаг и плечи этих сил.

Показываются силы, дается определения плечам силы:

        L₂                О   L₁

Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы.

-Сила человека ограничена, поэтому он часто применяет приспособления (механизмы), которые преобразовывают его силу в силу существенно большую, т.е. получают выигрыш в силе.

- Для расчета выигрыша в силе, получаемого с помощью рычага, следует знать правило, открытое Архимедом еще в III в.  до н. э.

IV. Практическая часть.

Задание 1

Попробуем выдвинуть гипотезу, что отношение сил равно обратному отношению их плеч. Проверим наше предположение на опыте.

-Для установления этой гипотезы проделаем следующий опыт:

К установленному на штативе рычагу по обе стороны повесим грузы. Учитель вешает груз, весом 4 Н., спрашивает, а можно ли уравновесить рычаг меньшей силой, например в 2 Н? Куда я должна повесить грузы, дальше или ближе от точки опоры?

Рычаг уравновешен.

- Итак, для того, чтобы уравновесить меньшей силой большую силу, необходимо чтобы ее плечо превышало плечо большей силы.

-Во сколько раз отличаются силы и плечи в нашем опыте?

F₁\ F₂ =4\2=2, L₂\L₁=2; F₁/F₂ = L₂/L₁

На основе такого опыта мы установили правило рычага:

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

См. рис. П.58 учебника

F₁/F₂ = L₂/L₁-правило равновесия рычага.

-Подтверждается ли гипотеза?

-Запишите свои выводы в тетради

1. Применение правила рычага при решении задач.

Приступим к решению Петиной задачи. Сформулируем ее и запишем дано в тетради. Учитель решает задачу на доске с помощью учащихся.

Дано:                                    Решение:

m=30кг                        F₁/F₂ = L₂/L₁-по правилу равновесия рычага.

F₂=15H                         L₂ = F₁∙ L₁: F₂ =mg ∙ L₁: F₂

L₁=10см=0,1м              L₂= 30кг ∙ 10Н/кг ∙ 0,1м: 15Н = 2м

L₂=?

Ответ: L₂=2м.

VI. Задания для самоконтроля (с последующей взаимопроверкой).

(Слайд )

1. Как называются приспособления, служащие для преобразования силы? (Механизмы)

2. Какие простые механизмы используются в повседневной жизни?

3. Какие простые механизмы применяли в Египте для строительства пирамид? (Рычаг)

4. Как называется твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной оси? (Рычаг)

5. Как называется кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила? (Плечо силы)

6. Запишите в виде формулы условие равновесия рычага.

7. Кем было установлено это правило? (Архимедом)

8. Для какие целей применяется неподвижный  блок? (Позволяет менять направление действия силы)

9. Для каких целей применяется подвижный блок? (Для получения выигрыша в силе в 2 раза)

10. Почему ручку располагают у края двери? (Чтобы увеличить плечо силы и этим облегчить открывание двери)

VII. Подведение итогов урока. Рефлексия.

• Чем мы занимались сегодня на уроке? (Исследовали простые механизмы)

• Что нового узнали?

• Что вам было интересно на уроке?

• Где вам могут пригодиться полученные знания?

Самооценивание

1. Домашнее задание.

Запишем домашнюю работу:

 1 уровень: п.52, 53 упр34 №1,2

2 уровень: + творческое задание.

Творческое задание:

1. Подумайте и ответьте на вопрос: "Мог ли Архимед поднять Землю? Почему?"

2. Найти пословицы о простых механизмах.

4. Сообщение о применении рычагов в технике

Решать задачи можно вечно,

Вселенная ведь бесконечна.

Спасибо всем вам за урок,

А главное, чтоб он был впрок

Загадка напоследок: одной ручкой встречает, а другой провожает.