Конспект урока по физике "Рычаг. Простые механизмы"
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Муниципальное общеобразовательное учреждение Краснянская средняя общеобразовательная школа

Новохопёрского района Воронежской области

                VII класс

                                    Подготовила:  учитель  физики

                                    I квалификационной категории

                                        Коломыцева Ольга Леонидовна

Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель: Здравствуйте, юные друзья! Здравствуйте, уважаемые гости!

Однажды по берегу моря вдвоем

Гулял Архимед с сиракузским царем.

А рядом триеру тащили на мель

 Историческая справка о триере (Слайд №1)

И тут Архимед Гиерона спросил:

– Ты помнишь мой винт для подъема воды?

В Египте рабам я облегчил труды.

А знаешь, как людям помог бы рычаг

В труде непосильном. К примеру,

Один бы сумел на песчаный причал вытащить я… вот эту триеру.

Стоит Гиерон, потирает висок:

– Ты втащишь триеру? Один? На песок?!

– Триеру на берег втащу я один.

Вот ты через месяц сюда приходи…

И я удивлю Сиракузы.

В назначенный срок собирается люд

Гиерон. Я вижу веревки и много колес, и я поражаюсь размеру,

Но даже Геракл, ухватившись за трос, не втащит на берег триеру…

И тут Архимед повернул колесо –

Триера послушно ползет на песок.

Гиерон. Не верю глазам! Столько силы в плечах?!

Архимед. Нет, царь! Эту силу умножил рычаг! Взглянул Архимед: небо, горы и море кругом.

– Я землю бы мог повернуть рычагом,

Лишь дайте мне точку опоры.

Учитель:  Как вы думаете, какая тема сегодняшнего урока ?

Ученик: «Рычаг. Простые механизмы»

(Слайд №2)  Откройте все свои тетради и запишите дату и тему урока

Цели, которые сегодня стоят перед нами таковы: (Слайд №3)

Образовательные:

вызвать объективную необходимость изучения нового материала;

: способствовать овладению знаниями по теме "Рычаг. Простые механизмы".

Развивающие

формировать умение выдвигать гипотезу, проверять её,

устанавливать закономерности,  

развивать познавательную активность.

Воспитательные:

воспитывать трудолюбие, точность и четкость при ответе;

умение наблюдать окружающий мир, задумываться над его внутренней сутью, причинами изменений, анализировать условия

Эпиграфом я беру слова М. Ю. Лермонтова из произведения  «Герой нашего времени» самолюбие! Ты рычаг, которым Архимед хотел приподнять земной шар!

2.Изучение нового материала.

УЧИТЕЛЬ: Итак, мы начинаем.   Почти все ученики, сидящие в классе, сталкиваются в своей жизни с различными механизмами. Многие считают, что механизм – это что-то большое и грохочущее, однако некоторые механизмы совсем невелики и довольно просты. Независимо от размера, все они облегчают работу человека.

Учитель. Нередко можно наблюдать, как тяжёлый груз поднимают, или перемещает с места на место с помощью деревянного или металлического стержня. Если подсунуть под тяжёлый предмет конец лома, положенного на брусок, то легким нажатием на его свободный конец можно сдвинуть груз с места

Учитель. Так, что же такое простые  механизмы (Слайд №4) 

Простыми механизмами называют приспособления, которые  служат  для преобразования сил

Простые механизмы:

рычаг, блок, ворот, клин, винт, наклонная плоскость

На рисунке видно как человек  для поднятия камня использует в качестве рычага лом

<Смотри рисунок учебника >

Учитель: А что же такое рычаг?

Рычаг  представляет собой твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Различают два вида рычагов. У рычага 1 рода неподвижная точка опоры располагается между линиями действия сил, а у рычага 2 рода она располагается по одну сторону от них.

Работа с учебником

Рассмотрим рисунок, где человек поднимает тяжелый груз, вы ясним, где ось рычага в первом и вто ром случае. В первом случае человек с силой F нажимает на конец лома В и таким образом поворачивает лом вокруг оси, приходящей через един ственную неподвижную точку лома — точку его опоры О. Обратите внима ние, сила F, с которой человек дей ствует на рычаг (лом), меньше силы тяжести груза. Таким образом, чело век получает выигрыш в силе. Во вто ром случае человек приподнимает конец лома, действует силой в точке В. Рычаг (лом) поворачивается вокруг точки — опоры лома (точка О, которая касается земли).

И во втором случае человек прикладывает силу меньшую, чем вес груза, и получает выигрыш в силе.

Учитель: Изобразим рычаг на схеме. Итак, вместе со мной чертим в тетрадях .Точка   О – точка опоры рычага (ось вращения, которая расположена между точками приложения сил); точка А и точка В – точки приложения сил; F1 и F2 – силы, действующие на рычаг, направлены в одну сторону  Си: [F] = [Н] – Ньютон

Учитель: Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует сила, называется плечом  (Показывает плечи на лабораторном рычаге.).  (слайд 5)

Чтобы найти плечо силы, надо из точки опоры опустить пер пендикуляр на линию действия силы. Длина этого перпендикуляра и будет плечом данной силы, l1— плечо силы Fb, l2 — плечо силы F2. Измеряем силы, действующие на рычаг и плечи этих сил.

 Учитель: (Слайд №6) Посмотрите внимательно на схему и ответьте мне на вопрос: "Как найти плечо силы? Назовите плечи сил F1 и F2 ."

Ученик: Ответ: ОА – l1 – плечо силы F1

ОВ – l2 – плечо силы F2; силы, действующие на рычаг, могут повернуть его вокруг оси в двух направлениях: по ходу или против часовой стрелки. Так сила F2 вращает рычаг по ходу часовой стрелки, а сила F1 вращает его против хода часовой стрелке

Лабораторное исследование

Учитель: на демонстрационном столе находятся приборы (штатив, рычаг, грузики) установить рычаг в равновесии. Определите условия равновесия рычага, если по обе стороны действуют разные силы

Ученик: к рычагу по обе стороны от точки опоры подвешивают различные грузы так, чтобы рычаг каждый раз оставался в равновесии. Действующие на рычаг силы равны весам этих грузов. Из рисунка видно, что сила в 2Н уравновешивает силу в 1Н, при этом видно, что плечо меньшей силы в два раза больше плеча большей силы.

Учитель: Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. (Слайд №7) 

Это правило можно записать так:

F1/ F2 =  I2/ I1  используя ,свойство пропорции найдём

F1I1 = F2I2    произведение значения силы на её плечо называют моментом силы

Единица момента силы – ньютон – метр (H м)

Учитель: (Слайд № 8)  Правило равновесия рычага было  установлено Архимедом

Сообщение об Архимеде,   рассказ о рычаге

Учитель: Задача

При помощи лома рабочий поднимает ящик массой 120 кг. Ка кую силу он прикладывает к большому плечу рычага, если длина этого плеча 1,2 м, а меньшего плеча 0,3 м, какой будет выигрыш в силе?

Учитель физики. Значит, рабочий преодолевал силу 1200 Н, прикладывая к лому (рычагу) силу 300 Н, чему же будет равен вы игрыш в силе?

Ученики. Выигрыш в силе в 4 раза:

Учитель. Ребята, но простые механизмы, в частно сти рычаги, встречаются и в живой природе.

В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами. У человека — это кости ко нечностей, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев.

Рассмотрим условия равновесия рычага на примере черепа, Здесь ось вращения ры чага О проходит через сочленение черепа с первым позвонком. Спереди от точки опо ры на коротком плече действует сила тя жести головы R, позади — сила F тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной ко сти.

Другим примером работы рычага явля ется действие стопы при подъеме на полу пальцы.

Опорой рычага служат головки плюсне вых костей. Преодолеваемая сила R (вес всего тела) приложена к таранной кости.

Действующая мышечная сила F, осуще ствляющая подъем те, передается через ахиллово сухожилие и приложена к высту пу пяточной кости.

Учитель физики. Ребята, давайте-ка оценим мышечную силу (мускулатуру) при ходьбе. Допустим, масса мальчика 50 кг. Длина его стопы 26 см, расстояние от фалан ги пальцев до центра таранной кости 21 см.

Учитель физики. Интересные рычажные механизмы можно найти в некоторых цветках. Рассмотрим строение лугового шалфея.

Опыление шалфея насекомым  Тычинка цветка — рычаг

Вытянутая тычинка служит длинным плечом рычага А. На ее конце расположена пыльца. Короткое плечо £ рычага как бы стережет вход в цветок. Когда насекомое (шмель, пчела) заползает в цветок, оно нажимает на короткое плечо рычага. -Длинное плечо*при этом ударяет пыльником по спинке насекомого и оставляет на ней пыльцу. Перелетая на другой цветок, насекомое этой пыльцой опыляет его.

Учитель физики. Ребята, сегодня на уроке мы изучали про стые механизмы и выяснили, для чего их используют. Оглянитесь вокруг, и вы обнаружите простые механизмы. Задумайтесь об уст ройстве своего организма. Вы непременно обнаружите в нем «про стые механизмы», и не только рычаги.

4.Закрепление

Итак, внимание на экран (решите задачу самостоятельно) (Слайд № 9) 

На меньшее плечо рычага действует сила 300 Н, на большее – 20 Н. Длина меньшего плеча 5 см. Определите длину большего плеча. Сделайте рисунок.            

Учитель: проверим правильное решение (Слайд № 10)

Учитель: (Слайд №11) внимание на экран внимательно посмотрите рисунки и в тетрадях напишите условие равновесия рычага

Учитель:   внимание на экран  проверим правильность решения анимация

Учитель: (Слайд №12)  где нужно поместить опору, чтобы рычаг был в равновесии

Учитель: ответ на слайде по щелчку мыши

Итак, при равновесии на рычаге двух сил большая из них всегда имеет меньшее плечо и наоборот.

5.Подведение итогов

Учитель:  А теперь давайте поиграем  внимание на экран  (Слайд №13) 

Продолжите  фразу

Рычаг – это…

Рычаг находится  в равновесии, если…

Плечо силы – это…

Сила измеряется в …

Плечо силы измеряется в …

К простым механизмам относятся…

Простые механизмы нужны для…

Учитель: Применение рычага  на производствах села Красное(Слайд №14)  

Учитель: А сейчас откройте свои дневники и поставьте оценки (фамилии), запишите домашнее задание

6.Домашнее задание: :  §55, 56

Урок я хочу закончить словами

Науку все глубже постигнуть стремись,

Познанием вечного жаждой томись.

Лишь первых познаний блеснет тебе свет,

Узнаешь: предела для знания нет.

Фирдоуси