Конспект урока «Простые механизмы. Рычаг»
план-конспект урока по физике (6 класс) по теме

Тема урока: « Простые механизмы. Рычаг»

                                  « Дайте мне точку опоры - и я подниму Землю!»

                                                                                                         Архимед

Д.з. § 55, 56, выучить конспект; Л. № 747, № 750, дополнительное задание по желанию.

Цели урока: сформировать у учеников неформальные знания о понятиях:

                  простые механизмы, рычаг и его разновидности;

                                       выяснить условия равновесия рычага;

                                       развивать навыки решения задач.

Оборудование: штатив, набор грузов, рычаги, блоки, динамометр.

План урока

1. Диктант  (по карточкам)           – 10 минут

2. Объяснение нового материала – 15 минут

3. Репродуктивное закрепление   -  15 минут

Ход урока.

1 этап

- Для введения новых физических понятий и законов нам необходимо повторить изученные ранее важные физические понятия: работа и мощность. Проверку домашнего задания проведём в виде диктанта (по карточкам). На работу отводится 10 минут. По окончании работы выполняем проверку, и каждый сам себе поставит отметку, затем работы сдаёте.

 (на столах разложены карточки с заданиями и чистые листы)

- После окончания работы на доске вывешивается таблица с правильными ответами.

- После самопроверки работы собирают.

2 этап

Объяснение нового материала

(по ходу объяснения материала ученики записывают в тетради опорный конспект)

- Физические возможности человека при выполнении работы (любого физического труда) ограничены. С древних времён для облегчения своего труда человек использует различные приспособления и механизмы (греч. «механэ» - машина, орудие), которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу.

-Может ли кто из вас назвать примеры механизмов, облегчающих труд человека?

…………………………………………………………

- .Мы изучим с вами только самые простые механизмы, изобретённые ещё в глубокой древности. Это: лебёдки, блоки, вороты, клинья, рычаги, наклонные плоскости, полиспасты (системы из нескольких блоков) и др.. Все эти приспособления  получили название простых механизмов.

 В тетради под запись:

1. Механизмы – это устройства, служащие для преобразования движения и силы (модуля и направления)

- Среди всех механизмов, используемых на практике, выделяют несколько простых механизмов: рычаг и его разновидности – блоки и ворот; наклонную плоскость и её разновидности – клин и винт.

2.

                 БЛОК                                                                          КЛИН (колун)

РЫЧАГ:                                НАКЛОННАЯ ПЛОСКОСТЬ:

                 ВОРОТ                                                                        ВИНТ

3. Рычаг – твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры.

- на практике роль рычага могут играть стержень, доска, лом и другие предметы. Это необязательно длинный и тонкий предмет. Например, колесо – это тоже рычаг, так как это твёрдое тело, вращающееся вокруг оси.

Д е м о н с т р а ц и я    рычага и блока.

Р а б о т а    с   у ч е б н и к о м.

Рассмотрите рис 149 и 150 на странице

- В чём различие в используемых рычагах?

                                                    рычаги первого рода: точка опоры  

                                                                расположена между линиями действия сил

4. ДВА ВИДА РЫЧАГОВ:

                                                    рычаги второго рода: точка опоры и линии                          

                                                                действия сил расположены по одну сторону.

По рис. 151 вы видите, что в Древнем Египте с помощью рычагов три тысячи лет назад передвигали большие каменные плиты при постройке знаменитых египетских пирамид. Вероятно, что еще и первобытный человек использовал рычаг-палку для своих нужд.

Теорию рычага и простейших механизмов разработал древнегреческий ученый Архимед. Способность рычага увеличивать силу человека так поразила Архимеда, что он, говорят, воскликнул: «Дайте мне точку опоры – и я подниму Землю».

 Кстати: если бы Архимеду была известна масса Земного шара Мз = 6 · 1024 кг (средний человек поднимает штангу в 60кг), он, пожалуй, воздержался бы своего скоропалительного восклицания. Если предположить, что великий Архимед получил бы заветную точку опоры и построил бы крепчайший рычаг, то, чтобы сдвинуть Землю на 1 мм, Архимеду пришлось бы проделать путь в 1017 км. Этот анекдотический пример показывает масштабы «проигрыша в пути» при работе рычага.

Определим, какой же выигрыш в силе может дать рычаг.

- д е м о н с т р а ц и я.

Пусть на рычаге сила справа в 2 раза больше, чем слева. Чтобы меньшей силой уравновесить большую силу, нужно увеличить расстояние от точки опоры до линии действия меньшей силы.

5. Линия действия силы – прямая, проведенная через вектор силы.

6. Плечо силы – кратчайшее расстояние от оси вращения рычага до линии действия силы.

7. На рис.155 стр.138 показана схема рычага.

На опыте убеждаемся, что если плечо l1 будет в 2 раза меньше, чем l2, то рычаг будет находиться в равновесии. На основании таких опытов было установлено  условие (правило) равновесия рычага.

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

                                                                 F1        l2

                                                                ―   =   ―    

                                                                 F2        l1

Применяя правило рычага,  можно меньшей силой уравновесить большую силу. При этом плечо меньшей силы должно быть длиннее плеча меньшей силы. Теоретически, можно получить сколь угодно большой выигрыш в силе, но в реальности этого не бывает. Почему?

………………………………………………………………………………….

(Длина большего плеча ограничена, рычаг имеет определенный вес и т.д.)

3 этап

Репродуктивное закрепление материала

Условие равновесия рычага применяют к решению задач.

 Р а б о т а   с   у ч е б н и к о м. Разобрать пример решения задач на стр.140.

На доске таблица «План решения задачи»:

1. Внимательно прочитать содержание задачи.

2. Записать краткое условие задачи.

3. Если необходимо, перевести единицы измерения в систему СИ.

4. Записать основное уравнение (закон).

5. Определить неизвестную величину.

6. Если необходимо, использовать дополнительные формулы.

7. Получить формулу в общем виде.

8. Выполнить проверку размерности формулы.

9. Выполнить вычисления и оценить полученный ответ.

Р е ш и т ь    з а д а ч у    на доске (учитель).

На концах рычага действуют силы 40Н и 240 Н. Расстояние от оси рычага до меньшей силы 60 см. Определить длину рычага. Если известно, что он находится в равновесии. (0,7 м)

Решить задачу на доске (ученик).

Плечи уравновешенного рычага равны 15см и 20 см. Определить вес второго груза, если вес более легкого груза 3Н.  (4 Н)

Дополнительная задача

К рычагу подвешены две гири общим весом 50Н. Плечи сил, с которыми гири тянут за рычаг, равны 30см и 70см. Найти вес каждой из гирь.  (35Н, 15Н)

Подведение итогов.

- Многие области человеческой деятельности не обходятся без рычага. Это строительство, конструкция отдельных устройств и механизмов, подъемных кранов, о применении которых узнаем подробно на следующих уроках.

Комментарии к выполнению  домашнего задания

1. Желающие могут подготовить сообщение «Простейшие механизмы в быту и технике».

2. Дома внимательно рассмотреть используемые в быту механизмы и записать в тетради 4-5 примеров тел, которые можно считать рычагами.