Урок физики 7 класс "Применение простых механизмов"
план-конспект урока по физике (7 класс) по теме

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

1. Цель урока: Применение предметных ЗУНов на практике, с целью изучения окружающего мира.

Личностные:

• формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию;
• формирование целостного мировоззрения;
• формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению;
• формирование коммуникативной компетентности в общении и  сотрудничестве со сверстниками.

Метапредметные:

• умение ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе;
• самостоятельно планировать пути  достижения целей;
• умение оценивать правильность выполнения учебной задачи,  собственные возможности её решения; умение вычленять проблему;
• формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

Предметные:

• понимание принципов действия простых механизмов;
• овладение выполнения расчетов для нахождения неизвестной величины в соответствии с условиями поставленной задачи на основании использования «Золотого правила» механики;
• наблюдение моделей физических явлений.

9.  Тип урока      урок решения практических, проектных задач.

10. Формы работы учащихся       фронтальная, индивидуальная, длительность 40 минут.
11. Необходимое техническое оборудование    персональный компьютер учителя, мультимедиа проектор, экран.

Ход урока

I . Активизация мыслительной деятельности.

 Техника достигнет такого совершенства, 

 что человек сможет обходиться без себя. 

Е.Лец

Физический словарик.

Блок от английского слова block – часть подъемного механизма в виде колеса с желобом по окружности.

II. Проверка домашнего задания. Защита проекта «Водоподъемные механизмы Древнего Египта»

Сообщение первой группы

Решение проблемы воды зависит от того, насколько высоко приходится ее поднимать, а на такой реке, как Нил, условия меняются из года в год в зависимости от величины разлива. Главным изобретением был шадуф, действующий по принципу рычага: на одном конце тяжелый ком затвердевшей глины, служащий противовесом для другого конца, где находится большая емкость для воды.

Сообщение второй группы
Прежде чем уровень воды спустится слишком низко (пока речь еще идет о подъеме воды на фут или два), может быть применен архимедов винт, или тамбур. Это спираль в футляре с рукояткой на одном конце. Нижний конец погружается в воду реки, а еще чаще в отводный канал, — и поворотами рукоятки обеспечивается непрерывный доступ воды. Как шадуф, так и тамбур повсеместно применяются и сейчас.

Сообщение третьей группы
Вдоль всего Нила, если в этом есть потребность, могут быть вырыты колодцы, их можно вырыть и в пустыне, там, где водоносный горизонт лежит близко к поверхности.
Сакья, или персидское колесо, не требует больших усилий и обеспечивает постоянный поток воды, поднимая ее уровень на 4—5 футов 1 ,5 метров)

При достаточно высоком уровне воды инженеры Древнего Египта просто отводили ее в определенных пунктах, и по каналам она шла туда, где в ней нуждались. Так поступали еще при первой династии, и нам известно, что фараон Менес приступил к укреплению берегов для контроля над паводками. Следующим шагом было направить воду по каналам или оросительным канавам к котловинам, служившим водохранилищами.

Сообщение четвертой группы

Ворот (от — воротить, крутить, вращать)  простейший механизм, предназначенный для создания тягового усилия на канате (тросе, верёвке). Синоним простейшей лебедки. В более широком смысле воротом называют рычаг (для создания крутящего момента), совершающий при работе полный оборот (вороток в слесарном инструменте, вороты привода мельничных жерновов от лошадей).

Устройства, использующие принцип ворота:

• ворот колодца с ручкой;
• отвертка (разница диаметров жала и ручки);
• велосипед (педали, вращающие звёздочку);
• рулевое колесо автомобиля, штурвал судна и т.п. средства управления.

III. Постановка цели урока

Сделаем разминку «Кто быстрее? »  ( Все необходимые материалы на столе).

1. Уравновесьте на рычаге один груз двумя.

2.Уравновесьте систему из подвижного и неподвижного блока тремя грузами.

Можно ли применять эти механизмы для подъема тяжести в реальной жизни?

Сформулируйте тему урока (Применение простых механизмов)

IV. Сила наших рук

*** Какой груз вы можете поднять рукой? Положим, что 10 кг. Определяют ли эти десять килограммов силу мускулов ваших рук? Можно ли рассчитать эту силу?

***Ребята, давайте посмотрим,  что происходит при подъеме груза рукой? Какая мышца сокращается?

***Обратите внимание на строение скелета человека и строение мускулов человеческой руки.  

Отметьте  на скелете подвижные соединения. Найдите место прикрепления бицепса к локтевой кости.

А теперь рассмотрите собственную руку! Ничего не напоминает? (рычаг)

Обсудите в группе, как изобразить данный рычаг. Ответ покажите на доске. Сравните с эталоном.

Теперь можно приступать к выполнению практической работы №1 в парах. Результаты измерений занесите в таблицу. Обсудите их и сделайте общий вывод.

Эталон ответа учеников. Отношение плеч приблизительно равно 8-10. Значит, в силе мы проигрываем в 8-10 раз. Сила напряжения бицепса в 8-10 раз больше, чем сила давления груза на ладонь. Проигрываем в силе, выигрываем в расстоянии в 8-10 раз. Мышца (бицепс) сокращается на 1 см, а ладонь при этом поднимает груз на 8-10 см.

Сообщение ученика. Целесообразно ли такое устройство? Что теряется в силе, выигрывается в перемещении. Тут и происходит выигрыш в скорости: наши руки движутся в 8 раз быстрее, чем управляющие ими мышцы. Мы были бы крайне медлительными существами, если бы наши руки и ноги не были устроены по этому принципу.  

Отметьте на листе рефлексии результат свой результат работы

V. Практическая работа  «Сила наших рук»

Приборы и материалы: линейка, рентгеновский снимок руки.

Рассмотрите собственную руку или рентгеновский снимок. Локоть – точка опоры этого рычага. Одна из сил приложена к ладони. Плечо этой силы – расстояние от локтя примерно до середины ладони. Вторая сила – это сила напряжения бицепса, который прикреплен к рычагу совсем недалеко от локтя. Плечо второй силы намного меньше плеча первой.

Ход выполнения работы

1. Возьмите линейку и измерьте плечи сил на собственной конечности или на рентгеновском снимке. Место соединения бицепса и кости-рычага хорошо прощупывается, и оцените расстояние от локтя до этого места.

2. Повторите измерения. Вычислите отношение плеч.

3. Результаты измерения занесите в таблицу.

4. Сделайте вывод.

VI. Продолжаем поднимать грузы!

А для этого отправимся в путешествие.

 В 1344 году настоятель одного из афинских монастырей Койновитис перебрался со своей общиной в Метеору. Здесь на просторной плоской вершине одной из скал (она так и называется – Широкая) монахи построили Большой Метеорский монастырь – первый из монастырей в долине Пинея. Монашеская обитель на скале надежно защищала ее население от любых незваных гостей, поскольку добраться до нее можно было только по веревочной лестнице, поднимавшейся в случае опасности. В конце XIV века в Метеоре было уже 24 монастыря.

Поскольку взбираться по лестницам, а тем более поднимать грузы было непросто, впоследствии для подъема наверх стали использовать …

Обсудите в группе и дайте ответ через одну минуту!

Эталон ответа учеников. Поскольку взбираться по лестницам, а тем более поднимать грузы было непросто, впоследствии для подъема наверх стали использовать блоки.

Задача. Какую силу необходимо прикладывать к сети, чтобы поднять груз массой 40 кг на высоту 20 м, используя неподвижный блок? Как изменится сила, если неподвижный блок заменить на подвижный? Соберите в систему блоков, дающую выигрыш в силе в 4 раза. Какую длину веревки надо вытянуть, чтобы поднять груз на высоту 1 метр? Есть выигрыш в силе? в работе?

Эталон ответа учеников. Найдем вес груза P = mg, P = 40 кг*10Н/кг = 400 Н.Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, он изменяет направление силы F = P = 400H.Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза F = P/2 = 400H/2=200H, т.е сила уменьшится в два раза!

Продолжаем?

Откройте атлас мира и найдите на ней остров Пасхи. Нашли? Сравним результаты поиска?

Великий путешественник, наш современник Тур Хейердал, посетив остров Пасхи в Тихом океане с изумлением обнаружил, что когда-то жители этого острова с обилием тепла и пищи занимались престранным делом: вытесывали огромные каменных истуканов и ставили их вертикально по всему острову. Особенно Хейердала поразила трехтонная шляпа на одном из них. Можно понять, как обтесывали и раскалывали каменные глыбы (клином из более твердого камня). А как транспортировали, ставили, надевали шляпу? Зачем?

VII. Рефлексия подведение итогов занятия.

Отметьте на листе рефлексии результат свой результат работы!  

VIII. Домашнее задание.

1.  По преданию, Архимед сконструировал такую систему простых механизмов, с помощью которой один человек мог вытащить корабль на берег. Придумайте подходящую для этой цели комбинацию простых механизмов.

2. Загадка:

Что за чудо-великан?

Тянет руку к облакам,

Занимается трудом:

Помогает строить дом.

     Вопрос. Башенный подъемный кран КБ-100.0А имеет наибольший вылет стрелы 20 м и поднимает при этом груз массой 5 т. При этом масса противовеса равна 25 т. Определите расстояние между опорами. Какой массы груз может поднять такой кран при наименьшем вылете стрелы? Наименьший вылет стрелы равен 10 м.

3. Что такое полиспаст? Найдите информацию и сделайте модель.

Лист индивидуальной рефлексии____________________________________________________

Лист индивидуальной рефлексии____________________________________________________

Лист индивидуальной рефлексии____________________________________________________