разработка урока по физике "Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага"
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Разработка урока по физике в 7 классе по теме

«Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага»

учителя математики и физики

МОУ СОШ №2 г. Хвалынска Саратовской области

Ковалевой Елены Николаевны.

Цель урока: обеспечить усвоение учащимися знаний о простых механизмах, показать их значение в жизни человека, определить понятия: рычаг, плечо силы; установить условие равновесия рычага.

Задачи:

• обучающие

познакомить обучающихся с видами простых механизмов, основными характеристиками рычага, разъяснить правило равновесия сил на рычаге;

• развивающие

способствовать развитию логического мышления,

продолжить работу по формированию умений наблюдать, анализировать и делать выводы,

развивать интерес учащихся к физике;

• воспитывающие

содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира,

продолжить работу по формированию культуры речи,

воспитывать интерес к истории развития физики.

Тип урока: урок открытия нового знания.

Формы организации учебной деятельности: фронтальные, групповые, индивидуальные.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, наглядный, исследовательский, сравнительный.

Оборудование и материалы: компьютер, мультимедийный проектор, презентация Power Point; оборудование для фронтальных экспериментов: штатив с муфтой и лапкой, динамометр, набор грузов по 102г, масштабная линейка, рычаг.

Ход урока.

1. Организационный момент.
2. Актуализация имеющихся знаний о механической работе и мощности.

Учитель:

На предыдущих уроках мы изучали механическую работу и мощность. Давайте вспомним, что мы о них узнали  (фронтальный опрос).

• Какие два условия необходимы для совершения механической работы? (Сила и путь.)
• По какой формуле рассчитывается работа? (A = Fs)
• В чем измеряется работа? (В джоулях)
• Что показывает мощность? (Быстроту выполнения работы)
• Как вычислить мощность, зная работу и время ее выполнения? ()
• Как называется единица мощности? (Ватт)
• Как найти работу, зная мощность и время? (A=Nt)

3. Определение темы урока, постановка цели урока.

Учитель:

Итак, мы с вами знаем, что такое работа и как ее вычислить. Сегодня речь пойдет о том, как можно выполнить ту или иную работу и что для этого применяют. Предположим, что вам необходимо выкопать колодец. Как вы это будете делать?

Предполагаемые ответы учащихся: «Буду копать лопатой», «Попрошу выкопать экскаватором», «Использую бур» и т.д.

Учитель:        

Во всех ответах вы предлагаете использовать какие-либо механизмы. Лопата представляет собой простой механизм, экскаватор, бур – более сложные машины, но их механическая часть представляет собой сочетание нескольких видов простых механизмов. К изучению простых механизмов мы и приступим сегодня.

Тема урока: Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага. (Слайд 1)

Учитель:

Запишите в тетрадь тему урока и откройте учебник на стр. 136 (§55, 56).

Учащиеся записывают тему в рабочие тетради.

Обсуждаются цели изучения темы вместе с детьми:

-  изучить, …(что такое простые механизмы);

    - рассмотреть …(виды простых механизмов, принципы их работы).        

4. Открытие новых знаний.

Просмотр видеофрагмента «Механизмы» (Оксфордская видеоэнциклопедия, 1996 год, том 3, ссылка для просмотра https://vk.com/video352494440_456239036 ).

Вопросы для обсуждения: Что такое простые механизмы? Для чего они предназначены? Какие существуют простые механизмы?

Предполагаемые ответы учащихся:

• Простые механизмы – это простейшие приборы (устройства, приспособления), облегчающие работу.
• Они предназначены для подъема тяжестей, перемещения вещей, изменения направления силы.
• К простым механизмам относятся рычаг, блок, винт, колесо, наклонная плоскость.

Учитель:

Найдите в учебнике на стр. 137 определение механизма и запишите его в тетрадь:

Механизм (греч.) – приспособление для преобразования силы.

Учащиеся записывают определение, затем выполняют задание №1 на карточках (Приложение 1). В столбик записаны названия механизмов, а ниже даны картинки этих механизмов. Надо соотнести номер картинки и название механизма и записать этот номер рядом с названием. (Слайд 2)

Самопроверка  по эталону (Слайд3).

• Блок-3
• Ворот-4
• Наклонная плоскость-5
• Клин-6
• Винт-2
• Рычаг-картинка есть ,а слова нет

Учитель:

Одна картинка осталась без названия. Выясним название неизвестного механизма. Будьте внимательны. Название его прозвучит в фильме.

Демонстрация фрагмента фильма «Пираты Карибского моря». Подпишите недостающее название.

Самооценка (Слайд 3). Если все ответы правильные – 3 балла; 1-2 ошибки – 2 балла; 3-4 ошибки – 1 балл. Запишите набранное количество баллов на полях рядом с заданием.

Основные виды простых механизмов – рычаг и наклонная плоскость, остальные четыре – блок, винт, ворот, клин – представляют собой вариации первых двух.

Сегодня мы более подробно рассмотрим рычаг. Найдите в учебнике на стр. 137 определение рычага и запишите его в тетрадь:

Рычаг – это твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

На экране вы видите человека, поднимающего огромный камень. (Слайд 4) Ему нужно преодолеть вес камня – силу, направленную вертикально вниз. Он поворачивает для этого палку вокруг оси, проходящей через ее неподвижную точку – точку опоры. Сила, с которой он действует на рычаг, меньше веса камня, таким образом, рабочий получает выигрыш в силе.

Рычаг используется для поднятия грузов с древних времен. Без рычага было бы невозможно поднять тяжёлые каменные плиты при постройке пирамид в Древнем Египте.  (Слайд 5) Для возведения пирамиды Хеопса, имеющей высоту 147 м, было использовано 2300000 каменных глыб, самая меньшая из которых имела массу 2,5 т.

Демонстрация: сила в 2Н уравновешивается силой в 1Н.

Вопрос учащимся:

• Почему разные по значению силы могут уравновешивать рычаг?

Учащиеся должны дать примерно следующий ответ: «Потому что разные расстояния между точками приложения сил и осью крепления рычага».

Учитель:

Эти расстояния называются плечами сил. Найдите на стр. 138 определение плеча силы, заполните пропуски (Слайд 6) и запишите определение в тетрадь.

Учащиеся называют пропущенные слова, читают получившееся определение и записывают его в тетрадь.

Плечо силы – это кратчайшее  расстояние от (т. опоры)  до (прямой), вдоль которой действует (сила). (Слайд 7)

Учитель:

На рисунке вы видите рычаг и его схему. Назовите:

• Точку опоры рычага (точка О)
• Силы, приложенные к рычагу (F1 и F2)
• Плечи сил (ОА – плечо силы F1; ОВ – плечо силы F2). Плечо силы также обозначают буквой l.

Нарисуйте схему рычага. Можно воспользоваться учебником (рис 155). Подпишите точку опоры, силы, плечи сил.

Посмотрите на рисунки 149 и 150 в учебнике.

• Почему эти механизмы мы можем назвать рычагами? (есть твердое тело и точка опоры)
• Подумайте. В чем отличие? (На рис. 149 точка опоры расположена между точками приложения сил, обе силы направлены вниз. На рис. 150 обе силы приложены по одну сторону от точки опоры, направлены в противоположные стороны.)

Выполнив задание 2 на карточках, вы узнаете, как называются такие рычаги.

Учащиеся выполняют задание 2 (Слайд 8):

а) Поставьте в соответствие определение и картинку. Укажите стрелочками, какое определение к какому рисунку относится:

б) Определите тип рычага  на данных рисунках:

Самопроверка (Слайд 9) и самооценка (макс. 3 балла), оценка выставляется в карточках на полях рядом с заданием.

Мы узнали, что с помощью рычага можно получить выигрыш в силе. От чего он зависит? Проведем теоретическую исследовательскую  работу.

Проводится фронтальный эксперимент по уравновешиванию рычага. С левой стороны к рычагу подвешивается груз весом 2 Н на расстоянии 20 см от оси вращения. С правой стороны надо подвесить грузы весом 1 Н, 2 Н, 4 Н так, чтобы рычаг находился в равновесии. Результаты учащиеся записывают в заранее заготовленную таблицу (Слайд 10):

Анализ результатов (Слайд 11).  (Работа в парах)

Учитель:

Сравните полученные результаты.  Какую связь можно заметить между значениями приложенных к рычагу сил и плечами этих сил, другими словами, между величинами F1, l1, F2, l2?

Ответы учащихся (после обсуждения):

• F1 · l1=F2 · l2  или
• Во сколько раз больше сила, во столько раз меньше ее плечо.

Учитель:

• Как называется такая зависимость? (обратная пропорциональность).
• Сформулируйте условие (правило) равновесия рычага, используя опорные слова: силы; плечи сил; обратно пропорциональны. (Слайд 11)

Учащиеся формулируют условие равновесия рычага:

Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. (Слайд 12)

Это правило можно записать в виде формулы: F1/F2  =   l2/l1.

Вывод: с помощью рычага большую силу можно уравновесить  меньшей силой.

Выпишите в тетрадь условие равновесия рычага (стр. 139).

Это правило установил Архимед в III веке до нашей эры. (Слайд 13)

Во время осады Сиракуз римлянами в ходе Второй Пунической войны Архимед создал «Сверхоружие древности». Так называемая «лапа Архимеда» представляла собой огромный рычаг, выступающий за городскую стену и оснащенный противовесом. Если римский корабль пытался пристать к берегу возле Сиракуз, эта машина, управляемая специально обученным человеком, захватывала нос корабля и переворачивала его. Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к осаде.

Прообразом какой современной машины является «лапа Архимеда»?

(Подъемный кран.) (Слайд 13)

5. Закрепление полученных знаний в ходе решения задач.

1. Зачем у подъемного крана делают противовес? (Слайд 14)

(Чтобы уравновесить силу тяжести груза.)

2. Почему дверную ручку прикрепляют не к середине двери, а к краю, притом наиболее удаленному от оси вращения двери? (Слайд 15)

(Чтобы увеличить плечо силы и этим облегчить открывание двери)

3. Рассказывая о рычаге, девочка нарисовала схему рычага в равновесии. Какая ошибка допущена в рисунке? (Слайд 16)

(Так как силы равны, то плечи тоже должны быть равны. На рисунке плечо АО меньше плеча ВО)

4. Определить силу F2 по рисунку (Слайд 17)

6. Проверка усвоенных знаний. 

Завершит наш сегодняшний урок небольшой тест. К заданиям 1-4 даны варианты ответов. Выберите верные ответы и обведите кружком их номера. В задании 5 запишите свой ответ.

ТЕСТ по теме «Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага». (Приложение 2)

1  Простыми механизмами называют приспособления, служащие для:

1. проведения опытов;
2. создания силы;
3. преобразования движения;
4. преобразования силы.

2   На каких рисунках изображены рычаги?        

3  Плечо силы – это …

1. длина рычага;
2. расстояние от оси рычага до его конца;
3. кратчайшее расстояние от точки опоры рычага до  линии, вдоль которой действует на него сила;
4. кратчайшее расстояние между линиями, вдоль которых направлены силы, действующие на рычаг 

4   Каковы плечи сил F1 и F2 уравновешивающих рычаг?

1. АС и ОВ;
2. ОС и ОВ;
3. ОС и СВ;
4. ОА и ОВ. 

5  Рассчитайте, какую силу надо приложить на расстоянии 50 см от опоры, чтобы удержать гирю весом 30Н, висящую от точки опоры на расстоянии 5 см.

Ответ:________________

Самопроверка по образцу. (Слайд 18)

Подсчитайте баллы за тест и прибавьте к ним баллы за задания №1 и №2.

Если у вас получилось 12-13 баллов, то поставьте за урок оценку «5».

Если вы набрали 9-11 баллов, то оценка за урок «4».

Если у вас 6-8 баллов, то ваша оценка «3».

Но если у вас меньше 6 баллов, то вам предстоит потрудиться, чтобы усвоить материал урока.

7. Домашнее задание.

§55, §56 – читать, отвечать на вопросы; № 732, №750, № 751 (Лукашик).

8. Рефлексия.

Закончите предложения:

• На уроке я узнал…
• Я понял, что…
• Теперь я умею…
• Я самостоятельно выполнил…
• Мне было интересно…
• Своей работой я…

Спасибо за урок! Вы сегодня хорошо потрудились.

Выставление оценок.        

Литература.

1. Пёрышкин А. В.  Физика. Учебник 7. - М.: Дрофа,2009.
2. Кириллова И. Г.Книга для чтения по физике. Учебное пособие. - М.:    Просвещение, 1986.
3. Лукашик В. И. Сборник вопросов и задач по физике. Пособие для учащихся. - М.: Просвещение, 2016г.
4. https://my.mail.ru/mail/b6173276/video/194/44645.html
5. https://go.mail.ru/search_images

Приложение 1

«Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага».

Задание 1

                                        Поставьте в соответствие название и картинку

• Блок-
• Ворот-
• Наклонная плоскость-
• Клин-
• Винт-
• ___________

Задание 2

а) Поставьте в соответствие определение и картинку. Укажите стрелочками, какое определение к какому рисунку относится:

б) Определите тип рычага  на данных рисунках:

Результаты опытов

Приложение 2

ТЕСТ по теме «Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага».

1  Простыми механизмами называют приспособления, служащие для:

5. проведения опытов;
6. создания силы;
7. преобразования движения;
8. преобразования силы.

2   На каких рисунках изображены рычаги?        

3  Плечо силы – это …

5. длина рычага;
6. расстояние от оси рычага до его конца;
7. кратчайшее расстояние от точки опоры рычага до  линии, вдоль которой действует на него сила;
8. кратчайшее расстояние между линиями, вдоль которых направлены силы, действующие на рычаг 

4   Каковы плечи сил F1 и F2 уравновешивающих рычаг?

5. АС и ОВ;
6. ОС и ОВ;
7. ОС и СВ;
8. ОА и ОВ. 

5  Рассчитайте, какую силу надо приложить на расстоянии 50 см от опоры, чтобы удержать гирю весом 30Н, висящую от точки опоры на расстоянии 5 см.

Ответ:_____________