Интегрированный урок по теме:" Применение и моделирование рычагов" в 7 классе (Физика, физическая культура и информатика)
план-конспект урока (7 класс) на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «СОШ № 4»

г. Югорск  ХМАО - Югра

 «Интегрированный урок»

Предмет: физика, физическая культура, информатика

Класс: 7

Тема урока: Применение и моделирование рычагов

Учителя: Зотова М.Г., Кулаева И.Н.

2014 год

Интегрированный урок в 7 классе

(физика, физическая культура, информатика)

 Тема урока: Применение и моделирование рычагов

       Цели урока:

• Образовательная:  знакомство с применением простых механизмов в природе и технике; продолжение формирования навыков учащихся решать задачи
• Воспитательная:  воспитание мировоззренческих понятий: причинно – следственные связи в окружающем мире, познаваемость окружающего мира и человека;  нравственное воспитание: любовь к природе, чувство товарищества.
• Развивающая:  развитие умений: классификация и обобщение, формирование выводов по изученному материалу; б) развитие самостоятельности мышления и интеллекта.

       Оборудование:  ножницы, ножницы по металлу, кусачки, тески, весы учебные; схемы, презентация «Рычаги в природе и технике», компьютерный класс.

      Оформление доски. На доске –  дата.

Ход урока

1.  Организационный этап (1 - 2  мин.) Постановка целей и задач урока.
2. Активизация мыслительной деятельности учащихся (10 мин)     

А) Опрос

Что называют простыми механизмами?

Для какой цели применяют просты механизмы?

Что представляет собой  рычаг?

Что называют плечом силы?

Как найти плечо силы?

В чем состоит правило равновесия рычага?

Б) Запишите правило равновесия рычага:

В) Логические  задачи:

1. Будет ли какой – либо из рычагов, схемы которых изображены на  рисунке, находится в равновесии? Почему?

F1        F2        F2                                F1                                          F2

А)        Б)        F2        В)        

    2. Какова длина находящегося в равновесии рычага АВ?

                      А                                         О        4 cм               В

        F1=5Н        

           F2=10H                                                                                                                                                                                                              

3. Будут ли в равновесии эти рычаги? Как уравновесить эти рычаги?                                                                                                                                                                                                                                        

4. (В.И.Лукашик ,№621). Рассказывая о рычаге, девочка нарисовала схему рычага в равновесии. Укажите, какая допущена ошибка в рисунке.        

               А               О                        В        

        6Н

3.Изучение нового материала.

Применение рычагов

Правило рычага  лежит в основе действия различного рода инструментов и устройств, применяемых в технике и быту там, где требуется выигрыш в силе или пути.

А) Ножницы.

Демонстрация: Ножницы – это рычаг ось вращения, которого проходит через винт, соединяющий обе половины ножниц.

Работа с учебником (стр. 142, рис. 156) Действующей силой   F1  является мускульная сила руки человека, сжимающего ножницы. Противодействующей силой  F2 – сила сопротивления того материала, который режут ножницы. В зависимости от назначения ножниц их устройство бывает различным. Ножницы, предназначенные для резки бумаги, имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки. Для резки бумаги не требуется большой силы, а длинным лезвием удобнее резать по прямой линии.

Демонстрация: Ножницы для резки листового металла имеют ручки гораздо длиннее лезвий, так как сила сопротивления металла велика и для её уравновешивания плечо действующей силы приходится значительно увеличивать.

Демонстрация: Кусачки. Еще больше разница между длиной ручек и расстоянием режущий части от оси вращения в кусачках, предназначенных для перекусывания проволоки.

Б) Весы

На принципе рычага основано действие и рычажных весов.

Демонстрация: Учебные весы действуют как равноплечий  рычаг.

Работа с учебником (стр. 143, рис. 159г) В десятичных весах плечо, к которому подвешена чашка с гирями, в 10 раз длиннее плеча, несущего груз. Это значительно упрощает взвешивание больших грузов. Взвешивая груз на десятичных весах, следует умножить массу гирь на 10.

Устройство весов для взвешивания грузовых автомобилей также основано на правиле рычага.

В) Рычаги в живой природе

В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами. Например, у человека – кости рук и ног, нижняя челюсть, череп, пальцы.  У кошек рычагами являются подвижные кости; у многих рыб – шипы спинного плавника. Рычажные механизмы в скелете в основном рассчитаны на выигрыш в скорости  при потере в силе. Особенно большие выигрыши в скорости получаются у насекомых.

Рассмотрим условия равновесия рычага на примере черепа (схема черепа). Здесь ось вращения

рычага О проходит через сочленение черепа и первого позвонка. Спереди от точки опоры на относительно  коротком  плече действует сила тяжести головы  R ; позади  - сила тяги F мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.

Г) Рычаги в технике

Рычаги различного вида имеются у многих машин. Ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, педали автомобиля  и трактора, клавиши пианино – все это примеры рычагов, используемые в данных машинах и инструментах.

Демонстрация: рукоятки тисков и верстаков, рычаг сверлильного  станка и так далее – это все примеры применения рычагов.

Д) Рычаги в спорте

Рассмотрим человеческое тело, а конкретней его скелет. Скелет человека состоит из отдельных элементов — костных рычагов, соединенных между собой шарнирами — суставами (рис. а). Звенья, включающие как минимум два рычага, представляют собой простейшие рычажные «механизмы». Они дают возможность совершать простые сложные упражнения и пространственные перемещения, причем эта способность зависит от подвижности суставов. /Прикладывая к звену 1 (рис. б) нагрузку G (силу сопротивления) и преодолевая ее, мы тем самым тренируем его/. 

         На уроках физической культуры  мы используем выполнение физических упражнений без снарядов, которые  основаны именно на принципе самосопротивления, позволяющего запускать в работу все рычажные «механизмы». 

В основе силовых упражнений на самосопротивление лежат определенные принципы. Благодаря мышцам, прикрепленным к костным рычагам (см. рис. а) и выполняющим роль своеобразных биомеханических тяг, оживляется вся «конструкция» человека. Чем больше длина 1 костного рычага (см. рис. б), тем сильнее должна напрягаться мышца для преодоления сопротивления, создаваемого внешней нагрузкой G. При этом костные рычаги, соединенные суставами, перемещаются в направлении сокращающихся мышечных пучков, Самое простое движение выполняют пальцы, фаланги которых сгибаются при напряжении соответствующих мышц-сгибателей, расположенных на внутренней стороне пальцев. Более сложные пространственные движения совершают руки (кисти, предплечье, плечо), а также туловище и ноги, вовлекая в работу множество групп мышц, прикрепленных к различным точкам костных рычагов (пример  упражнений на скручивание, просмотр слайдов)

А также  можно выполнять упражнения с использованием отягощений, эспандеров, тренажеров, что мы с вами выполняли на предыдущем уроке физкультуры в разминке «круговая тренировка».

(просмотр слайдов)

А теперь назовите основное физическое качество, где задействованы костные рычаги?

(Гибкость — это способность достигать большой подвижности скелетных звеньев — конечностей, состоящих из соединенных суставами костных рычагов, и позвоночника.)

4.  Закрепление материала:

 1

  ?   Длина меньшего плеча 5 см., большего 30 см. На меньшее плечо действует сила 12Н.Какую силу надо приложить к большему плечу, чтобы уравновесить рычаг?

(Ответ: 2Н)

   Почему, зажимая деталь в тисках, вы берётесь не за середину, а за конец  ручки  тисков?

 (Ответ:  Чтобы увеличить плечо и уменьшить силу).

 2.

На концах невесомого  рычага действуют силы 40 и 240Н. Расстояние от точки опоры до меньшей силы равно 6см.  Определите расстояние от точки опоры до большой силы. Определите длину рычага. (Ответ:1см; 7см)

 3

С какой силой натянута мышца (бицепс) при подъёме ядра весом 80Н, если расстояние от центра ядра до локтя равна 32 см, а от локтя до места закрепления мышцы – 4см

 (Ответ: 640Н)  Можно ли ножницы назвать рычагом?

 4

 Плечи рычага 10см и 30см. Меньшая сила, действующая на рычаг 5Н. Найдите большую силу (Ответ:15Н)

5. Подведение итогов:

А) Рефлексия

• Приведите примеры применения рычагов в быту, технике, природе.

• Приведите примеры видов спорта или видов соревнований с применением рычагов, которые придуманы человеком (легкая атлетика: прыжки с шестом,  гимнастика: опорный прыжок, брусья, упражнения на кольцах и др.)

Б) Выставление  оценок

В) Домашнее задание.

• Физика   -  § 58 упр.30. (Заполнить  таблицу)
• Информатика – Виды  моделей. Графы.
• Физкультура - Подобрать и проработать 2-3 упражнения на развитие гибкости  различных подвижных костных рычагов.

Литература:

1. Перышкин.А.В.  Физика 7. –М.: Дрофа, 2002.

2. В.И.Лукашик. Сборник задач по физике.- М.: Просвещение, 1997.