Урок Момент силы. Рычаги в технике, быту, природе. Решение задач


Момент силы. Рычаги в технике, быту, природе. Решение задач.
Цели урока:
Образовательная: а) знакомство учащихся с новой физической величиной, которая характеризует состояние тел с точкой вращения; знакомство с применением простых механизмов в природе и технике; б) продолжение формирования навыков учащихся: работа в группе; в) закрепление знаний по теме «Работа, мощность, простые механизмы» и умений решать задачи.
Воспитательная: а) воспитание мировоззренческих понятий: причинно – следственные связи в окружающем мире, познаваемость окружающего мира и человека; б) нравственное воспитание: любовь к природе, чувство товарищеской взаимовыручки, этика групповой работы.
Развивающая: а) развитие умений: классификация и обобщение, формирование выводов по изученному материалу; б) развитие самостоятельности мышления и интеллекта; в) развитие грамотной устной речи.
Оборудование: ножницы, ножницы по металлу, кусачки, тески, весы учебные; схемы, презентация «Рычаги в природе и технике», Оформление доски. На доске – тема урока, дата.
Ход урока
Организационный этап (1 - 2 мин). Объяснение ученикам целей и задач урока. Формирование групп (по желанию), раздача рабочего материала.
Активизация мыслительной деятельности учащихся (10 мин).
У доски решить по карточкам (2 ученика)
№1. Носильщик равномерно поднял груз массой 30кг на высоту 0,5м, Какую работу он совершил?
№2. Какую работу совершает двигатель мощностью 10кВт за 2мин?

На месте решить по карточкам (4 ученика)
№3. Будет ли какой – либо из рычагов, схемы которых изображены на рисунке, находится в равновесии? Почему?

F1F2F2F1 F2
А)Б)F2В)

№4. Какова длина находящегося в равновесии рычага АВ?
А О 4 cм В
F1=5Н
F2=10H
№5. Автомобиль, развивая мощность 29,4 кВт, перевёз груз за 2мин. Какую работу совершил автомобиль?
№6. Какую работу требуется совершить, чтобы равномерно поднять 1 кг на высоту в 1 м?
Классу:
Что называют простыми механизмами?
Для какой цели применяют простые механизмы?
Что представляет собой рычаг?
Что называют плечом силы?
Как найти плечо силы?
В чем состоит правило равновесия рычага?
Логические задачи
Будут ли в равновесии эти рычаги? Как уравновесить эти рычаги?



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


Задача (В.И.Лукашик, №641)
При равновесии рычага на его меньшее плечо действует сила 300Н, на большее – 20Н. Длина меньшего плеча 5см. Определите длину большего плеча (Весом рычага пренебречь).
3.Изучение нового материала.
1. Момент силы
а) Вам уже известно правило равновесия рычага.
F1L1=F2L2 QUOTE =FLπrFL2
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Пользуясь свойством пропорции, запишем его в таком виде:
F1L1 = F2L2
В левой части равенства стоит произведение силы F1 на плечо L1 , а в правой – произведение силы F2 на её плечо L2.
Произведение модуля силы, вращающей тело, на её плечо называется моментом силы.
М = F L
М – момент силы; F – сила; L – плечо.
б) Правило моментов:
Рычаг находится в равновесии под действием двух сил, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.
Это правило, называемое правилом моментов, можно записать в виде формулы:
М1 = М2
в) Единица момента силы.
Момент силы, как и всякая физическая величина, может быть измерена.За единицу момента силы принимается момент силы в 1Н, плечо которой равно 1 м.
Эта единица называется ньютон – метр (Н*м).
Момент силы характеризует действие силы и показывает, что оно зависит одновременно и от модуля силы и от её плеча. Действительно, мы уже знаем, например, что действие силы на дверь зависит и от модуля силы и от того, где приложена сила. Дверь тем легче повернуть, чем дальше от оси вращения приложена действующая на неё сила. Гайку легче отвернуть длинным гаечным ключом, чем коротким.
2.Применение рычагов.
Правило рычага (или правило моментов) лежит в основе действия различного рода инструментов и устройств, применяемых в технике и быту там, где требуется выигрыш в силе или пути.
А) Ножницы
Загадка: Два конца, два кольца, а посередине гвоздик.
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.
Загадка: Две сестры качались, правды добивались, а когда добились, то остановились.
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.
Загадка: У них тяжелый труд, они все время жмут (тески).
Демонстрация: рукоятки тисков и верстаков, рычаг сверлильного станка и так далее – это все примеры применения рычагов.
4.Проверка знаний и умений. Закрепление материала (по группам).
Группа 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)
- Загадка:
«У них тяжёлый труд – всё время что-то жмут» (Ответ: Тиски)? Почему, зажимая деталь в тисках, вы берётесь не за середину, а за конец ручки тисков?
(Ответ: Чтобы увеличить плечо и уменьшить силу).
Группа 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)
- Загадка
«Две сестры качались, правды добивались, а когда добились – то остановились»
(Ответ: Весы).? Можно ли этот прибор назвать рычагом? (Ответ: да)
Группа 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).
- Загадка:
«Смотрите: мы раскрыли пасть, в неё бумагу можно класть, бумага в нашей пасти разделится на части» (Ответ: ножницы).
? А можно ли ножницы назвать рычагом?
Группа 4
? Плечи рычага 10см и 30см. Меньшая сила, действующая на рычаг 5Н. Найдите большую силу (Ответ:15Н)
- Загадка
«Два конца, два кольца, а посередине гвоздик»
? Как легче резать ножницами картон: помещая его ближе к концам ножниц или располагая ближе к их середине?
Группа 5
-Загадка:
«Два брата – одно сердце» (Ответ: ножницы).
? А чем отличаются ножницы для резки бумаги от ножниц для резки металла (Ответ: Ножницы по бумаге имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки, т.к. для резки бумаги не требуется большей силы. У ножниц по металлу лезвия короткие, а ручки длинные, т.к. для резки металла необходимо прикладывать достаточно большую силу). ? Плечо силы, равной 5Н, равно 0,4 м. Найдите момент этой силы (Ответ: М=2Нм)Группа 6
-Загадка:
«Два конца ,два конца, а посередине гвоздик» (Ответ: ножницы)
? Ножницами отрезают кусок картона, при этом рука сжимает ручку с силой 50Н. Длина ручек ножниц 5см, А расстояние от кольца до точки приложения силы 10см. Определите силу, действующую на бумагу (Ответ: 100Н)
? Какие простые механизмы вы знаете?
5. Подведение итогов.
А) Рефлексия
Что называют моментом силы?
В чем состоит правило моментов?
Что принимают за единицу момента силы? Как называется эта единица?
Приведите примеры применения рычагов в быту, технике.
Б) Выставление оценок. (Активным ребятам выставляются оценки. Практические работы сдаются учителю и оцениваются )В) Домашнее задание.
§ 57, 58 упр.30.
Литература:
1. Перышкин.А.В. Физика 7. –М.: Дрофа, 2002.
2. В.И.Лукашик. Сборник задач по физике.- М.: Просвещение, 1997.
МУ «Ярославская общеобразовательная школа № 14»
Урок по физике на тему:
«Момент силы. Рычаги в технике, быту, природе.
Решение задач»
7 класс.






Учитель физики
МОУ СОШ № 14
О.Н.Ульянова
Ст.Ярославская.

Приложенные файлы


Добавить комментарий