Применение простых механизмов. Выяснение условия равновесия рычага
Урок формирования экспериментальных умений имеет цели:
- обучающая - сформировать понятия правила и условия равновесия, правила моментов, показать его значение в науке; уметь объяснять правила применения рычагов и применять их для объяснения результатов практической работы;
- развивающая - показать учащимся социальную и практическую значимость изучаемого материала, формировать умения обобщать опытные данные, сравнивать и делать выводы,
- воспитательная - воспитывать культуру умственного труда, продолжить работу по формированию коммуникативных умений, положительной мотивации учения, эстетического восприятия мира, прививать любовь к науке и познанию.
Оборудование к уроку: компьютер, проектор, рычаг на штативе, набор грузов, линейка.
Ход урока:
I. Мотивация.
1.С какими правилами мы познакомились на прошлом уроке?
(- правило рычага и правило моментов).
2.Что нужно знать, чтобы записать эти правила?
(- плечо и силу)
3.Запишите эти правила.
Правило моментов: М 1 = М 2;
Правили рычага: F 1 *L 1 = F 2 *L 2
4. В каких очень знакомых и часто нами применяемых приборах встречаются рычаги?
(ножницы, кусачки, рычажные весы).
II.Актуализация опорных знаний.
1. Объясните назначение этих предметов (проекция рисунков на доске).
- Ножницы для резки бумажных листов.
- Ножницы для резки металлических листов.
- Рычажные весы для определения массы тела.
2. Почему одни ножницы режут толстый слой бумаги, а другие - нет?
Ножницы действуют на основе правила равновесия рычага. Применяя небольшую силу к длинной части ножниц с одной стороны, получаем большую силу на короткой части ножниц с другой стороны. Для того, чтобы ножницы резали толстый слой бумаги или картон, лезвия у них делают короткими, а ручки длинными.
3. Примените и объясните правила для каждого из этих предметов:
а) длина ручки и длина лезвия у ножниц для резки бумаги почти одинаковые потому, что не требуется больших усилий;
б) длинные ручки и короткие лезвия ножниц для резки металлических листов создают большую силу в месте соприкосновения лезвия ножниц и металла; во сколько раз они короче, во столько же раз больше возникающая при применении сила;
в) рычажные весы имеют одинаковые плечи, значит сила, действующая с левой и с правой части весов, одинаковые. Зная массу гирь, определяют массу груза.
III. Лабораторная работа №5 «Выяснение условий равновесия рычага»
(на три варианта):
1вариант:L 1 =18см; F 1 =2 Н; F 2 =3H; L 2 =?
2 вариант:L 1 =12см; F 1 =2H; F 2 =3H; L 2 =?
3 вариант:L 1 =18см; F 1 =1H; F 2 =3H; L 2 =?
Указания к работе:
1.Укрепить рычаг на штативе.
2.Уравновесить рычаг без грузов с помощью специальных болтов.
3.Уравновесить рычаг, используя набор грузов и линейку согласно заданию своего варианта.
4.Изобразить на схеме уравновешенный рычаг.
5.Измерить длину плеча L 2 .
6.Определить моменты сил M1 и M2 .
7.Сравнить значение M1 и M2 .
8.Сделать вывод.
IV. Подведение итогов.
1.Вывод о справедливости правила моментов.
(Отчет от каждого варианта).
Размещая наборы грузов на указанном расстоянии, мы получили следующий результат:
произведение силы на плечо этой силы с левой стороны рычага и с правой стороны рычага одинаковое.
Значит, условие равновесия выполняется, момент силы одинаковый.
Общий вывод из проделанного эксперимента:
Используя разные наборы грузов во всех группах, выполняющих вариант практического задания, получился следующий результат: произведения силы на плечо этой силы с левой стороны рычага и с правой стороны рычага одинаковые.
Следовательно, условие равновесия рычага выполняется, правило моментов справедливо. M1= M2.
2. Анкета по рефлексии.
Полный текст материала Разработка урока физики
Ханафина Тотыгуль
Конспект урока по физике «Лабораторная работа. Выяснение условия равновесия рычага»
Лабораторная работа №5
Выяснение условия равновесия рычага .
Цели урока :
1. Формирование учебно-познавательной компетенции через выяснение условия равновесия рычага .
2. Проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии .
3. Проверка на опыте правила моментов.
1. Правила техники безопасности.
2.Тренировочные задания и вопросы :
Что представляет собой рычаг ?
(Рычаг представляет собой твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры).
Что называют плечом силы?
(Плечом силы называют расстояние от точки опоры до линии действия силы) .
Сформулируйте правило равновесия рычага .
(Для того чтобы уравновесить меньшей силой большую силу необходимо, чтобы её плечо превышало плечо большей силы. Выигрыш в силе, полученный с помощью рычага определяется отношением плеч приложенных сил).
Запишите формулу правила равновесия рычага .
(F2/F1=l1l2)
Сформулируйте правило моментов.
(Рычаг находится в равновесии , если момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки).
Запишите формулу правила моментов.
(М1=М2 или F1l1=F2l2)
3. Выполнение работы :
1. Путём вращения гаек на концах рычага уравновесьте его так , чтобы он расположился горизонтально.
2. подвесьте два груза к левому плечу рычага на расстоянии l1=18 см от оси вращения.
3. Путём проб установите место на правом плече рычага , к которому следует подвесить три груза, чтобы уравновесить два предыдущих . Измерьте расстояние от этого места до оси вращения (l2) .
4. Считая, что каждый груз весит 1Н, заполните пустые места таблицы.
l1,м F1,H l2,м F2,Н М1,Нм М2,Нм
5. Сделайте вывод о справедливости правила моментов.
(Рычаг находится в равновесии , если момент силы, вращающий его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки).
4.Дополнительное задание :
Подвесьте три груза справа от оси вращения рычага на расстоянии 5 см . С помощью динамометра определите, какую силу нужно приложить на расстоянии 15 см от оси вращения правее грузов, направив её вверх, чтобы удерживать рычаг в равновесии
Разработки уроков (конспекты уроков)
Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)
Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.
Тип урока: комбинированный.
Формы проведения: коллективная работа со всем классом, работа в группах, индивидуальная работа.
Методы: беседа, рассказ, лабораторная работа по выяснению условия равновесия рычага.
Цель урока : изучить самый простой и распространенный простой механизм – рычаг.
Задачи урока :
- Обучающая: закрепить понятия простых механизмов,рычага и их роль в жизни человека; выяснить условие равновесия рычага, научить применять правило равновесия рычага.
- Воспитательная: воспитывать познавательный интерес к новым знаниям, создавать условия для проявления желания самостоятельного поиска новых знаний.
- Развивающая: продолжить развитие умений и навыков анализировать знания и делать выводы, развитие внимания, наблюдательности через смену учебной деятельности.
- формировать практические умения и навыки при использовании приборов;
- развивать творческое мышление учащихся.
Оборудование: компьютер, проектор, рычаг-линейка, набор грузов, ножницы, рычажные весы, блок, скелет человека, наклонная плоскость.
Ход урока
1. Организационный момент (2мин)
2. Повторение. Актуализация знаний. (20 мин)
А) Демонстрация : ножницы, рычажные весы, блок, рычаг-линейка, скелет человека. (2 мин)
Учащимся задается проблемный вопрос: Что объединяет эти устройства и приспособления? (Простые механизмы -рычаги, наклонная плоскость)
Назовите эти простые механизмы, к рычагам какого рода они относятся?
Б) Ответить на вопросы: (5мин)
- Что такое простые механизмы и для чего они нужны?
- Что такое рычаг (1рода, 2 рода)?
- Что такое плечо?
- Правило равновесия рычага?
- Что такое момент сил?
- В чем заключается правило моментов?
В) Работа с презентацией. (9 мин)
- Составить блок-схему разновидностей простых механизмов. (3 мин)
- Разделить простые механизмы на две группы.(5 мин)
- Проверка. (критерии представлены в презентации) (1 мин)
Г) Применение простых механизмов – рычагов. (4 мин)
Работа в мини-группах (2 чел) с элементами игры-соревнования.
Каждой группе выдается лист с изображением скелетом человека, а на столе стоит демонстрационный макет.
Задание: за 1 минуту обвести в кружочек все возможные рычаги на примере скелета человека.
По окончании времени группы меняются листами и подсчитывается количество обведенных рычагов (критерии представлены в презентации). Выбираются три победителя (по наибольшему количеству). Работы собираются. (самооценка+оценка учителя)
При совместном обсуждении на макете показывается все возможные рычаги.
3. Выполнение лабораторной работы. (18 мин)
(Детям выдаются распечатки, которые они заполняют по ходу выполнения работы)
Цель работы: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов.
Ход работы:
- Подвесить на крючок с правой стороны на расстоянии 12 см от оси один груз.
- Уравновесьте рычаг одним грузом. Измерьте левое плечо.
- Снова уравновесьте рычаг, но уже двумя грузами. Измерьте левое плечо.
- Снова уравновесьте рычаг, но уже тремя грузами. Измерьте левое плечо.
- Считая, что каждый груз весит 1 Н, записываю данные и измеренные величины в таблицу.
Сила F 1 на левой части рычага, Н |
Плечо |
Сила F 2 на правой части рычага, Н |
Плечо |
Отношение сил и плеч |
||
- Вычислить отношение сил и отношение плеч для каждого из опытов и полученные результаты записываю в последний столбик таблицы.
- Проверить, подтверждают ли результаты опытов условие равновесия рычага под действием приложенных к нему сил и правило моментов сил.
(F₁)/(F₂)=(l₂)/(l₁).
М 1 = F 1 * l 1 = = H/м
M 2 = F 2 * l 2 = = Н/м
7. Сделать вывод.
Вывод: … .
4. Итог урока. (1 мин.)
Вывод: Во сколько раз сила увеличилась, во столько раз плечо уменьшилось. При равенстве моментов сил, вращающий рычаг по часовой стрелке и против, он находится в равновесии.
5. Домашнее задание.
(выдается каждому индивидуально в конце урока) (1мин)
- § 60, упр 30(1-3.5).
- Задание (с.180)* ,
- * Измерьте с помощью линейки плечи рычага (ножниц, гаечного ключа, гвоздодера, ножниц по металлу) и определите выигрыш в силе выбранных простых механизмов.
6. Рефлексия. (на полученных листочках) (3 мин)
Метод безоценочного контроля «Мини-обзор».
Записать в одном предложении:
- на одной стороне листа «Важное» (что важное было сегодня на уроке),
- на другой – «Неясное» (что осталось неясным).
Цель работы: проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов.
Из учебника (§§56, 57) вы помните, что если силы, действующие на рычаг, обратно пропорциональны плечам этих сил, рычаг находится в равновесии.
Произведение силы на ее плечо называется моментом силы.
М 1 - момент силы F 1 ; М 2 - момент силы F 2 ;
Пример выполнения работы:
Вычисления:
Если в ходе работы отношения плеч сил окажутся не совсем равны отношениям сил, не смущайтесь. Используемый вами рычаг очень точным прибором не назовешь, да и при измерениях плеч и сил может быть допущена некоторая ошибка. Так что если равенство у вас получится приблизительным этого достаточно для того, чтобы сделать правильный вывод.
Дополнительное задание.
Динамометр покажет значение силы F 2 ≅1 Н.
Силы, действующие на рычаг в этом случае, будут направлены следующим образом: Сила F 1 (сила тяжести, действующая на грузики) будет направлена вертикально вниз, ее плечо l 1 = 15 см.
Сила F 2 (сила упругости пружины динамометра) будет направлена вертикально вверх; ее плечо l 2 = 15 см.