การประยุกต์กลไกอย่างง่าย การกำหนดสภาวะสมดุลของคันโยก

บทเรียนเกี่ยวกับการพัฒนาทักษะการทดลองมีเป้าหมายดังต่อไปนี้:

• การศึกษา - เพื่อสร้างแนวคิดของกฎและเงื่อนไขของความสมดุลกฎแห่งช่วงเวลาเพื่อแสดงความสำคัญของมันในทางวิทยาศาสตร์ สามารถอธิบายกฎเกณฑ์การใช้เลเวอเรจและใช้อธิบายผลลัพธ์ได้ งานภาคปฏิบัติ;
• พัฒนาการ - แสดงให้นักเรียนเห็นทางสังคมและ ความสำคัญในทางปฏิบัติวัสดุที่กำลังศึกษาเพื่อพัฒนาความสามารถในการสรุปข้อมูลการทดลองเปรียบเทียบและสรุปผล
• การศึกษา - เพื่อปลูกฝังวัฒนธรรมการทำงานทางจิต, เพื่อทำงานต่อไปเกี่ยวกับการพัฒนาทักษะการสื่อสาร, แรงจูงใจเชิงบวกในการเรียนรู้, การรับรู้สุนทรียศาสตร์ของโลก, เพื่อปลูกฝังความรักในวิทยาศาสตร์และความรู้

อุปกรณ์สำหรับบทเรียน: คอมพิวเตอร์ โปรเจ็กเตอร์ คันโยกบนขาตั้ง ชุดตุ้มน้ำหนัก ไม้บรรทัด

ระหว่างเรียน:

I. แรงจูงใจ

1.เราเรียนรู้กฎอะไรบ้างในบทเรียนที่แล้ว?

(- กฎคันโยกและกฎโมเมนต์)

2.คุณจำเป็นต้องรู้อะไรบ้างเพื่อจดกฎเหล่านี้?

(- ไหล่และความแข็งแรง)

3.เขียนกฎเหล่านี้

กฎของช่วงเวลา: M 1 = M 2;

กฎของคันโยก: F 1 *L 1 = F 2 *L 2

4. เราพบคันโยกในอุปกรณ์ใดที่คุ้นเคยและใช้บ่อยมาก?

(กรรไกร, เครื่องตัดลวด, เครื่องชั่งแบบก้าน)

II.การอัพเดตความรู้พื้นฐาน

1. อธิบายวัตถุประสงค์ของวัตถุเหล่านี้ (การฉายภาพภาพวาดบนกระดาน)

• กรรไกรสำหรับตัดแผ่นกระดาษ
• กรรไกรสำหรับตัดแผ่นโลหะ
• คันโยกสเกลสำหรับกำหนดน้ำหนักตัว

2. เหตุใดกรรไกรบางตัวจึงตัดกระดาษหนา ๆ ในขณะที่บางตัวไม่ตัด?

กรรไกรทำงานตามกฎสมดุลของคันโยก การใช้แรงเล็กน้อยกับส่วนยาวของกรรไกรด้านหนึ่ง เราจะได้แรงกับส่วนสั้นของกรรไกรที่อยู่อีกด้านหนึ่งมากขึ้น เพื่อให้กรรไกรตัดกระดาษหรือกระดาษแข็งเป็นชั้นหนา ใบมีดจะต้องสั้นและมีด้ามจับยาว

3. ใช้และอธิบายกฎเกณฑ์สำหรับแต่ละรายการเหล่านี้:

ก) ความยาวของด้ามจับและความยาวของใบมีดของกรรไกรกระดาษเกือบจะเท่ากันเพราะไม่จำเป็นต้องใช้ความพยายามมากนัก

ข) กรรไกรด้ามยาวและใบมีดสั้นสำหรับตัดแผ่นโลหะสร้างแรงขนาดใหญ่ ณ จุดที่สัมผัสกันระหว่างใบมีดกรรไกรกับโลหะ ไม่ว่าจะสั้นลงกี่ครั้งก็ตาม แรงที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้งานก็มากกว่าจำนวนเท่าเดิม

c) เครื่องชั่งแบบคานมีแขนเหมือนกัน ซึ่งหมายความว่าแรงที่กระทำที่ด้านซ้ายและด้านขวาของเครื่องชั่งจะเท่ากัน เมื่อทราบมวลของตุ้มน้ำหนักแล้ว จึงกำหนดมวลของโหลดได้

สาม. งานห้องปฏิบัติการลำดับที่ 5 “การหาสภาวะสมดุลของคันโยก”

(สำหรับสามตัวเลือก):

ตัวเลือก 1:L 1 = 18 ซม.; ฉ 1 =2 นิวตัน; ฉ 2 =3H; ล 2 =?

ตัวเลือก 2: L 1 = 12 ซม.; ฉ 1 =2H; ฉ 2 =3H; ล 2 =?

ตัวเลือก 3:L 1 = 18 ซม.; ฉ 1 =1H; ฉ 2 =3H; ล 2 =?

เส้นทางการทำงาน:

1.ยึดคันโยกเข้ากับขาตั้งกล้อง

2. ปรับสมดุลคันโยกโดยไม่มีตุ้มน้ำหนักโดยใช้สลักเกลียวพิเศษ

3. ปรับสมดุลคันโยกโดยใช้ชุดตุ้มน้ำหนักและไม้บรรทัดตามคำแนะนำในตัวเลือกของคุณ

4.วาดคันโยกที่สมดุลบนแผนภาพ

5.วัดความยาวของไหล่ L 2.

6. กำหนดโมเมนต์ของแรง M1 และ M2

7.เปรียบเทียบค่าของ M1 และ M2.

8.สรุปผล.

IV. สรุป.

1. บทสรุปเกี่ยวกับความถูกต้องของกฎโมเมนต์

(รายงานจากแต่ละตัวเลือก)

โดยการวางชุดตุ้มน้ำหนักตามระยะทางที่กำหนด เราได้ผลลัพธ์ดังนี้

ผลคูณของแรงที่แขนของแรงนี้ทางด้านซ้ายของคันโยกและทางด้านขวาของคันโยกจะเท่ากัน

ซึ่งหมายความว่าสภาวะสมดุลเป็นที่พอใจ โมเมนต์ของแรงก็เหมือนเดิม

ข้อสรุปทั่วไปจากการทดลอง:

การใช้ชุดน้ำหนักที่แตกต่างกันในทุกกลุ่มที่ดำเนินการตัวเลือก งานภาคปฏิบัติจะได้ผลลัพธ์ดังนี้: ผลคูณของแรงต่อแขนของแรงนี้ทางด้านซ้ายของคันโยกและทางด้านขวาของคันโยกเท่ากัน

ด้วยเหตุนี้ สภาพสมดุลของคันโยกจึงเป็นที่พอใจ และกฎโมเมนต์นั้นใช้ได้ M1= M2.

2. แบบสอบถามสะท้อนกลับ

ข้อความฉบับสมบูรณ์ของเนื้อหาการพัฒนาบทเรียนฟิสิกส์

ฮานาฟินา โตติกุล
สรุปบทเรียนฟิสิกส์ “งานห้องปฏิบัติการ การกำหนดสภาวะสมดุลของคันโยก"

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 5

การกำหนดสภาวะสมดุลของคันโยก.

เป้าหมาย บทเรียน:

1. การพัฒนาความสามารถทางการศึกษาและความรู้ความเข้าใจผ่าน ชี้แจงสภาวะสมดุลของคันโยก.

2. ตรวจสอบการทดลองว่าอัตราส่วนของแรงและไหล่ของพวกมันเป็นเท่าใด คันโยกอยู่ในความสมดุล.

3. การทดลองยืนยันกฎโมเมนต์

1. กฎระเบียบด้านความปลอดภัย

2.ฝึกฝนงานและคำถาม:

คืออะไร แขนคันโยก?

(แขนคันโยกแสดงถึง แข็งซึ่งสามารถหมุนรอบส่วนรองรับคงที่ได้)

ไหล่แห่งความแข็งแกร่งเรียกว่าอะไร?

(แขนแห่งแรงคือระยะห่างจากจุดศูนย์กลางถึงแนวออกแรง).

กำหนดกฎเกณฑ์ คันโยกสมดุล.

(เพื่อที่จะ สมดุลแรงน้อยกว่าต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อให้ไหล่ของมันเกินไหล่ ความแข็งแกร่งมากขึ้น- ได้รับพลังที่ได้รับผ่านทาง คันโยกกำหนดโดยอัตราส่วนของแขนแรงที่ใช้)

เขียนสูตรกฎ คันโยกสมดุล.

(F2/F1=ลิตร1ลิตร2)

กำหนดกฎของช่วงเวลา

(คันโยกอยู่ในความสมดุลถ้าโมเมนต์ของแรงที่หมุนตามเข็มนาฬิกาเท่ากับโมเมนต์ของแรงที่หมุนทวนเข็มนาฬิกา)

เขียนสูตรกฎของช่วงเวลา.

(M1=M2 หรือ F1l1=F2l2)

3. การดำเนินการ งาน:

1. โดยการหมุนน็อตที่ปลาย ปรับสมดุลคันโยกเช่นนี้เพื่อให้วางอยู่ในแนวนอน

2. แขวนน้ำหนักสองอันไว้บนไหล่ซ้ายของคุณ คันโยกที่ระยะ l1=18 ซม. จากแกนหมุน

3.โดยทดลองให้วางตำแหน่งไว้ที่ไหล่ขวา คันโยกซึ่งควรจะระงับน้ำหนักทั้งสามไว้อย่างนั้น ปรับสมดุลสองรายการก่อนหน้า- วัดระยะทางจากสถานที่นี้ถึงแกนหมุน (ลิตร2).

4. สมมติว่าแต่ละน้ำหนักมีน้ำหนัก 1N ให้กรอกข้อมูลลงในช่องว่างในตาราง

l1,ม. F1,H l2,ม. F2,N M1,นาโนเมตร M2,นาโนเมตร

5. หาข้อสรุปเกี่ยวกับความถูกต้องของกฎโมเมนต์

(คันโยกอยู่ในความสมดุลถ้าโมเมนต์แรงหมุนตามเข็มนาฬิกาเท่ากับโมเมนต์แรงหมุนทวนเข็มนาฬิกา)

4.งานเพิ่มเติม:

แขวนตุ้มน้ำหนักสามอันไว้ทางด้านขวาของแกนหมุน คันโยกที่ระยะ 5 ซม- ใช้ไดนาโมมิเตอร์เพื่อกำหนดว่าต้องใช้แรงเท่าใดที่ระยะ 15 ซม. จากแกนหมุนไปทางขวาของตุ้มน้ำหนัก โดยให้แรงขึ้นเพื่อยึด คันโยกอยู่ในความสมดุล

การพัฒนาบทเรียน (บันทึกบทเรียน)

สาย UMK A.V. Peryshkin ฟิสิกส์ (7-9)

ความสนใจ! การดูแลไซต์ไม่รับผิดชอบต่อเนื้อหา การพัฒนาระเบียบวิธีเช่นเดียวกับการปฏิบัติตามการพัฒนามาตรฐานการศึกษาของรัฐบาลกลาง

ประเภทบทเรียน:รวมกัน

รูปแบบการดำเนินการ:งานรวมทั้งชั้น งานกลุ่ม งานเดี่ยว

วิธีการ:การสนทนา เรื่องราว งานห้องปฏิบัติการเพื่อชี้แจงสภาวะสมดุลของคันโยก

วัตถุประสงค์ของบทเรียน: ศึกษากลไกที่ง่ายที่สุดและธรรมดาที่สุด - คันโยก

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• ทางการศึกษา: รวบรวมแนวคิดเกี่ยวกับกลไกง่าย ๆ คันโยกและบทบาทในชีวิตมนุษย์ หาสภาวะสมดุลของคาน สอนการใช้กฎสมดุลของคาน
• ทางการศึกษา: เพื่อปลูกฝังความสนใจทางปัญญาในความรู้ใหม่เพื่อสร้างเงื่อนไขสำหรับการสำแดงความปรารถนาที่จะค้นหาความรู้ใหม่อย่างอิสระ
• พัฒนาการ: พัฒนาทักษะและความสามารถในการวิเคราะห์ความรู้และสรุปอย่างต่อเนื่อง พัฒนาความสนใจและการสังเกตผ่านการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมการศึกษา
• พัฒนาทักษะการปฏิบัติเมื่อใช้อุปกรณ์
• พัฒนาความคิดสร้างสรรค์ของนักเรียน

อุปกรณ์:คอมพิวเตอร์, โปรเจ็กเตอร์, คันโยกไม้บรรทัด, ชุดตุ้มน้ำหนัก, กรรไกร, ตาชั่งคันโยก, บล็อก, โครงกระดูกมนุษย์, ระนาบเอียง

ในระหว่างเรียน

1. ช่วงเวลาขององค์กร (2 นาที)

2. การทำซ้ำ อัพเดทความรู้. (20 นาที)

ก) การสาธิต: กรรไกร เกล็ดคันโยก บล็อก ไม้บรรทัดคันโยก โครงกระดูกมนุษย์ (2 นาที)

นักเรียนจะถูกถามคำถามที่เป็นปัญหา: อะไรรวมอุปกรณ์และอุปกรณ์เหล่านี้เข้าด้วยกัน (กลไกง่ายๆ - คันโยก, ระนาบเอียง)

ตั้งชื่อกลไกง่ายๆ เหล่านี้ว่าเป็นของคันโยกประเภทใด?

ข) ตอบคำถาม:(5 นาที)

• กลไกง่ายๆ คืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร?
• คันโยก (แบบที่ 1, แบบที่ 2) คืออะไร?
• ไหล่คืออะไร?
• กฎความสมดุลของคันโยก?
• ช่วงเวลาแห่งพลังคืออะไร?
• กฎของช่วงเวลาคืออะไร?

B) การทำงานกับการนำเสนอ(9 นาที)

• สร้างแผนภาพบล็อกประเภทของกลไกอย่างง่าย (3 นาที)
• แบ่งกลไกง่ายๆ ออกเป็นสองกลุ่ม (5 นาที)
• การตรวจสอบ. (เกณฑ์ที่นำเสนอในการนำเสนอ) (1 นาที)

D) การใช้กลไกง่าย ๆ - คันโยก(4 นาที)

ทำงานเป็นกลุ่มย่อย (2 คน) โดยมีองค์ประกอบของเกมการแข่งขัน

แต่ละกลุ่มจะได้รับแผ่นที่มีภาพโครงกระดูกมนุษย์ และมีแบบจำลองสาธิตอยู่บนโต๊ะ

ภารกิจ: ใน 1 นาที วงกลมคันโยกที่เป็นไปได้ทั้งหมดโดยใช้ตัวอย่างโครงกระดูกมนุษย์

เมื่อสิ้นสุดเวลา กลุ่มจะเปลี่ยนแผ่นงานและนับจำนวนคันโยกที่เป็นวงกลม (มีการนำเสนอเกณฑ์ในการนำเสนอ) มีการคัดเลือกผู้ชนะสามคน (ตามจำนวนสูงสุด) กำลังรวบรวมผลงาน (การประเมินตนเอง + การประเมินครู)

ในระหว่างการอภิปรายร่วมกัน เค้าโครงจะแสดงคันโยกที่เป็นไปได้ทั้งหมด

3. ปฏิบัติงานห้องปฏิบัติการ (18 นาที)

(เด็ก ๆ จะได้รับเอกสารที่กรอกเมื่อทำงานเสร็จแล้ว)

เป้าหมายของงาน:ตรวจสอบทดลองว่าอัตราส่วนของแรงและไหล่ของคันโยกอยู่ในสมดุลเท่าใด ทดสอบกฎแห่งช่วงเวลาด้วยการทดลอง

ความคืบหน้า:

1. แขวนตุ้มน้ำหนักหนึ่งอันบนตะขอทางด้านขวาโดยให้ห่างจากแกน 12 ซม.
2. ปรับสมดุลคันโยกด้วยน้ำหนักเดียว วัดไหล่ซ้ายของคุณ
3. ปรับสมดุลคันโยกอีกครั้ง แต่มีน้ำหนักสองอัน วัดไหล่ซ้ายของคุณ
4. ปรับสมดุลคันโยกอีกครั้ง แต่มีน้ำหนักสามอัน วัดไหล่ซ้ายของคุณ
5. สมมติว่าแต่ละโหลดมีน้ำหนัก 1 N ฉันจะบันทึกข้อมูลและค่าที่วัดได้ลงในตาราง

	บังคับ F 1 ทางด้านซ้ายของคันโยก N	ไหล่ ลิตร 1 ซม	บังคับ F 2 ที่ด้านขวาของคันโยก N	ไหล่ ลิตร 2 ซม	อัตราส่วนความแข็งแรงต่อไหล่

1. คำนวณอัตราส่วนกำลังและอัตราส่วนไหล่สำหรับการทดลองแต่ละรายการแล้วเขียนผลลัพธ์ที่ได้ลงในคอลัมน์สุดท้ายของตาราง
2. ตรวจสอบว่าผลการทดลองยืนยันสภาพสมดุลของคันโยกภายใต้การกระทำของแรงที่กระทำกับมันและกฎของโมเมนต์ของแรงหรือไม่

(F₁)/(F₂)=(l₂)/(l₁)

ม 1 = ฉ 1 * ล. 1 = = ชม./ม

M 2 = F 2 * l 2 = = นิวตัน/ม

7. หาข้อสรุป

บทสรุป: … .

4. สรุปบทเรียน (1 นาที.)

สรุป: ไม่ว่าความแรงจะเพิ่มขึ้นกี่ครั้ง เลเวอเรจก็จะลดลงตามไปด้วย เมื่อโมเมนต์ของแรงเท่ากัน คันโยกจะหมุนตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา ซึ่งจะอยู่ในสภาวะสมดุล

5. การบ้าน.

(แจกให้แต่ละคนเป็นรายบุคคลในตอนท้ายของบทเรียน) (1 นาที)

1. มาตรา 60 เช่น 30(1-3.5)
2. งาน (หน้า 180)*,
3. * ใช้ไม้บรรทัดวัดแขนคันโยก (กรรไกร ประแจ เครื่องดึงตะปู กรรไกรตัดเหล็ก) และกำหนดความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นของกลไกง่ายๆ ที่เลือก

6. การสะท้อนกลับ (บนกระดาษที่ได้รับ) (3 นาที)

วิธีการควบคุมแบบไม่ตัดสิน "มินิรีวิว"

เขียนเป็นประโยคเดียว:

• ที่ด้านหนึ่งของแผ่นงาน "สำคัญ" (สิ่งสำคัญในชั้นเรียนวันนี้)
• อีกด้านหนึ่ง - "ไม่ชัดเจน" (สิ่งที่ยังไม่ชัดเจน)

เป้าหมายของงาน:ตรวจสอบทดลองว่าอัตราส่วนของแรงและไหล่ของคันโยกอยู่ในสมดุลเท่าใด ทดสอบกฎแห่งช่วงเวลาด้วยการทดลอง

จากตำราเรียน (§§56, 57) คุณจำได้ว่าถ้าแรงที่กระทำต่อคันโยกแปรผกผันกับแขนของแรงเหล่านี้ คันโยกจะอยู่ในสภาวะสมดุล

ผลคูณของแรงและแขนของแรงนั้นเรียกว่าโมเมนต์แห่งแรง

M 1 - โมเมนต์แห่งแรง F 1; M 2 - โมเมนต์แห่งแรง F 2;

ตัวอย่างการทำงาน:

การคำนวณ:

หากระหว่างทำงานอัตราส่วนแรงไหล่ไม่เท่ากับอัตราส่วนแรงก็อย่าอาย คันโยกที่คุณใช้ไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นอุปกรณ์ที่แม่นยำนัก และอาจมีข้อผิดพลาดบางประการเมื่อวัดไหล่และแรง ดังนั้น หากคุณได้ความเท่าเทียมกันโดยประมาณ ก็เพียงพอแล้วที่จะได้ข้อสรุปที่ถูกต้อง

งานเพิ่มเติม.

ไดนาโมมิเตอร์จะแสดงค่าแรง F 2 ≅1 N

แรงที่กระทำต่อคันโยกในกรณีนี้จะถูกกำหนดทิศทางดังนี้: แรง F 1 (แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อตุ้มน้ำหนัก) จะถูกมุ่งลงในแนวตั้งลงในแนวตั้ง โดยไหล่ของ l 1 = 15 ซม.

แรง F 2 (แรงยืดหยุ่นของสปริงไดนาโมมิเตอร์) จะพุ่งขึ้นในแนวตั้ง ไหล่ของเธอ l 2 = 15 ซม.