Применение простых механизмов. Выяснение условия равновесия рычага

1. Триединая цель:

1.1 обучающая: создать условия для выяснения учащимися условия равновесия рычага.
1.2 развивающая: расширить естественнонаучную систему взглядов на процессы, происходящие в природе.
1.3 воспитывающая: формировать на данном учебном материале умственное, нравственное, эстетическое, общечеловеческое мировоззрение, развитие самостоятельности в выдвижении гипотезы и формулирования выводов, воспитать коммуникативную культуру, умения оценивать себя и своих товарищей.

2. Задачи:

2.1. Учебные задачи, направленные на достижение личностных результатов обучения.
2.1.1. Способствовать саморазвитию и самообразованию учащихся на основе мотивации к обучению и познанию.
2.1.2. Продолжить развитие речи учащихся, зрительной памяти, внимания, смысловой памяти, наблюдательности, зрительного восприятия, умений анализировать, сравнивать, обобщать, формирование представления о компьютере как о средстве обучения.
2.1.3. Формировать целостную картину мира.
2.1.4. Формировать осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению.
2.1.5. Формировать умение контролировать процесс и результат деятельности.
2.2. Учебные задачи, направленные на достижение матапредметных результатов обучения.
2.2.1. Познавательные: развивать познавательную активность, продолжить работу по формированию умения собирать, систематизировать и применять информацию по теме, применять и преобразовывать знаково-символические средства для решения задач.
2.2.2. Коммуникативные: продолжить работу по формированию умения работать в парах, организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.
2.2.3. Регулятивные: продолжить работу по формированию умения самостоятельно планировать пути достижения целей, осознано выбирать эффективные способы решения задач.
2.3. Учебные задачи, направленные на достижение предметных результатов обучения.
2.3.1. Продолжить формирование общеучебных и общекультурных навыков работы с информацией, навыка применения формул на практике. Понимать смысл понятий плечо силы, момент силы, физической величины силы, их единиц измерения.
2.3.2. Уметь описывать и объяснять физические явления на основе условия равновесия рычага.
2.3.3. Представлять результаты измерений силы, плеча силы с помощью таблиц.
2.3.4. Делать выводы на основе экспериментальных данных.
2.3.5. Приводить примеры практического применения рычага.
2.3.6. Решать задачи на применение условия равновесия рычага, момента силы.
2.3.7. Проверить на опыте, при каком соотношении сил и их плеч рычаг находится в равновесии.
2.3.8. Проверить на опыте правило моментов.

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:

1. Подвесить на крючок с правой стороны на расстоянии 12 см от оси один груз.
2. Уравновесьте рычаг одним грузом. Измерьте левое плечо.
3. Снова уравновесьте рычаг, но уже двумя грузами. Измерьте левое плечо.
4. Снова уравновесьте рычаг, но уже тремя грузами. Измерьте левое плечо.
5. Считая, что каждый груз весит 1 Н, записываю данные и измеренные величины в таблицу.

	Сила F 1 на левой части рычага, Н	Плечо l 1 , см	Сила F 2 на правой части рычага, Н	Плечо l 2 , см	Отношение сил и плеч

1. Вычислить отношение сил и отношение плеч для каждого из опытов и полученные результаты записываю в последний столбик таблицы.
2. 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)

1. § 60, упр 30(1-3.5).
2. Задание (с.180)* ,
3. * 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.

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