Конспект урока «Простые механизмы. Момент силы. Условие равновесия рычага» (7 класс)

Тема.Простые механизмы.Момент силы.

Условия равновесия рычага

Цели: формировать знания учащихся о простых механизмах и их значении в жизни человека, о рычаге как одном из видов простых механизмов; ознакомить учащихся с основными элементами рычага и его характеристиками, опытным путем выяснить условия равновесия рычага; развивать умение учащихся использовать приобретенные в жизненной практике знания для объяснения явлений и решения задач; воспитывать интерес к изучению физики, трудолюбие, самодисциплину и самоорганизацию при выполнении задач урока, коммуникативность при работе в группах.

Тип урока: усвоение новых знаний.

Основные понятия: простые механизмы, рычаг, плечо рычага, момент силы, равновесие рычага.

Оборудование: рычаг, грузы массой по 100 г, линейка, инструкции к проведению фронтального эксперимента, таблицы для работы групп.

Ход урока

                      Эпиграф к уроку:

                                                  Дайте мне точку опоры - и я переверну Землю (Архимед)

1 .Организационный момент

Прежде чем мы начнем работать, хочу, чтобы вы настроились на работу. Поэтому призываю вас

Прием «Стихотворные строки»

Думать - коллективно,

Действовать - оперативно,

Спорить - доказательно.

Это для всех обязательно!

Поэтому проявите знания прекрасные

И все задачи классные

Мгновенно вы решайте,

И знания закрепляйте!

Мотивация учебной деятельности

А сейчас я хочу предложить вам загадки и услышать ответы на них.

Утром, пока есть роса,

Пострижет траву ... (коса)

В огороде и в саду
Я работу ей найду.
У меня в ладонях сжата,
Чтобы землю рыть,... (лопата)

Самый бойкий я рабочий
В мастерской.
Колочу я что есть мочи
День-деньской… (молоток)

 Два конца,

Два кольца,

А посередине гвоздик. (ножницы)

Кланяется, кланяется –

придет домой – растянется. (топор)

Топор, коса, лопата, молоток, ножницы - чем являются для человека эти предметы?(Орудия труда, устройства, которые помогают выполнить работу).

В физике такие устройства называют простыми механизмами. А тема нашего урока звучит так: «Простые механизмы. Рычаг.Условия равновесия рычага.Момент силы».

Эпиграфом к уроку является выражение Архимеда: «Дайте мне точку опоры - и я переверну Землю».

Как вы понимаете его? (Заслушивание ответов учащихся)

Мог бы Архимед, имея точку опоры, сдвинуть Землю? Этот вопрос остается открытым, и мы вернемся к нему в конце урока.

Усвоение новых знаний

Простые механизмы - это устройства для выполнения работы, изменения направления или значения приложенной силы.

Виды простых механизмов представлены в схеме(схему изобразить в тетради)

Блок

Рычаг

Ворот

ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМИ

Клин

Наклонная плоскость

Винт

Рычаг - это твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной оси

Характеристики рычага:

Точка приложения силы - это точка, в которой к рычагу приложена сила (точки А и В на рисунке).

Ось вращения - линия, перпендикулярная продольной оси рычага.

Линия действия силы - линия, указывающая направление действия силы.

Плечо силы - кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы (и ).

Условие равновесия рычага: рычаг находится в равновесии, если отношение сил, действующих на рычаг, обратно отношению их плеч

Используя основное свойство пропорции, можно записать:

 F_{1 =} F₂

Произведение силы на плечо называютмоментом силы.

M = F, = Н·м.

 4. Фронтальный эксперимент

Сейчас мы с помощью фронтального эксперимента попробуем установить еще одно правило, так называемое «правило моментов». Поделитесь на группы по 4 ученика. Группы получают инструкцию к проведению фронтального эксперимента. Для проведения эксперимента у вас 10 минут, а потом мы обсудим результаты.

(После проведения эксперимента каждая группа отчитывается о полученных результатах, а учитель их обобщает)

Обобщение результатов эксперимента

Каждая группа выполняла эксперимент для различных числовых значений сил и плеч, однако все пришли к одному выводу:

Рычаг находится в равновесии, если момент силы, вращающий рычаг по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающему рычаг против часовой стрелки, - это и есть правило моментов:

М ₁ = М ₂

5.   Первичное закрепление изученного материала

А теперь предлагаю ответить на вопрос, поставленный в начале урока:

Мог бы Архимед, имея точку опоры, сдвинуть Землю? (Нет, потому что плечо приложенной силы должно быть очень большим)

Качели - тело, которое может вращаться вокруг неподвижной точки. На ней могут уравновешивать друг друга как люди одинаковой массы, так и люди, массы которых значительно отличаются (ребенок и взрослый). Как должны рассесться взрослый и ребенок, чтобы легко качаться на качелях? (Взрослый ближе к оси вращения, а ребенок - дальше от оси)

Во сколько раз плечо веса ребенка должно быть больше плечо веса взрослого?(Во столько раз, во сколько масса взрослого больше массыребенка)

4) С помощью кусачек перекусывают гвоздь. Расстояние от оси вращения кусачек до гвоздя 2 см, а до точки приложения силы руки 16 см. Рука сжимает кусачки с силой 200 Н. Определите силу, действующую на гвоздь.

(Задача решается на доске и в тетради)

  6.   Итоги урока

Упражнение «Запомни» 

(Ученики по очереди отвечают на вопросы, еще раз закрепляя основные понятия, с которыми познакомились на уроке)

Назовите простые механизмы, которые использует человек в своей деятельности.

Что такое рычаг?

Что такое плечо силы?

Что такое момент силы?

Сформулируйте условие равновесия рычага.

7. Домашнее задание: Коршак §§ 21, 22 (читать), конспект (выучить)

стр. 75 упр. 11 (4,5) устно

Инструкция для группы 1

Внимание! При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 15 см от оси вращения на левой части рычага закрепите 1 гирю массой 100 г.

На правой части рычага закрепите вместе 2 гири массами по 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Инструкция для группы 2

Внимание! При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 5 см от оси вращения на левой части рычага закрепите вместе 3 гири массами по 100 г.

На правой части рычага закрепите 1 гирю массой 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Инструкция для группы 3

Внимание!При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 10 см от оси вращения на левой части рычага закрепите вместе 3 гири массами по 100 г.

На правой части рычага закрепите вместе 2 гири массами по 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Инструкция для группы 4

Внимание!При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 10 см от оси вращения на левой части рычага закрепите вместе 2 гири массами по 100 г.

На правой части рычага закрепите 1 гирю массой 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Инструкция для группы 5

Внимание! При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 10 см от оси вращения на левой части рычага закрепите вместе 2 гири массами по 100 г.

На правой части рычага закрепите вместе 3 гири массами 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Инструкция для группы 6

Внимание!При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 10 см от оси вращения на левой части рычага закрепите вместе 4 гири массами по 100 г.

На правой части рычага закрепите вместе 2 гири массами 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Инструкция для группы 7

Внимание!При выполнении работы будьте внимательны, соблюдайте правила техники безопасности.

Закрепите в штативе лабораторный рычаг. Поворачивая гайки на концах рычага, установите его горизонтально.

На расстоянии 20 см от оси вращения на левой части рычага закрепите вместе 1 гирю массой 100 г.

На правой части рычага закрепите вместе 3 гири массами 100 г и, передвигая подвес вдоль рычага, установите его горизонтально.

Вычислите силы, действующие на рычаг.

Измерьте плечи этих сил.

Проверьте единицы физических величин.

Все данные занесите в таблицу.

Вычислите моменты сил, данные занесите в таблицу.

Сравните момент сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, и момент сил, вращающих рычаг против часовой стрелки.

Таблица группы 1

Таблица группы 2

Таблица группы 3

Таблица группы 4

Таблица группы 5

Таблица группы 6

Таблица группы 7

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/309677-konspekt-uroka-prostye-mehanizmy-moment-sily-