Технологическая карта урока "Рычаги в технике быту и природе", 7 класс

Планируемые результаты

Личностные

Метапредметные

Предметные

• Формирование ответственного отношения к учению на основе мотивации к обучению и познанию; формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками и взрослыми в процессе учебной деятельности; развитие у обучающихся самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;

• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

• Формирование умения определять понятие, обобщать, классифицировать, строить рассуждение и делать выводы;

• представлять информацию в разных символьно-знаковых образах;

• оценивать правильность выполнения задания; развитие ИКТ-компетенции, планировать свою деятельность,

• осуществлять самоконтроль и оценку результатов своей деятельности

• объяснять условия равновесия рычага;

• применять условие равновесия для решения задач;

• объяснять устройство инструментов и частей тела человека и животных с помощью физических законов

• воспринимать информацию физического содержания,

критически

оценивать полученную информацию, анализируя ее содержание

Организационная структура урока

Этап урока

Содержание деятельности учителя

Содержание деятельности обучающегося

Время

1.Организационный момент

Учитель приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку. Создает в классе атмосферу сотрудничества.

-Добрый день, ребята! Желаю хорошо поработать на уроке, узнать новое

Обучающиеся готовы к началу работы, настраиваются на учебную деятельность

1 мин

2. Этап мотивации и целеполагания

Организует беседу по вопросам, демонстрирует эти устройства.

Отгадайте загадки:

Две сестры качались, правды добивалась,
А когда добились, то остановились. (весы)

Что за чудо великан?
Тянет руку к облакам.
Он работник очень важный,
строит дом многоэтажный.  (подъемный кран)

Сам он худ, голова с пуд,
как ударит - крепко станет. (молоток)

Два братца - одно сердце. (ножницы)

Он скрепляет документы
Лучше самой клейкой ленты.
Если скобки в нём сидят,
То скрепляет всё подряд. (степлер)

Каким одним словом можно объединить эти устройства?

Сформулируйте тему и задачи урока.

Эпиграф нашего урока «Дайте мне точку опоры и я переверну Землю». Возможно ли это сделать? Оставим этот вопрос открытым.

Отвечают на вопросы, определяют тему и задачи урока

Это рычаги.

Тема урока: Рычаги в технике, быту и природе.

Задачи: Проверить свойства рычагов, рассмотреть примеры рычагов в жизни

Выдвигают предположения

2 мин

3. Усвоение новых знаний и действий и их осмысление

Какими свойствами обладают рычаги

Выполняют лабораторную работу парами заполняют рабочую карту делают выводы

25 мин

В каких областях можно применять рычаги, благодаря их свойствам?

Ребята предварительно работали по группам на Google дискеhttps://docs.google.com/presentation/d/1F6s2798LZjb-c7UrYyo3T_YNaxA8zgUOPn7emEFTdxs/edit?usp=sharing. Задание выдается в электронном дневнике за неделю до урока в виде ссылки

Отчет каждой группы о применении рычагов в различных областях жизни

4. Этап закрепления и осмысления новых знаний и действий

Выполняют задание по тексту по группам

Выполните задание №4. Прочитайте текст и ответьте на вопрос.

Текст №1. Сильнее самого себя

Какого веса груз вы можете поднять рукой? Положим, что 100 Н. Вы думаете, что эти 100 Н определяют силу мускулов вашей руки? Ошибаетесь: мускулы гораздо силь­нее! 
Рис. Предплечье С человека — рычаг второго рода.

Д ействующая сила прило­жена к точке I; опора рыча­га находится в точке О со­членения; преодолеваемое же сопротивление (груз R) приложено в точке В.

Проследите за действием, например, так называемой двуглавой мышцы вашей руки (см. рис.*). Она прикреп­лена близ точки опоры рычага О, каким является кость предплечья, а груз действует на другой конец этого жи­вого рычага. Расстояние ВО от груза до точки опоры, т. е. до сустава, почти в 8 раз больше, чем расстояние IО от конца мышцы до опоры. Значит, если вес груза составля­ет 100 Н, то мускул тянет с си­лой в 8 раз большей. Развивая силу в 8 раз большую, чем наша рука, мускул мог бы непосредствен­но поднять груз весом не 100 Н, а 800 Н!

Мы вправе без преувеличения сказать, что каждый человек го­раздо сильнее самого себя, т. е. что наши мускулы развивают си­лу, значительно большую той, ко­торая проявляется в наших дей­ствиях.

Вскелете животных и человека все кости, имеющие некото­рую свободу движения, являются рычагами, например, у чело­века — кости конечностей, нижняя челюсть, череп (точка опо­ры — первый позвонок), фаланги пальцев. У кошек рычагами яв­ляются подвижные когти; у многих рыб — шипы спинного плав­ника; у членистоногих — большинство сегментов их наружного скелета; у двустворчатых моллюсков — створки раковины.

Рычажные механизмы скелета обычно рассчитаны на выиг­рыш в скорости при проигрыше в силе. Это важно для выживания.

О собенно большие выигрыши в скорости получаются у насекомых. Крылья некоторых насекомых начинают вибрировать согласно электрическим сигналам, которые проводятся нервами. Каждый из этих нервных сигналов проявляется в одном сокращении мышцы, которая в свою очередь двигает крыло. Две группы противоположных мышц, известных как «подниматель» и «опускатель», помогают крыльям подниматься и опускаться, натягивая в противоположные стороны. Стрекозы могут достигать в полете скорости до 40 км в час.

Соотношение длины плеч рычажного элемента скелета нахо­дится в тесной зависимости от выполняемых данным органом жизненных функций. Например, длинные ноги борзой и оленя определяют их способность к быстрому бегу; короткие лапы кро­та рассчитаны на развитие больших сил при малой скорости; длинные челюсти борзой позволяют быстро схватить добычу на бегу, а короткие челюсти бульдога смыкаются медленно, но сильно держат (жевательная мышца прикреплена очень близко к клыкам, и сила мышц передается на клыки почти без ослаб­ления).

В растениях рычажные элементы встречаются реже, что объясняется малой по­движностью растительного организма. Типичный ры­чаг — ствол дерева и состав­ляющий его продолжение главный корень. Глубоко уходящий в землю корень сосны или дуба оказывает огромное сопротивление опрокидыванию (велико плечо сопротивления), поэтому сосны и дубы почти никогда не выворачиваются с корнем. Наоборот, ели, имеющие чисто по­верхностную корневую систему, опрокидываются очень легко
Задание к тексту №1 «Сильнее самого себя»

На рисунке представлена схема строения руки человека. Определите, с какой силой действует мышца руки для удержания в равновесии груза массой 10 кг, действующего на ладонь. Какой выигрыш в силе дает этот рычаг руки? Массой руки в расчетах пренебречь.

Почему некоторые рычаги в организмах животных и человека устроены так, что они дают проигрыш в силе? Приведите примеры. 

 Текст №2

Рычаги в быту и технике

Рычаги широко распространены в быту. Вам было бы гораздо сложнее открыть туго завинченный водопроводный кран, если бы у него не было ручки в 3-5 см, которая представляет собой маленький, но очень эффективный рычаг. То же самое относится к гаечному ключу, которым вы откручиваете или закручиваете болт или гайку. Чем длиннее ключ, тем легче вам будет открутить эту гайку, или наоборот, тем туже вы сможете её затянуть. При работе с особо крупными и тяжелыми болтами и гайками, например при ремонте различных механизмов, автомобилей, станков, используют гаечные ключи с рукояткой до метра.

Другой яркий пример рычага в повседневной жизни – самая обычная дверь. Попробуйте открыть дверь, толкая её возле крепления петель. Дверь будет поддаваться очень тяжело. Но чем дальше от дверных петель будет располагаться точка приложения усилия, тем легче вам будет открыть дверь. 

Естественно, рычаги так же повсеместно распространены и в технике. Самый очевидный пример – рычаг переключения коробки передач в автомобиле. Короткое плечо рычага – та его часть, что вы видите в салоне. Длинное плечо рычага скрыто под днищем автомобиля, и длиннее короткого примерно в два раза. Когда вы переставляете рычаг из одного положения в другое, длинное плечо в коробке передач переключает соответствующие механизмы. Здесь так же очень наглядно можно увидеть, как длина плеча рычага, диапазон его хода и сила, необходимая для его сдвига, соотносятся друг с другом.

Рычаги можно встретить на стройке: экскаватор, подъемный кран, тачка, лом.

Примером рычага, дающего выигрыш в силе, могут служить ножницы для резки бумаги, кусачки, ножницы для резки металла, лопата.


Рычаги различного вида имеются у многих машин: ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино - все это примеры рычагов. Весы - тоже пример рычага.

Примером рычага, дающего проигрыш в силе, является весло. Это необходимо для получения выигрыша в расстоянии. Чем длиннее часть весла опускаемого в воду, тем больше его радиус вращения и скорость движения.
Таким образом, мы можем убедиться в том, что механизм рычага очень широко распространен как в нашем повседневном быту, и в различных механизмах.
Задания к тексту «Рычаги в быту и технике»

Измерьте с помощью линейки плечи рычагов (ножниц, кусачек, плоскогубцев). Определите выигрыш в силе данных простых механизмов.
Ответьте на вопрос: для чего используют рычаги в технике?

Текст №3

Мог ли Архимед поднять Землю?

« Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!» — такое восклицание легенда приписывает Архимеду, гениально­му механику древности, открывшему законы рычага. «Од­нажды Архимед,— читаем мы у Плутарха,— написал сиракузскому царю Гиерону, которому он был родственник и друг, что данной силой можно подвинуть какой угодно груз. Увлеченный силой доказательств, он прибавил, что если бы была другая Земля, он, перейдя на нее, сдвинул бы с места нашу». Архимед знал, что нет такого груза, который нельзя было бы поднять самой слабой силой, если воспользо­ваться рычагом: стоит только приложить эту силу к очень длинному плечу рычага, а короткое плечо заставить дей­ствовать на груз. Поэтому он и думал, что, напирая на чрезвычайно длинное плечо рычага, можно силой рук под­нять и груз, масса которого равна массе земного шара (см. рисунок «Архимед рычагом поднимает Землю» (со старинного рисунка)

Но если бы великий механик древности знал, как ог­ромна масса земного шара, он, вероятно, воздержался бы от своего горделивого восклицания. Вообразим на мгно­вение, что Архимеду дана та «другая Земля», та точка опо­ры, которую он искал; вообразим далее, что он изготовил рычаг нужной длины. Знаете ли, сколько времени пона­добилось бы ему, чтобы груз, равный по массе земному шару_, поднять хотя бы на 1 см?

Не менее тридцати тысяч биллионов лет!

В самом деле. Масса Земли известна; тело с такой массой весило бы на Земле круглым счетом 600 · 10 ²³ Н.

Если человек может непосредственно поднять груз весом 600 Н, то, чтобы «поднять Землю»_, ему понадобится приложить свои руки к длинному плечу рычага_, которое больше короткого в 10 ²³ раз!

Простой расчет убедит вас, что, пока конец короткого плеча поднимается на 1 см, другой конец опишет во Все­ленной огромную дугу в 10 ¹⁸км!

Такой невообразимо длинный путь должна была бы пройти рука Архимеда, налегающая на рычаг, чтобы «поднять Землю» только на 1 см! Сколько же времени понадобится для этого? Если считать, что Архимед способен был под­нять груз весом 600 Н на высоту 1 м за 1 секунду, то и тогда для «поднятия Земли» на 1 см потребуется 10 ²¹ секунд, или тридцать тысяч биллионов лет! За всю свою долгую жизнь Архимед, напирая на рычаг, не «поднял бы Земли» даже на толщину тончайшего волоса...
Никакие ухищрения гениального изобретателя не по­могли бы ему заметно сократить этот срок. «Золотое пра­вило механики» гласит, что на всякой машине выигрыш в силе неизбежно сопровождается соответствующей по­терей в длине перемещения, т. е. во времени. Если бы даже Архимед довел быстроту своей руки до величайшей скорости, какая возможна в природе,— до 300 000 км/с (скорость света), то и при таком фантастическом допуще­нии он «поднял бы Землю» на 1 см лишь после десяти мил­лионов лет работы.

Задание к тексту «Мог ли Архимед поднять Землю?»
Ответьте на вопросы:

Какой длины пришлось бы Архимеду взять рычаг, если бы планету удалось разместить на плече в 1 м. Масса Архимеда 60 кг, масса Земли 6*10²⁴ кг.

Мог ли Архимед поднять Землю а) теоретически? б) практически? Почему

Выполняют задание в группах, обсуждают вопросы

10 мин

4. Динамическая пауза

Проводится динамическая пауза

физкультминутка

1 мин

5. Подведение итогов. Рефлексия

Составьте кластер по теме «Рычаг»

Оцените свою работу на уроке

Составляют кластер по теме в Google презентации парами со своего ноутбука - на доске получаем общий кластер класса. Выполняют самооценку своей деятельности на

Google форме, на доске фиксируются общие результаты

5 мин

6. Домашнее задание

Предлагается домашнее задание по уровням

1. Прочитать п.60, ответить на вопросы, упр. 32 № 1-5

2. Задание на стр. 181

3. Определите выигрыш в силе ножниц, кусачек и т.д.

4.Пройдете первый уровень игры «Равновесие по ссылке» по ссылке https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_ru.html

Желаю Вам найти свою точку опоры и всегда оставаться в равновесии! Спасибо за урок!

Запись домашнего задания

1 мин

Фамилия, имя

Дата:

Рабочая карта обучающегося

Тема урока

ссылка на презентациюhttps://docs.google.com/presentation/d/1VjwQt3wFzeCMliQpoAHQuVZQiGLauOezkWBrtbKIT3Y/edit?usp=sharing

1.

Отгадайте загадки:

Две сестры качались, правды добивалась,
А когда добились, то остановились.

Что за чудо великан?
Тянет руку к облакам.
Он работник очень важный,
строит дом многоэтажный. 

Сам он худ, голова с пуд,
как ударит - крепко станет.

Два братца - одно сердце.

Он скрепляет документы

Лучше самой клейкой ленты.
Если скобки в нём сидят,
То скрепляет всё подряд.

2.

1.Твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры, называется ______________________

2. Перпендикуляр, проведённый из точки опоры на линию действия силы – это________________________

3. Рассказывая о рычаге, девочка нарисовала две схемы рычага в равновесии. Укажите, какая из них правильная? (1 деление – 1 см)

А)Б)

4. Определите плечи сил рычагов, изображенных на рисунках (1 клетка – 5 см)

3

Выяснение условия равновесия рычага

Цель работы: Проверить на опыте, при каком соотношении сил их плеч рычаг находится в равновесии. Проверить на опыте правило моментов. Выяснить, какой эффект дает рычаг

Приборы и материалы: рычаг на штативе, набор грузов, измерительная линейка, динамометр.

1. Уравновесьте рычаг, вращая гайки на его концах так, чтобы он расположился горизонтально.

2. Измерьте с помощью динамометра вес одного грузика и запишите результат F = ……. Н

3. Подвесьте 2  груза на левой части рычага на расстоянии, равном  10 см от оси вращения.

Опытным путем установите, на каком расстоянии вправо от оси вращения надо подвесить 1, 2 и 4  груза, чтобы рычаг пришел в равновесие.

5. Считая, что каждый груз весит 1Н, запишите данные и измеренные величины в таблицу:

№

Опыта

Сила

F₁

на левой части рычага, Н

Плечо

l₁,

м

Сила

F₂

на правой части рычага, Н

Плечо

l₂,

м

Отношение

сил и плеч

Результат использования рычага (выигрыш в силе, проигрыш в силе)

F₁/F₂

l₂/l₁

1

2

0,1

1

2

2

0,1

2

3

2

0,1

4

№ Опыта

Момент силы F₁ на левой части рычага

М₁ = F₁ · l₁ ,

Н · м

Момент силы F₂ на правой части рычага

М₂= F₂ · l₂ ,

Н · м

1

2

3

1. На уроке я работал …

активно / пассивно

2.Своей работой на уроке я …

доволен / не доволен

3. За урок я …

не устал / устал

4. Мое настроение …

стало лучше / стало хуже

5. Материал урока мне был …

понятен/ не понятен

полезен/ не полезен

интересен/ не интересен