Методическая разработка урока по физике «Рычаги в технике, быту и природе» , 7 класс

Рычаги в технике, быту и природе . 7 класс.

Тема урока: “Рычаги в технике, быту и природе.”

Цель урока: продолжать формирование научных

представлений о правиле равновесия

рычага, выраженном через моменты сил ;

рассмотреть применение и использование

рычагов.

Оборудование : ножницы для бумаги и металла,

гвоздодер, домкрат, тиски,

весы, нож хлебный, щипцы для орехов, (комбинированные),

клещи, плоскогубцы, таблицы: 1) Рычаги в природе.

2) Рычаги в быту.

3) Рычаги в технике.

I.Повторение изученного материала .

Учитель, Прошу записать на доске правило равновесия рычага.

Ученик: F₁/F₂=L₂/L₁

Учитель: Эту формулу в качестве лота выставляю на аукционную продажу.

Желающих ее купить прошу поднимать руки.

(ученики сообщают все, что знают об этом. Тот, кто сделает сообщение последним –побеждает).

Ученики: F₁L₁=F₂L₂ ;

M=FL ;

M₁=M₂;

[H.M.] ;

Плечо (определение)

Момент силы зависит от модуля силы;

точки ее приложения и от плеча.

Архимед (287-212 г.) до нашей эры, древнегреческий ученый, физик и математик.

Учитель: Почему дверную ручку прибивают не к середине двери, а у ее края?

Ученик: Для создания одного и того же момента требуется меньшее усилие (сила)

при большем плече.

Учитель: Разломите спичку пополам, получившиеся части снова разломите пополам и

продолжайте ломать спичку на все более маленькие кусочки.

Почему маленькие кусочки труднее разламывать, чем большие?

Учитель: Прошу определить плечи рычагов , изображенных на рисунках .

Самостоятельная работа по карточкам.

Определить плечи сил, приложенных к рычагам, изображенных на рис. карточки.

II Изложение нового материала.

Учитель: На постройке пирамиды Хеопса трудились 10000 рабов в течении

20 лет. В наши дни такую пирамиду можно было соорудить за 9 месяцев при участии

всего 500 рабочих.

Для строительства пирамиды рабы использовали рычаги (рис 151 учебника.)

Далее учащиеся делают сообщения о применении рычагов в природе, быту ,

технике.

Сообщение 1. « Механика цветка»

(Используется рисунок шалфея и насекомого)

Вот как работает в цветке шалфея «рычажный механизм» для загрузки насекомых пыльцой. Нижняя его губа (семейство, к которому относится шалфей, так и называется -

губоцветные), служит очень удобной посадочной площадкой для шмелей.

Отсюда насекомое начинает путь внутрь цветка, к нектару.

Но тут на его дороге «встает шлагбаум» по бокам у входа в цветок располагаются две тычинки. Они прикреплены к цветку так, что короткая и твердая нижняя часть каждой из них являются одним плечом рычага, а верхняя длинная, на которой качается пыльник , - это другое плечо. Шмель пытающийся проникнуть внутрь цветка, нажимает на нижнее плечо. Верхнее при этом опускается , и пыльники вымазывают пыльцой спину насекомого. При посещении другого цветка шмель задевает спиной рыльце его пестика, тоже опущенное вниз и стерегущее насекомое по дороге к хранилищу нектара. Так и осуществляется опыление цветов.

Сообщение 2 . «Сильнее самого себя».

Какой груз вы можете поднять рукой?

Предположим 100H . Вы думаете, что эти 100H определяют силу мускулов вашей руки?

Ошибаетесь: мускулы гораздо сильнее! Проследите за действием, например, так называемой двуглавой мышцы вашей руки. Она прикреплена близ точки опоры рычага, которым является предплечье, груз действует на другой конец этого живого рычага.

Расстояние от груза до точки опоры, т.е. до сустава, почти в 8 раз больше, чем расстояние от конца мышцы до опоры. Значит, если груз составляет 100H ,то мускул тянет с силой в 8 раз большей. Развивая силу, в 8 раз большую, чем наша рука, мускул мог бы поднять непосредственно не 100H , а 800 H. Мы вправе без преувеличения сказать, что каждый человек гораздо сильнее самого себя, т.е. наши мускулы развивают силу, значительно большую той, которая проявляется в наших действиях.

Целесообразно ли такое устройство? На первый взгляд, как будто бы нет: мы видим здесь потерю силы, ничем не вознаграждаемую. Но из правила равновесия рычага мы знаем : во сколько же раз мы проигрываем в силе, во сколько же раз выигрываем в перемещении. Здесь происходит выигрыш в перемещении и скорости : кисть нашей руки движется в 8 раз быстрее , чем управляющие рукой мышцы . Тот способ прикрепления мускулов , который мы видим в теле животных, обеспечивает конечностям быстроту движений , более важную в борьбе за существование, нежели сила. Мы были бы крайне

медлительными существами, если бы наши руки и ноги не были устроены таким образом.

Сообщение 3. «Домкрат».

При помощи винтового домкрата можно развивать очень большие силы, поэтому его применяют для того, чтобы приподнимать автомашины, автоприцепы, вагоны , различные станки и другие тяжелые предметы , а так же передвигать дома . На винтовом домкрате имеется резьба. Расстояние, на которое переместится винт в гайке за один оборот, называется шагом винта.

Как подсчитать силу, которую можно развивать, пользуясь винтовым домкратом, если шаг винта в 6 мм, длина ручки 20см, действующая на ручку сила 120H?

Решение:

1. При одном обороте ручка домкрата проходит путь равный длине окружности:S=2R.

S=2*3.14*0.2м=1.256м.

2.Сила, действующая на руку, совершит работу:

A=120H*1.256м=150Дж.

3.При одном шаге ручки домкрата винт поднимается вверх на 1 шаг, т.е. на 6мм. = 0.006м.

4.Сила, развиваемая домкратом, будет равна:

F=A/K

F=150Дж/0.006м= 25000H.

Ответ:F=25000H.

Если удлинить ручку домкрата, то можно получить еще больший выигрыш в силе.

Сообщение 4. «Cтогометатели-погрузчики».

Поднять сено вручную на стог довольно трудно, поэтому работу механизируют. Существуют различные тракторные стогометатели , основой устройства которых являются рычаги и блоки.

Стогометатель состоит из грабельной решетки, сталкивающий стенки, накидного устройства, опорной рамы, передней рамы и гидроцилиндров.

Грабельная решетка, сталкивающая стенка и другие органы подъемника действует от двух гидроцилиндров, присоединенных шлангами к гидросистеме трактора.

Часовая производительность стогометателя

Погрузка : 1 Соломы – 15m.

2 Навоза – 50m.

Максимальная высота подъема груза 7м. грузоподъемность 500кг.

При стоговании грабельную решетку опускают до земли, затем трактор наезжает на копну и решетка заполняется сеном, сено прижимается накидным устройством , после чего копну поднимают и перевозят к стогу , где она сталкивающей стенкой помещается на стог. В данном случае опорную и переднюю раму и гидроцилиндры следует рассматривать как рычаги.

III Закрепление нового материала.

Задача № 639Л.

При помощи 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 200H.

Определите силу действующую на гвоздь.

Найти: F₁-?

№640Л.

С какой силой натянута мышца (бицепса) при подъеме ядра весом 80H , если расстояние он центра ядра до локтя 32 см, а от локтя до места закрепления мышцы 4см?

IV Задание на дом : § 58 , упр.38(5) , ЗАДАНИЕ 25.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/97108-metodicheskaja-razrabotka-uroka-po-fizike-ryc