Конспект урока "Простые механизмы" 7 класс

Конспект урока физики "Простые механизмы". 7-й класс

Цели:

Обучающие:

• Познакомить с сущностью простых механизмов.
• Вывести  самостоятельно правило равновесия рычага.
• Проверить умение применять полученные знания для решения практических задач.
• Показать связь изученного материала с жизнью.

Развивающие:

• Развитие мышления учащихся путём применения полученных знаний к решению практических задач.
• Развитие мыслительных операций: анализ, синтез, обобщение.
• Развитие  наблюдательности

Воспитательные:

• Развитие коммуникативных навыков.
• Развитие навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).

Структура урока:

1.     Организационный момент – 1-2 мин.

2.     Актуализация  знаний  – 3 мин.

3.     Изучение материала  – 12 мин.

4.     Закрепление: а) практическая работа – 15 мин. б) Решение задач – 10 мин.

5.     Подведение итогов – 2 мин.

6.     Домашнее задание – 1 мин.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Приборы: рычаги, линейки, наборы грузов, штативы, ножницы, кусачки, клещи, пассатижи, гаечный ключ.

Методы и формы организации учебной деятельности: беседа, демонстрационный эксперимент; решение задач, практическая работа, тестирование,  работа в парах, индивидуальная работа, фронтальный опрос.

Ход урока

Деятельность учителя	Деятельность учащихся
1.    Организационный момент: «Ни один сосуд не вмещает больше своего объема, кроме сосуда знаний, он постоянно  расширяется.»  Арабская пословица  (Слайд 2)   Тема нашего урока: Простые механизмы. Попробуйте сформулировать цель нашего урока Цель – познакомиться с простыми механизмами и вывести правило равновесия рычага.	Учащиеся предлагают варианты  цели урока, анализируют предложения и выбирают конечный вариант
2. Актуализация знаний: Но сначала немного повторим то, что уже изучили. Перед вами вопросы  небольшого теста. Ответьте на них. А теперь поменяйтесь тетрадями и проверьте ответы друг друга. (Слайд4-5) А теперь представим, что нам надо поднять вверх не маленький груз, а тяжелые бетонные плиты? Мы и сейчас восхищаемся грациозностью сооружений древних строителей. В Египте более 4-х тысяч лет тому назад были построены пирамиды. Например, мы строим пирамиду, подобную пирамиде Хеопса. Высота 147 метров. Длина стороны основания 232 метра. Для её сооружения потребовалось 2 млн. 300 тыс.каменных плит. Средний вес каждой 2,5 тонны. Как быть?	Учащиеся отвечают на вопросы теста (Слайд 3) 1. В каком случае совершается  работа? А.  Шарик катиться по гладкому столу Б. кирпич лежит на столе В. Автопогрузчик поднимает  груз 2. Кто развивает большую мощность: человек идущий по лестнице или он же, прыгающий с шестом? А. первый Б. второй В. Мощность одинакова 3. Какую работу совершает  двигатель  мощностью 100 Вт за 3 с? А.  0,05 Дж    Б.  0,3 Дж      В.  300 Дж 4. Груз какого веса можно поднять, совершая работу 20 Дж  на высоту 5 м? А.  4Н      Б. 100Н      В. 25 Н Учащиеся слушают  учителя. Высказывают свои предположения. Предлагают использование лебедки или наклонной плоскости.
3. Изучение нового материала (Слайды 6-7) С древних времен для облегчения своего труда человек   использует различные механизмы (греч. "механэ" – машина, орудие). Без  специальных приспособлений  невозможно было построить такие грандиозные сооружения как Пирамиды. (Слайд 8) Простые механизмы –приспособления, служащие для преобразования силы. К ним относятся: Рычаг – твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры. Ворот – это два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси, например, колодезный ворот с ручкой. Блок – представляет  собой  колесо с жёлобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия. К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы и конвейеры. Чем положе уклон, тем легче выполнить  работу по подъему груза на высоту. Винт – простейший механизм. Резьба винта, в сущности, представляет собой другой простейший механизм – наклонную плоскость, многократно обернутую вокруг цилиндра. (Слайды 9-12) Выдающийся учёный древнего мира Архимед в своих работах излагает законы рычага и делает вывод о том, что теоретически с помощью рычага можно поднять любое тело, в том числе и Землю. Послушайте небольшое сообщение об этом замечательном ученом. Сегодня мы рассмотрим только один простой механизм – рычаг. (Слайд 13) Рассмотрим рычаг более подробно. Единственная неподвижная точка рычага – точка опоры. Плечо силы – кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует сила. Давайте проведём следующий опыт: У нас есть тяжёлая коробка. Как её передвинуть? Попробуем применить рычаг – линейку. Мы убедились на опыте, что рычаги бывают первого  и второго рода. Рассмотрите слайд 14  и ответьте, что у них общего  и в чем различие.	Учащиеся делают записи в тетради. Приводят примеры простых механизмов, встречающихся в жизни. Ученик делает небольшое сообщение о древнегреческом ученом Архимеде: О жизни Архимеда известно немного, но его имя и творчество овеяны многочисленными легендами. Архимед родился в Сиракузах на острове Сицилия в 287 г. до н.э. Его отец, астроном Фидий, был родственником сиракузского царя Гиерона. Архимед получил хорошее образование, долгие годы, пробыв в  Александрийском музее – уникальном научно-исследовательском центре античного мира, с которым учёный не порывал связей до конца своей жизни. Творческую деятельность Архимед начал как инженер, создавая различные механические приспособления, широко использо-вавшиеся в строительстве и быту. Всего Архимеду приписывают около сорока изобретений, в том числе винта и полиспаста. К этому периоду относится одно из его первых сочинений «Книга опор», не дошедшая до нас, цитаты из которой приводит в своей «Механике» александрийский инженер и математик Герон. Однажды Архимед пришел в один город, где местный тиран был наслышан о чудесах, творимых великим механиком. Он попросил Архимеда продемон-стрировать какое-либо чудо. "Хорошо, – сказал Архимед, – но пусть мне помогут кузнецы". Он сделал заказ, и через два дня, когда машина была готова, на глазах изумленной публики Архимед в одиночку, сидя на песке и лениво вращая рукоятку, вытащил из воды корабль, который еле-еле вытаскивали 300 человек. Легендой овеяны последние минуты его жизни. Ворвавшийся в дом Архимеда римский воин убил склонённого над какими-то вычислениями старика, который просил немного подождать, пока он закончит решение задачи.  Ученик у доски проводит опыт. Ученики пробуют сдвинуть коробку при помощи рычага, применяя разные способы. Первый способ. Мы нажимаем на конец палки и с силой давим вниз. Второй способ. Обе силы направлены в одну сторону. Приподнимаем конец рычага. Обе силы направлены вверх. Учащиеся отвечают на вопросы: «Общее – простые механизмы, служащие для преобразования силы и получения выигрыша в силе» «Различие – точка опоры расположена в первом случае между точками приложения сил, во втором на конце рычага.   По разному направлены силы.»  (Слайд 15)
4. Закрепление: практическая работа «Древо науки всеми корнями связано с практикой» А. Несмеянов Итак, приступим  самостоятельным исследованиям. (Слайды 16-17) Ваша цель выяснить, при каком условии рычаг находится в равновесии. Итак,  ребята, к какому выводу пришла ваша группа? (Слайд 19) Вывод: Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил: F2/F1 = L1/L2   Как называется  полученная величина F2/F1? а) Экспериментальное задание Для каждого выданного инструмента определите выигрыш в силе. Запишите в тетради результат. (каждому ученику выдается инструмент из тех, которые находятся на столе учителя). б) Решение задач (Слайд 20) (разбор задачи у доски) (Слайды 21-22)(самостоятельная работа)	Учащиеся  работают группами по 2 человека. 1 уровень – учащиеся, выполняют работу самостоятельно. Задание: 1.     Подвесить рычаг на штатив. 2.     Вращая гайки на концах рычага, расположите рычаг горизонтально. 3.     Подвесьте два груза на левой части рычага. Вес груза равен 1 Н. Что произошло с рычагом? Что нужно сделать, чтобы рычаг оказался в положении равновесия под действием приложенных сил? 4.     Подвесьте с правой стороны динамометр и по его показаниям попытайтесь узнать, какую силу необходимо приложить, чтобы установить рычаг в положении равновесия. 5.     Подвесьте три груза  из набора, уравновесив их одним грузом  с другой стороны 6.     Определите плечи рычага. 7.     Ответьте на вопросы: а) От каких величин зависит результат действия силы? Ответ: от числового значения (модуля); от направления действия силы; от точки приложения. б) Чему равны действующие на рычаг силы? Ответ: весу груза. в) В чем состоит правило равновесия рычага? Ответ:  F2/F1 = L1/L2   2 уровень – (с помощью слайда 17) Учащиеся проговаривают выводы, после обсуждения приходят к общему выводу. Учащиеся отвечают, что полученная величина F2/F1 – это выигрыш в силе. а) Учащиеся определяют выигрыш в силе простых механизмов. б) Учащийся решает у доски. Дано: L1= 1 L2 = 2 m1 = 10кг F2 = F1 L1/ L2 Решение: F1= mg F1= 10кг 10Н/кг = 100Н F2/F1  = L1/ L2   F2 = 100Н 1/2 = 50Н Ответ: 50Н Найти: F2 = ? Самостоятельная работа по решению задач по вариантам.
5. Подведение итогов Итак, мы с вами изучили лишь один из простых механизмов – рычаг. Но он обладает важным свойством, обуславливающим его широкое применение в природных механизмах скелетах животных и человека. Рычажными механизмами в скелетах являются почти все кости, имеющие некоторую свободу движения: кости конечностей, нижняя челюсть, фаланги пальцев. Выполнив  домашнюю лабораторную работу №17,  измерьте плечи у руки – рычага  и определите дает ли он выигрыш в силе. На следующем уроке  мы обсудим, получившийся результат. А закончить урок мне хочется  стихотворением  Б. Пастернака: Во всем мне хочется дойти До самой сути. В работе, в поисках пути, В сердечной смуте. До сущности  истекших дней, До их причины, До основанья, до корней, До сердцевины. Все время схватывая нить Судеб, событий, Жить, думать, чувствовать, любить, Свершать открытья.
6. Домашнее задание Параграфы 55, 56. Домашняя  лабораторная работа №17