Урок "Золотое правило механики"

Тема: Блоки.  «Золотое правило» механики.

Провела учитель физики

МОУ КСОШ №2

Рыжова Е.В.

Цели урока: 1. Дать понятие неподвижного и подвижного блоков.

                         2. Вычислить выигрыш в силе для подвижного блока.

                         3. Сформулировать «золотое правило» механики.

Оборудование: компьютер, презентация,

                                   Физика 7 класс.

Ход урока:

План урока:

    1. Проверка выполнения домашнего задания.

    2. Изложение нового материала.

          а) определение неподвижного и подвижного блоков.

          б) отсутствие выигрыша в силе для неподвижного блока.

          в) выигрыш в силе, даваемый подвижным блоком.

          г) постановка вопроса о возможности получения выигрыша в работе.

          д) отсутствие выигрыша в работе при использовании простых механизмов.

          е) использование просты механизмов.

    3. Закрепление материала.

    4. Итог урока.

    5. Домашнее задание.

1. Проверка выполнения домашнего задания.

    Учитель проверяет выполнения задания  у учащихся. В случае затруднений учащихся учитель комментирует правильное выполнение первой части задания.

2. Изложение материала.

             а) определение неподвижного и подвижного блоков.

    Блоки-это колесо с желобом по окружности для каната или цепи, ось которого жестко прикреплена к стене или потолочной балке. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах.
Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспастом ( слайд  4).

          б) отсутствие выигрыша в силе для неподвижного блока.

   Подвижный и неподвижный блок такие же древние механизмы, как и рычаги. Уже в 212 г.до н.эры с помощью крюков и захватов, соединенных с блоками, сиракузцы захватывали у римлян средства осады. Сооружением военных машин и обороной города руководил Архимед (слайд 5).

    Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг. Моменты сил с обеих сторон блока одинаковы =>одинаковы и силы, создающие эти моменты: Выигрыша в силе он не дает, но позволяет изменить направление действия силы, что иногда необходимо.

          в) выигрыш в силе, даваемый подвижным блоком.

       Подвижный блок Архимед принимал за неравноплечий рычаг, дающий выигрыш в силе в 2 раза (слайд 6)

       Относительно центра вращения действуют моменты сил, которые при равновесии должны быть равны.

               г) постановка вопроса о возможности получения выигрыша в работе.

    Архимед изучил механические свойства подвижного блока и применил его на практике. По свидетельству Афинея, "для спуска на воду исполинского корабля, построенного сиракузским тираном Гиероном, придумывали много способов, но механик Архимед один сумел сдвинуть корабль с помощью немногих людей; Архимед устроил блок и посредством него спустил на воду громадный корабль; он первый придумал устройство блока" (слайд 7,8)

          д) отсутствие выигрыша в работе при использовании простых механизмов.

                   Спортивные парусные суда, как и парусники прошлого, не могут обойтись без блоков гирей.при постановке парусов и управлении ими. Современным судам нужны блоки для подъема сигналов, шлюпок (слайд 9)

          Комбинация подвижных и неподвижных блоков на линии электрофицированной железной дороги для регулировки натяжения проводов (слайд 10).

         Системой блоков могут пользоваться планеристы для подъема в воздух своих аппаратов (слайд 11).

       « золотое правило» механики (слайд 12)

    Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. 

е) Использование простых механизмов.

Ворот-это два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси, например, колодезный ворот с ручкой .Такое сложное громоздкое устройство средневекового периода - ворот или ступальные колеса широко использовались в рудничном деле. Их приводили в движение люди, ступая по планкам колеса (слайд 13)

Ворот можно рассматривать как неравноплечий рычаг: выигрыш в силе, даваемый им, зависит от соотношения радиусов R и r (слайд 14)

 Лебедка - конструкция , состоящая из двух воротов с промежуточными передачами в механизме привода.Грузоподъемность современных лебедок может быть свыше 100 кН. Они работают на канатных дорогах, на буровых установках, выполняют строительно-монтажные и погрузочно-разгрузочные работы (слайд 15)

         ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА- система находящихся в зацеплении зубчатых колес (шестеренок) в какой-то мере аналогична вороту (слайд 16).

      С древности простые механизмы часто использовались комплексно, в самых различных сочетаниях.
        Комбинированный механизм состоит из двух или большего числа простых. Это не обязательно сложное устройство; многие довольно простые механизмы тоже можно считать комбинированными.
      Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Стрелки наручных часов поворачиваются системой зубчатых колес разного диаметра, находящихся в зацеплении друг с другом. Один из наиболее известных несложных комбинированных механизмов – домкрат. Домкрат представляет собой комбинацию винта и ворота.

     Простые механизмы - это труженники со стажем работы более чем 30 веков, но ини ничуть не состарились ( слайд 18-19)

     На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики (слайд 20,21,22).

     Простые механизмы помогут передвинуть дом, чтобы расширить улицу. Под дом подводят рамы, опускают на катки, уложенные на рельсы, и включают электролебедки (слайд 23).

        Наклонная плоскость (слайд 23-28).

3. Закрепление материала.

                   Решение задач (слайд 29).

1. Через неподвижный блок перекинута веревка. Один конец ее прикреплен к поясу монтажника, а второй он тянет вниз с некоторой силой. Какова эта сила, если вес рабочего 700 Н? Трением в блоке и массой веревки пренебречь.

2. Как известно, неподвижный блок выигрыша в силе не дает. Однако при проверке динамометром оказывается, что сила, удерживающая груз на неподвижном блоке, немного меньше силы тяжести груза, а при равномерном подъеме больше ее. Чем это объясняется?

3. Почему у подъемных строительных кранов крюк, который переносит груз, закреплен не на конце троса, а на обойме подвижного блока?

 Ответы (слайд 30)

 1. Действующую на монтажника силу тяжести уравновешивает сумма сил упругости свисающих с блока концов веревки. Поэтому сила натяжения каждого из них равна половине веса человека. Значит, рабочий тянет конец веревки с силой 350 Н.

2.Действием силы трения.

3.Такое крепление дает возможность уменьшить натяжение троса вдвое
(если не учитывать трение в блоках).

4. Итог урока (слайд 31)

1. Какой блок называют неподвижным, а какой подвижным?

2. Для какой цели применяют неподвижный блок?

3. Какой выигрыш в силе даёт подвижный блок?

4. Можно ли рассматривать неподвижный и подвижный блоки как рычаги?

5. В чём состоит «золотое правило» механики?

5. Домашнее задание (слайд 32)

П. 59, 60;    упр. 31 (1,2,3).