Рівновага тіл. Визначення центра мас плоских фігур

Про матеріал

Узагальнення й систематизації знань з теми про рівновагу тіл. Ознайомлення учнів з методами визначення центра мас плоских фігур: вміння експериментально визначати та побудовою знаходити центр мас плоских фігур

Перегляд файлу

І.А. Левченко,

учитель фізики Черкаської гімназії №31

Черкаської міської ради Черкаської області

Рівновага тіл. Визначення центра мас плоских фігур

Урок для 10 класу

Мета: Навчальна: ознайомити учнів з методами визначення центра мас плоских фігур; сформувати вміння експериментально визначати та побудовою знаходити центр мас плоских фігур; удосконалювати експериментальні навички проведення дослідів.

Розвивальна: Розвивати пізнавальну активність, творчі здібності, вміння мислити в стандартних і нестандартних ситуаціях, навички розв’язувати поставлені завдання; прищеплювати навички інтелектуальної праці.

Виховна: Виховувати свідоме розуміння значення знань у житті людини, готовність до колективних форм діяльності, зацікавленість учнів у результатах своєї роботи, відповідальність за здобуття ЗУН, впевненість при прийнятті рішень, навички раціонального використання часу, акуратність під час проведення експерименту.

Тип уроку: узагальнення й систематизації знань з елементами лабораторного практикуму.

Формування ключових компетентностей:

- основні компетентності у природничих науках і технологіях;

- інформаційно-цифрова компетентність;

- математична компетентність;

- ініціативність і підприємливість;

- уміння вчитися впродовж життя.

Наскрізні лінії:

- Громадянська відповідальність.

- Здоров’я і безпека.

- Підприємливість і фінансова грамотність.

Обладнання та наочність: штатив з муфтою та лапкою, лінійка, картон, готові заготовки плоских фігур правильної та неправильної форми, ножиці, тонкий цвях (шпилька або голка), шило, гайка (або інший невеликий вантаж), нитка завдовжки 30–40 см, олівець, циркуль, правила з техніки безпеки для учнів у кабінеті фізики, бланк звіту (додаток 1), тести на платформі classroom, презентація до уроку, комп’ютерне забезпечення.

Хід уроку

План-схема уроку.

№ з/п	Етап уроку	Час, хв	Методи й форми роботи з класом
1.	Організація класу	0,5	Метод «Асоціативний кущ»
2.	Мотивація навчальної діяльності	2	Метод «Прес»
3.	Повідомлення теми та мети уроку	1	Пояснення учителя
4.	Розминка перед тестуванням	5	Метод «Розминка»
5.	Тести на платформі classroom	7	Метод «Шкала успіху»
6.	Фізкультхвилинка	1	Релаксація
7.	Правила з техніки безпеки	2	Метод «Ланцюжок»
8.	Формування практичних навичок та вмінь	22	Робота в групах
9.	Рефлексія	3	Метод «Сенкан»
10.	Підбиття підсумків уроку. Домашнє завдання	1,5	Евристична бесіда

(На дошці висить портрет Канта. Девіз уроку: «Без сумніву, всі наші знання починаються з досліду»)

Афірмація

Доброго ранку. Сьогодні новий день, і це чудова можливість почати його з позитиву. Я приймаю цей день з відкритим серцем, і вдячністю за все те, що мене очікує. Мої думки налаштовані на успіх, радість і гармонію. Кожна подія сьогоднішнього дня принесе мені корисний досвід і нові можливості. Я повністю готовий до цього дня. І знаю, що він буде прекрасним. Сьогодні я почуваюся сильним, енергійним, повним життєвих сил. Я вірю в свої можливості і з легкістю досягаю своїх цілей. Я зберігаю спокій і рівновагу в будь-якій ситуації…

І. Організація класу

Вправа «Асоціативний кущ». Скласти асоціації до слова Рівновага.

(Урівноваження, баланс, спокій тощо)

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Чому важливо вивчати рівновагу тіл?

(Діти відповідають за зразком: Я вважаю …оскільки …наприклад… отже …)

ІІІ. Повідомлення теми та мети уроку

(Вчитель повідомляє тему уроку та його мету. Тема уроку: «Рівновага тіл. Визначення мас плоских фігур»)

ІV. Розминка перед тестуванням.

1. Пам'ятники, які зависли в повітрі, стали звичними в Європі або Америці, але для України це ще дивина. Перша така скульптура – композиція «Висока нота» – з’явилася в Черкасах. Бронзова дівчина, яка грає на скрипці, розгойдується на тросі над головами людей на висоті 7 метрів – між небом і землею. Автор скульптури Олександр Лідаговський.

Чому скрипалька не падає? (https://ki.ill.in.ua/a/675x0/24345972.jpg?t=636625065867252951)

Відповідь: Скрипалька, яка спирається на трос, перебуває у стані стійкої рівноваги, якщо вертикальна лінія, проведена через центр тяжіння тіла, проходить у межах площі опори або центр тяжіння знаходиться нижче каната. В даному випадку центр тяжіння знаходиться нижче каната.

2. Пояснити, як вдається головній героїні фільму Аліті (Фільм «Аліта: Бойовий ангел» («Alita: Battle Angel»)) знаходитись в такому стані? (учні дивляться відео-фрагмент із фільму)

Відповідь: Аліта перебуває у стані стійкої рівноваги, якщо вертикальна лінія, проведена через центр тяжіння тіла, проходить у межах площі опори. В даному випадку ця умова виконується.

V. Тести на платформі classroom

(https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdFv_-CLvN6d9249fdlRNUbkZWcgUwoHBQug96ajJYp-Q7crg/viewform?usp=sf_link)

РІВНОВАГА ТІЛ

1. Центр тяжіння для трикутника – це точка перетину…

А) медіан; Б) бісектрис;

В) перпендикулярів; Г) всі відповіді правильні.

2. Центр мас паралелограма – це точка перетину…

А) бісектрис кутів; Б) перпендикулярів;

В) діагоналей; Г) всі відповіді правильні.

3. Точка перетину медіан в трикутнику називається…

А) центроїд трикутника; Б) барицентр трикутника;

В) центр тяжіння; Г) всі відповіді правильні.

4. Центр мас круга – точка перетину…

А) довільних хорд; Б) діаметрів;

В) правильної відповіді немає.

5. Рівновага – стан механічної системи, в якому матеріальні точки залишаються…

А) нерухомими відносно неінерціальної системи відліку;

Б) рухомими відносно інерціальної системи відліку;

В) рухомими відносно неінерціальної системи відліку;

Г) нерухомими відносно інерціальної системи відліку.

6. Якщо незначне зміщення тіла викликає подальше значне відхилення його від початкового положення, то рівновага…

А) стійка; Б) нестійка;

В) байдужа; Г) всі відповіді правильні.

7. В якій праці Архімед подає постулати, які стали фундаментом статики?

А) «Про рівновагу важеля»; Б) «Про нестійку рівновагу»;

В) «Про байдужу рівновагу»; Г) «Про рівновагу плоских фігур».

8. Закон Архімеда: Однакові тягарі, прикладені до неоднакових плечей важеля, не перебувають у рівновазі.

А) І закон; Б) ІІ закон;

В) ІІІ закон; Г) ІV закон.

9. Який з постулатів Архімеда зображено на малюнку?

$D:\Мои документы\Загрузки\Рисунок8.jpg$

А) І постулат; Б) ІІ постулат;

В) ІІІ постулат; Г) ІV постулат.

10. Що таке момент сили?

А) Добуток маси на плече; Б) Добуток сили на плече;

В) Добуток сили на довжину; Г) Правильної відповіді немає.

11. Тіло, що має нерухому вісь обертання, перебуватиме в стані стійкої рівноваги, якщо…

А) центр тяжіння - нижче точки опори або підвісу;

Б) центр тяжіння - вище точки опори або підвісу;

В) центр тяжіння - лівіше точки опори або підвісу;

Г) центр тяжіння – правіше точки опори або підвісу.

12. Тіло на горизонтальній площині знаходиться в стані стійкої рівноваги, якщо вертикальна лінія проведена через…

А) центр тіла проходить у межах площі опори;

Б) центр тяжіння проходить за межами площі опори;

В) центр тяжіння проходить у межах площі опори;

Г) центр мас проходить за межами площі опори.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
А	В	Г	Б	Г	Б	Г	Б	Г	Б	А	А

VІ. Фізкультхвилинка

(Гімнастика для очей. Пес Патрон. Відео)

VІІ. Формування практичних навичок. Робота в групах

(учні працюють в групах: кожна група отримує завдання та обладнання для роботи по визначенню центра мас плоских фігур (досліджуване тіло – нерівнобічна трапеція); перед виконанням вивчають правила з техніки безпеки у кабінеті фізики)

Правила з техніки безпеки для учнів у кабінеті фізики:

1. Лабораторне обладнання розміщуйте на своєму робочому місці акуратно,

щоб запобігти падінню приладів або їх перекиданню.

2. Чітко дотримуйтеся порядку виконання лабораторної роботи та правил техніки безпеки.

3. Будьте уважні й дисципліновані, точно виконуйте вказівки вчителя.

4. Не залишайте робоче місце без дозволу вчителя.

5. Не починайте роботу без дозволу вчителя.

6. При проведенні дослідів не допускайте граничних навантажень вимірювальних приладів.

7. Стежте за справністю кріплень використовуваного обладнання, користуйтеся тільки справними приладами й обладнанням.

8. Після завершення лабораторної роботи ретельно приберіть своє робоче місце.

9. Із класу виходьте тільки з дозволу вчителя.

10. При отриманні травми або поганому самопочутті повідомте про це вчителя.

Експеримент 1. (відео виконання роботи з Інтернет + інструкція до роботи на ст.116 [3])

Після виконання експериментів необхідно перевірити, чи сходяться результати (центри мас) експериментального та геометричного методу. Для цього необхідно зробити шилом отвори в центрах мас і порівняти їх.

Експеримент 2. Вчитель роздає заготовки звичайних тіл неправильної форми та тіл неправильної форми у вигляді дерев, кущів, квітів (на звороті можна ознайомитись з інформацію про дану рослину, тим самим розширити свій кругозір) та у вигляді букв абетки (Р, В, О, А, І, Н, А, В, Г).

(виконують під музику Desireless - Voyage Voyage (minus); учні знаходять центри мас запропонованих фігур)

$G:\10 клас\img20241112_10490649.jpg$ $G:\10 клас\img20241112_10500878.jpg$

$G:\10 клас\img20241112_08464300.jpg$ $G:\10 клас\img20241112_08484252.jpg$ $G:\10 клас\img20241112_08453076.jpg$ $G:\10 клас\img20241112_08472338.jpg$ $G:\10 клас\img20241112_08434644.jpg$

$E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\R-253x300.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\V-286x300.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\O.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК (н)\БУКВИ\A-269x300.png$ $G:\10 клас\img20250115_12551702.jpg$

$E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\N-300x265.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК (н)\БУКВИ\A-269x300.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\V-286x300.png$

(для тих, хто виконав завдання, вчитель пропонує «відвідати» сайт: https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_all.html?locale=uk (Interactive simulations «Балансування»))

VІІІ. Рефлексія (Метод «Сенкан»)

Скласти сенкан до слова рівновага.

(1. Рівновага.

2. Стійка, байдужа.

3. Пояснює, обґрунтовує, відображає.

4. Є основою елементів статики

5. Баланс)

ІХ. Підсумок уроку

(Вчитель вивішує на дошці замість слова Рівновага букви, використані дітьми для визначення центра мас, і робить висновки)

Ми ознайомилися з методами визначення центра мас плоских фігур; сформували вміння побудовою знаходити центр мас тіл; удосконалили експериментальні навички проведення дослідів.

Розвинули пізнавальну активність, творчі здібності, вміння мислити в стандартних і нестандартних ситуаціях, навички розв’язувати задачі та прищепили навички інтелектуальної праці.

Виховали свідоме розуміння значення знань у житті людини, готовність до колективних форм діяльності, зацікавленість у результатах роботи, впевненість при прийнятті рішень та навички раціонального використання часу, акуратність під час проведення експерименту.

Бажаю здоров’я та стійкої рівноваги.

Х. Домашнє завдання

Повторити §14, конспект; підготувати звіт про виконану роботу.

Література:

1. Позакласна робота з фізики: Пер. З рос. – К: Рад. Школа, 1983 – 206 с, іл. –

2. Фізика : 10 кл.: підруч. Для загальноосвіт. Навч. Закл. : рівень стандарту / Є.В. Коршак, О.Л. Лященко, В.Ф. Савченко. – К.: Генеза, 2010. – 192 с.: іл..

3. Фізика (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Локтєва В. М.) : підруч. Для 10 кл. закл. Загал. Серед. Освіти / [В. Г. Бар’яхтар, С. О. Дов гий, Ф. Я. Божинова, О. О. Кірюхіна] ; за ред. В. Г. Бар’яхтара, С. О. Довгого. — Харків : Вид-во «Ранок», 2018. — 272 c. : іл.

4. Інтернет (всі картинки взяті із різних сайтів)

Додаток 1

Дата ______ прізвище, ім’я ______________________________________________________ клас_____

Лабораторний практикум. Робота № 5

Визначення центра мас плоских фігур

Мета: Навчитися визначати центр мас (центр тяжіння) плоских фігур правильної і неправильної форми; експериментально перевірити, чи є визначена точка центром мас цих фігур.

Обладнання: штатив з муфтою та лапкою, картон, ножиці, тонкий цвях (шпилька або голка), шило, гайка (або інший невеликий вантаж), нитка завдовжки 30–40 см, лінійка, олівець, циркуль.

Теоретичні відомості

img20191216_15553273 Центр тяжіння фігур правильної форми визначають геометричною побудовою (для паралелограма – точка перетину діагоналей, для трикутника – точка перетину медіан, для правильного багатокутника – центр поворотної симетрії, для півкруга – точка, що ділить перпендикулярний радіус у відношенні 4/3 від центра кола). Точка перетину медіан – центроїд трикутника (барицентр трикутника або центр тяжіння трикутника).

Щоб знайти центр тяжіння фігур неправильної форми, у різних місцях фігури роблять отвори. За ці отвори тіла підвішують і через точки підвішення за допомогою виска проводять олівцем вертикальні лінії. На перетині цих ліній і буде лежати центр тяжіння (центр мас) фігури.

Хід роботи

1. Геометричною побудовою знайдіть центр тяжіння плоских фігур правильної форми: прямокутник, паралелограм, трикутник, круг, півкруг. Зробіть малюнок.

Малюнок:

2. Виготуйте з картону різні фігури: нерівнобічну трапецію $G:\10 клас\трапеція.jpg$ й фігури неправильної форми $G:\10 клас\img20241112_10490649.jpg$ $G:\10 клас\img20241112_10500878.jpg$ , та знайдіть їх центр мас.

3. Перевірте, чи є знайдена точка центром тяжіння цієї фігури, для цього помістіть її на вістря шпильки або голки. Запишіть свої спостереження.

Спостереження: _______________________________________________________________________

4. Експериментально знайдіть центр тяжіння плоских фігур неправильної форми (заготовки роздає вчитель: дуб $G:\10 клас\img20241112_08464300.jpg$ , лимон $G:\10 клас\img20241112_08484252.jpg$ , магнолія $G:\10 клас\img20241112_08453076.jpg$ , платан $G:\10 клас\img20241112_08472338.jpg$ , мандарин $G:\10 клас\img20241112_08434644.jpg$ ; букви $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\R-253x300.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\V-286x300.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\O.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК (н)\БУКВИ\A-269x300.png$ $G:\10 клас\img20250115_12551702.jpg$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\N-300x265.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК (н)\БУКВИ\A-269x300.png$ $E:\Ігор\10 (нова програма)\10. Урок №43 (відкритий 2024)\Для флешки 10. УРОК\БУКВИ\V-286x300.png$ ). Для цього зробіть у фігурі неправильної форми декілька отворів такого діаметра, щоб фігура, поміщена на вістрі голки цієї установки могла вільно обертатися.

Потім почергово підвішуйте фігуру за ці отвори та щоразу за допомогою виска проводьте через точку підвішення вертикальні лінії.

Визначте центр тяжіння фігур неправильної форми.

5. Експериментально перевірте, чи є знайдена точка центром тяжіння цієї фігури. Запишіть свої спостереження.

Спостереження: _______________________________________________________________________

Аналіз експерименту та його результатів:

(Проаналізуйте експеримент і його результати. У висновку зазначте: 1) що ви визначали, якими методами; 2) який метод, на вашу думку, є універсальнішим; 3) чи збіглися отримані результати; якщо ні, то в чому причина похибки)

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні запитання

1. На чому базується експериментальний спосіб визначення центру мас плоских фігур?

2. Чи завжди центр тяжіння знаходиться в середині тіла? Поясніть свою відповідь.

3. Для чого необхідно знати центр тяжіння тіла?

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Левченко Ігор

Пов’язані теми

Фізика, 10 клас, Розробки уроків

До підручника

Фізика (рівень стандарту) 10 клас (Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф.)

До уроку

§ 26. Центр тяжіння (центр мас)

Додано

20 січня 2025

Переглядів

917

Оцінка розробки

Відгуки відсутні