Розробка уроку "Рухомий та не рухомий блок"

Урок 8. Блоки.

Мета уроку: познайомити учнів із різновидом важеля – блоком,  застосуванням правила моментів для блоків як різновидів важеля. Навчити використовувати блоки. Розвивати практичні навички роботи з простими механізмами – блоком і важелем. Виховувати спостережливість.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

І. Перевірка домашнього завдання

1. Які перетворення сили відбуваються в простих механізмах?

2. У чому полягає правило рівноваги важеля?

3. Що таке момент сили? У чому полягає правило моментів?

ІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Нерухомий блок.  Перший блок було винайдено, коли через колесо, що обертається навколо осі, невідомий стародавній механік перекинув мотузку та за допомогою цього пристрою став підіймати вантажі. За легендою, Архімед за допомогою декількох блоків зміг спустити на воду важке судно, яке не могли зрушити з місця десятки коней. Зараз блоки є в багатьох машинах і механізмах.

• Блок, вісь якого закріплена й при підйомі вантажів не опускається й не піднімається, називають нерухомим блоком.

Нерухомий блок можна розглядати як рівноплечий важіль, у якого плечі сил дорівнюють радіусу колеса: OA=OB=r.

Якщо прикласти до кінців мотузки сили, то умовою рівноваги блоку буде рівність прикладених сил: F = P.

Звідси випливає, що

• нерухомий блок не дає виграшу в силі, але дозволяє змінювати напрямок дії сили.

Необхідно звернути увагу на те, що нерухомий блок не дає програшу у відстані: на яку висоту опуститься кінець мотузки, за який ми тягнемо, на стільки ж підніметься вантаж, що прикріплений до іншого кінця.

2. Рухомий блок

• Рухомий блок — це блок, що піднімається й опускається разом з вантажем.

Рухомий блок можна розглядати як важіль, що обертається навколо точки торкання мотузки й колеса.

Точка О — точка опори важеля, ОА — плече сили Р и ОВ — плече сили F.

Оскільки плече ОВ вдвічі більше плеча ОА, то сила F вдвічі менше сили Р:

Таким чином,

• рухомий блок дає виграш у силі у два рази.

Необхідно звернути увагу  на те, що, використовуючи рухомий блок, ми програємо в переміщенні теж у два рази: адже для підняття вантажу на висоту h нам доведеться вибирати трос довжиною 2h.

Крім того, рухомий блок змінює напрямок сили, яку ми прикладаємо до вільного кінця мотузки, на протилежний.

4. Застосування простих механізмів у техніці й живій природі.

Для всіх простих механізмів характерно наступне: користуючись ними, можна виграти або в силі (програвши у відстані), або у відстані (програвши в силі).

Правило важеля лежить в основі дії різного роду інструментів і пристроїв, що застосовуються у техніці й побуті там, де потрібен виграш у силі або шляху. Виграш у силі ми маємо при роботі з ножицями різних видів і гострозубцями.

Важелі різного виду є в багатьох машин: ручка швейної машини, педалі або ручне гальмо велосипеда, педалі автомобіля й трактора, клавіші піаніно, рукоятки лещат і верстатів, важіль свердлильного верстата й т. ін.

Важелі зустрічаються в різних частинах тіла тварин і людини. Це, наприклад, кінцівки, щелепи. Багато важелів можна вказати в тілі комах, птахів, у будові рослин.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

1. Наведіть приклади застосування нерухомого блоку.
2. Наведіть приклади застосування рухомого блоку.
3. Як за допомогою блоків одержати виграш у силі більше, ніж удвічі?
4. Якими простими механізмами ви користуєтеся в побуті? Наведіть приклади.
5. Чи можна розглядати нерухомий і рухомий блоки як важелі?

ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу

1. Навчаємося розв’язувати задачі

1. Як за допомогою двох рухомих блоків одержати виграш у силі в 4 рази? Можна використати будь-яке число нерухомих блоків. Наведіть 2 розв’язки завдання.

Розв’язок

1) Можна використати 2 рухомих блоки й 1 нерухомий, як показано на лівому рисунку нижче. Кожний з рухомих блоків дає виграш у силі в 2 рази, тому сила натягу мотузки a дорівнює 2F, а сила натягу мотузки b, що втримує вантаж, дорівнює 4F, тобто сумарний виграш у силі в 4 рази.

2) Можна використати 2 рухомих блоки й 2 нерухомих, як показано на правому рисунку нижче. При цьому сила натягу кожної із двох мотузок, що утримують вантаж, дорівнює 2F, завдяки чому виходить сумарний виграш у силі в 4 рази.

2. Візок піднімають по похилій площині, прикладаючи силу 100 Н, спрямовану уздовж похилої площини. Яка маса візка, якщо довжина похилої площини 2 м, а висота 1 м? (Відповідь. 20 кг)

3. Вантаж масою 300 кг піднімають за допомогою одного рухомого блоку, прикладаючи силу 1600 Н. Яка маса блоку? (Відповідь. 20 кг)

2. Поміркуй і відповідай

1. Чому діаметр ведучих коліс трактора значно більше діаметра ведучих коліс легкового автомобіля?

2. Чому розмотувати нитку з повної котушки легше, ніж із частково розмотаної?

3. Як можна з’єднати один з одним нерухомі й рухомі блоки, щоб одержати виграш у силі в 6 разів?

4. У якому напрямку треба тягти вільний кінець мотузки, щоб легше було піднімати вантаж?

ІV. Домашнє завдання     Опрацювати    §-35      Впр.-35   Задача 1:4

Список використаних джерел:

Література:

- Альохіна Л. А. Фізика 8 клас: Розгорнуте календарне
   планування/ Альохіна Л.А. – Х.: Ранок, 2008. – 112с.
   ( книга одного автора )  
- Бар’яхтар В.Г. Фізика 7 клас: підручник/ - Бар’яхтар В.Г.,
   Довгий С.О. – Х.: Ранок, 2015. – 256 с.
   ( книга шістьох авторів )
- Кирик  Л. А. Усі уроки фізики. 8 клас./ Кирик Л. А.— Х.:
   Основа, 2008.— 352 с.
    ( книга одного автора )

Інтернет – ресурси ( для презентації):

- http://youtube.com/watch?v=X7hPUcA9QmM