Урок физики в 7 классе Тема: Блоки. «Золотое правило механики».

Урок физики в 7 классе

Тема: Блоки. «Золотое правило механики».

 

Тип урока:  комбинированный (урок изучения нового материала и закрепление полученных знаний).

 

Методы и приёмы обучения: объяснительно-иллюстративный метод с элементами проблемно-поискового обучения, экспериментальные задания и введение в проектную деятельность учащихся, дифференцированный подход.

 

Форма работы учащихся: коллективная работа, работа в парах, исследовательская работа, экспериментальное задание, индивидуальная работа.

Технологии: ИКТ, здоровьесберегающая технология.

 

Цели урока: 

Образовательные: 

- сформировать у учеников знания о понятиях блок, « золотое правило» механики. Дать качественную формулировку этих понятий;

- доказать, что условие равновесия рычага применимо к блоку;

-  сформировать знание «золотого правила механики»;

- проверить, как «золотое правило механики» выполняется для простых механизмов;

- показать практические применения рычага.

Воспитательные: 
- воспитывать наблюдательность, культуру речи, умение четко выражать свою мысль;

- формировать навыки общения;

- воспитывать умение видеть физику вокруг себя. 
Развивающие:

- создать условия для развития мыслительных и коммуникативных качеств учащихся;

- формировать умения применять полученные знания при решении практических задач;

- развивать навыки работы в парах.

 

учащиеся должны:                          

знать/понимать что такое блоки и какие они бывают; «золотое правило механики»; как применить условие равновесия рычага к блокам.

 уметь применять формулу равновесия рычага к блокам; решать расчётные и качественные задачи. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структура урока.

 

                          1. Организационный момент.

- проверка готовности учащихся к уроку;

- создание оптимально благоприятной атмосферы на уроке («Мордашки»)

2. Мотивация учебной деятельности.

Слайд 1

Природа так обо всем позаботилась, что повсюду ты находишь, чему учиться.
                                                                                                                                 Леонардо да Винчи

 

Мы с вами каждый урок отрываем для себя что- то новое, изучая физику.

Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры! А сколько еще непознанного вокруг.

            Слайд 2

Интерес к учебе, возникает тогда, когда человек трудится сам, т.е. происходит:

И – индивидуальная

Н – напряженная

Т – творческая

Е – ежедневная

Р – работа

Е – естественно

С – с юмором

Очень часто вы меня спрашиваете, нужна ли вам будет физика, после окончания школы. А я вам отвечаю, что мы в повседневной жизни живем по законам этой науки, даже и не задумываясь об этом. Вот на последних уроках мы говорили о простых механизмах и их назначении.

 

3. Актуализация опорных знаний.

                Слайд 3- 4

«Разминка»

А) Проверка домашнего задания

Пользуясь ПК 1 ( поурочная карта) ответить на вопросы слайдов 3 – 4

Учащиеся заполняют карточку оценивания на протяжении всего урока

Ф.И. ученика ______________________________________________________________

Вид работы	№ заданий						Количество  баллов
Проверка домашнего задания	1	2	3	4	5
Работа в классе
Самостоятельная работа	Какие трудности возникли
На сколько баллов по твоему мнению ты усвоил новый материал?	Блоки
	«Золотое правило механики»

 

 

Б) Проверка домашнего задания (самопроверка)

Выполнение тестового задания по карточкам.

 

На доске заготавливается заполненная таблица. Учащимся выдаётся по две таблицы, одну проверяют после заполнения ученики, а другую на проверку сдают учителю.

	А	Б	В
1				1 б
2				1 б
3				1 б
4				1 б
5				2 б

 

 

 

 

 

 

 

Ф.И. ученика _________________________________________

 

1 вариант

1. Чем больше плечо, тем силу необходимо приложить:

 А) Больше; Б) Меньше; В) Правильного ответа нет.

2. Когда отношение сил приложенных к рычагу обратно пропорционально отношению плеч, то рычаг находится в равновесии.

А) Да;  Б) Нет;   В) Частично

3. Момент сил можно рассчитать по формуле:

А) М = F : d;  Б) M = F;  В) М = F · d.

4. Условие равновесия рычага:

А) ;  Б) ;   В) Правильного ответа нет.

5. Сформулировать условие равновесия рычага через правило моментов.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

Ф.И. ученика _________________________________________

2 вариант

1. За единицу измерения момента сил принимают:                             

А) Н · м; Б) Н : м; В) Правильного ответа нет.

2. Когда момент сил, вращающий рычаг против часовой стрелки, равен моменту сил, вращающий рычаг по часовой стрелки рычаг находится в равновесии.

А) Нет;  Б) Да;   В) Частично                                                                 

3. Чем меньше сила приложенная к телу, тем меньше должно быть расстояние от точки вращения до линии действия силы

А) Да;  Б) Нет;  В) В некоторых случаях.

4. . Условие равновесия рычага:

А) ;  Б) ;   В) Правильного ответа нет.

5. Сформулировать правило рычага.

______________________________________________________________________________

 

В) Решение задач с комментарием.

Работа с ПК 2

 

 

4. Постановка учебной проблемы.

Какова же тема  нашего урока? Мне нужна ваша помощь. Чтобы узнать тему урока нам необходимо разгадать кроссворд.

Вопросы к кроссворду.

1. Какая зависимость в правиле рычага между отношением сил и плеч?

2. Как называется наименьшее расстояние от оси вращения рычага до линии, вдоль которой сила действует на рычаг?

3. Чем большая сила, действующая на рычаг, тем расстояние от оси вращения до линии действия силы …?

1 О	Б	Р	А	Т	Н	А	Я
2 П	Л	Е	Ч	О
П	О	Д	В	И	Ж	Н	Ы	Й
	3   К	О	Р	О	Ч	Е
						П
						О
						Д
						В
						И
						Ж
						Н
						Ы
						Й

 

1
2
П	О	Д	В	И	Ж	Н	Ы	Й
	3					Е
						П
						О
						Д
						В
						И
						Ж
						Н
						Ы
						Й

 

4. Изучение нового материала.

 (Фронтальное обсуждение вопросов и заполнение ОК «опорный конспект»)

                  Слайд 5

Итак, мы выяснили, что тема нашего урока «Подвижный и неподвижный блоки.

Блок – это простой механизм.

? Что такое простые механизмы.

? Какие простые механизмы вы знаете.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              Слайд 6

Итак, с правилами равновесия рычага вы знакомы, можете применять их на практике. Познакомимся еще с одним видом простого механизма блоком. Вернее с блоками.

Что же такое блок и для чего он нам необходим?

Блок  - простой механизм представляющий собой колесо с желобом, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускают веревку, трос или цепь.

Являясь разновидностью рычага, блок служит для преобразования силы. Каким же образом? Дело в том, что блоки бывают двух видов подвижные и неподвижные. Чтобы  понять, в чем их разница дадим характеристику каждого вида в отдельности.

                                       Постановка проблемной ситуации.

Демонстрация

 

В тетрадях у вас уже начерчена таблица, в которой наклеены шаблоны блоков - окружность.

 

Вначале рассмотрим неподвижный блок.

Неподвижным называется блок, ось которого закреплена, то есть она не поднимается и не опускается при поднятии груза.

 

Работа с ПК 2

Неподвижный блок – это рычаг с одинаковыми плечами.

 

Из условия равновесия рычага следует, что

= = 1                                                                                        

 

? Какое же преобразование силы дает нам этот блок?

Блок это рычаг, определим его плечи, (возьмите карандаши и линейки) обозначим центр – ось вращения буквой О. Проведем диаметр через центр и обозначим его АВ. Укажем силы, приложенные к блоку. Сила тяжести, действующая на груз, направлена вниз, и сила удерживающая груз тоже направлена вниз.

? Скажите, пожалуйста, чему равно плечо силы тяжести груза F₁?

Плечо силы F₁ равно ОА, а плечо приложенной силы F₂? ОВ, верно. АВ это диаметр, а что такое ОА и ОВ? Верно радиусы. Итак? у неподвижного блока плечи сил равны радиусу колеса. ОА = ОВ = r. А по условию равновесия рычага, если равны плечи сил, то и сами силы будут также равны F₁ = F_2..

Значит, неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но позволяет менять направление действия силы.

 

 

Рассмотрим теперь подвижный блок.

 Демонстрация

Подвижный это блок, ось которого поднимается и опускается вместе с грузом. Обозначим точку опоры О. На рисунке видно, что у подвижного блока она переместилась на обод блока.  Р – это вес тела, поднимаемого блоком, F – приложенная к нему сила.

ОА — плечо силы Р и ОВ — плечо силы F. Так как плечо ОВ в 2 раза больше плеча ОА, ОА это радиус, а ОВ диаметр значит, ОВ = 2 ОА то сила F в 2 раза меньше силы Р, Р = 2 F

=          d1 = 2R   d2 = R

 

= =         F₁ =

 

Таким образом, подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Неподвижный блок  не дает выигрыша в силе, но позволяет менять направление ее действия.

Действие неподвижного  и подвижного блоков аналогично действию рычага, так же есть точка опоры, отношение сил характеризуется отношением плеч.

 

Демонстрация действия неподвижного и подвижного блоков.

Обычно на практике применяют комбина­цию неподвижного блока с подвижным. Неподвижный блок применяется только для удобства. Он не дает выигрыша в силе, но изменяет направление действия силы, напри­мер, позволяет поднимать груз, стоя на земле, а используя вместе с ним и подвижный блок, мы получаем еще и выигрыш в силе в 2 раза.

 

Слайд7

 

5. Первоначальное закрепление теоретического материала.

 

 Слайд 8-9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заполнение ОК 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Первоначальное закрепление материала на практике   

 

           Слайд 10,11,12

Вопросы и задания ПК

 

           Слайд 13

 

Сегодня мы познакомимся с  «золотым правилом» механики. Это положение, общее для всех разновидностей простых механизмов.

Оно было установлено еще в древности – великим ученым древнегреческим ученым, математиком и физиком - Архимедом. 

 

             Слайд 14

Это был человеком, страстно увлеченный механикой.

Он проверил и создал теорию пяти механизмов, известных в его время и именуемых «простые механизмы». Это — рычаг, клин, блок, бесконечный винт и лебедка. Эти механизмы широко применяются в разных странах Мира. Более 2000 лет назад прошло с тех пор, как погиб Архимед, но и сегодня память людей хранит его слова: "Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю".  Архимед знал, что нет такого груза, который нельзя было бы поднять самой слабой силой, используя рычаг.  Главное - нужно приложить слабую силу к очень длинному плечу рычага, а короткое заставить действовать на груз. Но Архимед не знал, насколько велика масса Земли. Расчеты показывают - рычаг, которым человек может поднять Землю такой огромный, что если человек со скоростью света (а это максимально возможная скорость 30 000 км в секунду) будет перемещать усилием своей руки длинное плечо, то он поднял бы Землю на 1 сантиметр, только после 10 миллионов лет работы! 

 

«Золотое правило механики»

Когда люди начали использовать рычаги, блоки они обнаружили одну интересную  особенность: перемещения, совершаемые при работе простых механизмом оказались связанными с силами, развиваемыми  этими механизмами. Это обстоятельство еще в древности было сформулировано следующим образом.

  То, что мы выигрываем в силе, то же мы и проигрываем в пути.

Данное положение столь общее и одновременно столь важное, что получило название «золотое правило» механики.

 

Экспериментальное задание

Уравновесим рычаг с помощью двух разных по модулю сил, и приведем рычаг в движение, за одно и тоже время точка приложения силы F₁  пройдет путь s₁, а точка приложения силы F₂ путь s₂,  если измерить модули этих сил и пути пройденные точками приложения, то у нас получится равенство отношения  F₂  к F₁ окажется точно таким же как отношение s₁ к s₂, мы получим во сколько раз отличаются силы приложенные к рычагу, во столько же раз обратно пропорциональны пути, пройденные точками приложение. Воспользуемся свойствами пропорции и приведем это выражение к иному виду. У нас получается произведение силы F₁ на путь s₁ равно произведению силы F₂  на путь s₂, напомним, что произведение силы на путь называется работой.  Сделаем вывод: работы, совершаемые силами, приложенными к рычагу равны, рычаг не дает выигрыша в работе, точно такой же вывод можно сделать и для других простых механизмов

Итак, сделаем вывод: ни один механизм не дает выигрыша в работе,  во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.

 

Формирование бережного отношения к своему здоровью.

Ученики делают гимнастику для мышц глаз и для отдыха глаз  под музыку.

 

Физкультминутка.

 

Раз, два, три, четыре. 
Руки выше, руки шире. 
Поворот направо, влево – 
Все мы делаем умело. 
 

Блок, рычаг мы применяем, 
Выигрыш в силе получаем. 
Расстояние растёт.
Выигрыша в работе не даёт. 

 

6. Решение задач с комментарием (работа в малых группах)

Задание ПК

 

                 Слайд 15

 

7. Проверка понимания и коррекции усвоения учащимися нового материала

(кратковременная самостоятельная работа задание на слайде)

 

8. Рефлексия.

Стратегия " Трехминутное эссе" 
Я знаю… 
Я могу… 
Я поработаю… 
(заслушать 3-4 ученика) 
Вопрос к классу:

Достигли мы с вами целей поставленных в начале урока?

Что нового, интересного и важного вы узнали на уроке?

Какое у вас настроение ? «Мордащки».

 

Просмотр видео материала «Применение простых механизмов».

 

Слайд16

 

9. Итог урок.

Используя ПК и ОК обобщить и систематизировать знания учащихся.

 

Оценивание: учащиеся выставляют себе оценки в листе оценивания и сдают учителю.

 

10. Дифференцированное домашние задание.

Прочитать и уметь пересказывать

По желанию: придумать опыты или подобрать материал для демонстрации различных видов простых механизмов.

Подготовиться к работе над проектом: «Простые механизмы в нашей жизни».