Конспект урока «Простые механизмы. Рычаг» по физике для 7 класса

Тема мультимедийного урока: Простые механизмы. Рычаг.

Тип урока: изучение нового материала

Форма: практикум

Цель урока: формирование компетенций учащихся по теме

Задачи урока:

Образовательная:

• Познакомить учащихся с различными видами простых механизмов;

• рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы;

• рассмотреть устройство и принцип действия рычага;

• выяснить условие равновесия рычага.

Развивающая:

• способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;

• способствовать развитию логического мышления;

• развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

Воспитательная:

• пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям;

• формирование умений критически, но объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие).

Оборудование и средства обеспечения учебного процесса:

компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование для мини-эксперимента (гирьки по 10 и 20 г, линейка, деревянная палочка), палка, груз, весы рычажные, штатив, рычаг демонстрационный.

План урока

1.Подготовка к восприятию нового материала. Инсценировка истории в стихах «О том, как Архимед удивил царя Гиерона и весь сиракузский люд на берегу Ионического моря» – 6 мин.

2.Объявление темы урока и постановка цели урока – 2 мин.

3. Изучение нового материала – 20 мин.

3.1. Простые механизмы

3.2. Теория рычага

4. Закрепление изученного материала (решение задачи) – 7 мин.

5.Рефлексия (выполнение теста) – 7 мин.

6. Подведение итогов урока. Постановка домашнего задания - 3 мин.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ К УРОКУ

Мотивация. Инсценировка истории в стихах «О том, как Архимед удивил царя Гиерона и весь сиракузский люд на берегу Ионического моря» (Ефим Ефимовский) (слайд 1).

С
иракузы 3 век до нашей эры.

Однажды по берегу моря вдвоём

Гулял Архимед с сиракузским царём.

Царь молвил: - Науки твои нелегки…-

Триеру тащили на мель моряки.

Тянули корабль, выбиваясь из сил.

И тут Архимед Гиерона спросил:

- Ты помнишь мой винт для подъёма воды?

В Египте рабам облегчил я труды.

А знаешь, как людям помог бы рычаг в труде непосильном. К примеру,

один бы сумел на песчаный причал втащить я вот эту триеру.-

Стоит Гиерон, потирает висок:

-Ты втащишь триеру? Один? На песок?!

- Триеру на берег втащу я один.

Триеру с гребцами и грузом.

Вот ты через месяц сюда приходи…

Узнали про то в Сиракузах..

В назначенный срок собирается люд

На пристани, солнцем согретой.

Глядят на машину, но чуда не ждут:

-Не втащит! Да слыхано ль это!

Гиерон: Я вижу верёвки и много колёс,

И я поражаюсь размеру,

Но даже Геракл, ухватившись за трос,

Не втащит на берег триеру…

И тут Архимед повернул колесо-

Триера послушно ползёт на песок.

-Плывёт по земле! - закричали купцы.

А стражникам сделалось жутко.

По воздуху вёслами машут гребцы,

Как будто лишились рассудка.

Гиерон: Не верю глазам! Сколько силы в плечах?!

Архимед: Нет, царь! Эту силу умножил рычаг!-

Взглянул Архимед: небо, море кругом.

Синее море и горы.

- Я землю бы мог повернуть рычагом,

лишь дайте мне точку опоры.

2. Объявление темы урока и постановка целей урока.

Учитель: В монологе Архимеда прозвучало слово “Рычаг». Архимед собирался перевернуть Землю рычагом, а что такое рычаг, какова его конструкция и где он применяется?

Ответы учащихся.

Учитель: Точный ответ на поставленные вопросы вы сможете дать в конце нашего урока, тема которого «Простые механизмы. Рычаг». Девиз урока: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!» (слайд 2).

На уроке мы будем стремиться к достижению следующих целей: (слайд3)

• Рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы;

• изучить устройство и принцип действия рычага;

• выяснить условие равновесия рычага.

3. Изучение нового материала.

3.1. Виды простых механизмов и их применение.

Учитель: Физические возможности человека ограничены, поэтому с древних времён человек часто использовал устройства, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу, т.е. дают выигрыш в силе. Такие механизмы называют «простыми механизмами». Ребята, сейчас вашему вниманию будет представлена презентация. После просмотра презентации, вы должны рассказать мне какие простые механизмы вы увидели и для чего они предназначены (слайд 4).

Текст к демонстрации слайдов:

“Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю”. По преданию, эти гордые слова принадлежат греческому математику и механику Архимеду, жившему больше двух тысяч лет назад и сделавшему немало выдающихся изобретений и открытий. Неужели Архимед считал себя таким силачом? Нет, он не отличался от других людей здоровьем и силой. Но он открыл закон рычага...

А первым человеком, применившим рычаг, был наш далёкий доисторический предок, палкой сдвигавший с места тяжёлые камни в поисках съедобных корней или прятавшихся под корнями мелких животных. Да-да, ведь обыкновенная палка, имеющая точку опоры, вокруг которой её можно поворачивать, - это и есть самый настоящий рычаг.

Есть много свидетельств, что в древних странах - Вавилоне, Египте, Греции - строители широко использовали рычаги при подъёме и перевозке статуй, колонн и огромных камней. В то время они не догадывались о законе рычага, но уже хорошо знали, что рычаг в умелых руках превращает тяжелый груз в лёгкий.

Рычаг - является составной частью почти каждой современной машины, станка, механизма. Экскаватор роет канаву - его железная “рука” с ковшом действует как рычаг. Шофёр меняет скорость автомобиля с помощью рычага переключения скоростей. Аптекарь развешивает порошки на аптекарских очень точных весах, главная деталь этих весов - рычаг.

Вскапывая грядки на огороде, лопата в наших руках тоже становится рычагом. Всевозможные коромысла, рукоятки и вороты всё это рычаги.

Слайд 5 - «Блок и ворот как разновидности рычага» (демонстрация мультфильма и анимации осуществляется щелчком по гиперссылкам).

Слайд 6

Мультфильм «Как подоить мамонта» (энциклопедия «От плуга до Лазера)

Анимация «Блоки»

Слайд 6 – «Наклонная плоскость (клин и винт)» (демонстрация мультфильма и анимации осуществляется щелчком по гиперссылкам).

Мультфильм «Как поймать мамонта» (энциклопедия «От плуга до Лазера)

Анимация «Клин и винт как разновидности наклонной плоскости».

После демонстрации слайдов фронтальная беседа с учащимися:

Вопрос: Ребята, теперь вы догадываетесь, что представляет собой рычаг?

Ответ: палка, лом, доска.

Вопрос: Для чего нужны простые механизмы?

Ответы учащихся: …..

Вывод: Цель применения простых механизмов: преодолеть или уравновесить силы, препятствующие движению.

Учитель: Давайте выясним, как правильно использовать рычаг?

(Прошу двух смелых учащихся выйти к доске. Даю одному в руки тяжёлый портфель и предлагаю воспользоваться палкой для облегчения переноса груза.)

Проблемная ситуация на уроке:

Покажите нам, как расположить палку, на которой весит груз, на плече друга, так, чтобы сила давления на плечо была наименьшей? (слайд 7) .

Палка - это рычаг, который мы используем для того, чтобы облегчить перенос тяжёлого груза. Как правильно подвесить груз на рычаге? (Или почему вы считаете, что груз должен располагаться именно в этой точке?)

(Учащиеся пытаются решить поставленную задачу. Правильно объяснить результат не получается.)

Учитель: Ребята, пусть эта проблема разрешится в конце урока, после того как мы изучим следующие теоретические вопросы: (слайд 8)

• Определение рычага

• Основные составляющие конструкции рычага

• Виды рычагов

• Условие равновесия рычага

3.2. Изучение теории рычага.

Слайды 9-15

Рычаг - твёрдое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. На практике роль рычага могут играть палка, доска, лом и т.п.

Рычаг имеет точку опоры и плечо. Плечо - это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы (т.е. перпендикуляр, опущенный из точки опоры на линию действия силы). Обычно силами, приложенными к рычагу можно считать вес тел. Одну из сил мы будем называть силой сопротивления, другую - движущей силой.

На рисунке вы видите равноплечий рычаг, который используется для уравновешивания сил. Примером такого применения рычага могут служить весы.

Вопрос: Как вы думаете, что произойдёт, если одна из сил увеличится в 2 раза?

Ответ: весы выйдут из равновесия (показываю на обычных весах).

Вопрос: Как вы считаете, есть ли способ уравновесить большую силу меньшей?

Ответ: да, нет

Учитель: Ребята, предлагаю вам в ходе мини-эксперимента вывести условие равновесия рычага.

Эксперимент:

У Вас на столах лежат линейки и гири. При помощи обычного карандаша и линейки получите качели и уравновесьте на них гири 10 г и 20 г. Получилось? Обратите внимание на плечи сил. Какую закономерность вы наблюдаете?

Демонстрирую учащимся рычаг, на котором уравновешены неравные силы.

Вопрос: как такое могло случиться, что сила 1 Н уравновесила силу в 2 Н?

Ответ: плечи неравные.

Вопрос: Во сколько раз сила, приложенная к правому концу рычага больше? А плечо этой силы во сколько раз меньше?

Ответ: в 2 раза; в 2 раза.

Итак, мы вывели «условие равновесия рычага».

Отношение сил обратно пропорционально отношению их плеч.

Именно это правило равновесия рычага и вывел Архимед.

Слайд 11 «Условие равновесия рычага» (демонстрация мультфильма и практическая работа с компьютерной моделью рычага)

Мультфильм «Как перестелить постель мамонту» (энциклопедия «От плуга до Лазера)

Текст к слайду: По закону, открытому Архимедом, во сколько раз короткий конец рычага (от точки опоры до груза) меньше длинного конца рычага (от точки опоры до места, где нажимает рука), во столько же раз облегчается подымание груза. Правда, чтобы поднять совсем на немного короткий конец (его называют коротким плечом рычага), приходится опускать на значительно большее расстояние длинный конец (его называют длинным плечом рычага).

Задание к компьютерной модели: передвинь точку опоры рычага так, чтобы рычаг оказался в равновесии.

Учитель: Рычаги бывают различных видов. Давайте рассмотрим наиболее часто встречающиеся (слайд 12-15). На слайдах представлены рычаги 1, 2 и 3-го рода и специальные рычаги.

Учитель: Ребята, мы изучили с вами теорию рычага. Давайте теперь правильно ответим на проблемный вопрос, поставленный в начале урока: как правильно расположить палку с грузом на плече друга? (слайд 16).

4. Закрепление изученного материала. Решение задачи.

Задачу решаем на доске, этапы решения постепенно отображаются на экране. (слайды 17-18)

Рефлексия. Учащимся выдаются тесты в печатном виде, в двух вариантах (приложение 1).

После выполнения тестов проверка одного из вариантов осуществляется коллективным обсуждением предложенных заданий (слайды 19-23).

6. Постановка домашнего задания. Выводы.

Учитель: А прав ли был Архимед? (слайд25).

Архимед был уверен, что не существует такого тяжёлого груза, который бы не поднять человеку - надо только воспользоваться рычагом.

И всё же Архимед преувеличил возможности человека. Если бы Архимед знал, как огромна масса Земного шара, то он, вероятно, воздержался бы от приписываемого ему легендой восклицания: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!». Ведь для перемещения земли всего на 1см руке Архимеда пришлось бы проделать путь в 10¹⁸ км. Оказывается, чтобы сдвинуть Землю на миллиметр длинное плечо рычага должно быть больше короткого в 100 000 000 000 трл. раз! Конец этого плеча проделал бы путь в 1 000 000 трл. километров (примерно). А на такую дорогу человеку понадобилось бы много миллионов лет!.. Но это тема другого урока.

Выставление оценок. Постановка домашнего задания (слайд 26).

Спасибо за внимание. Оцени своё настроение – выбери эмоцию, соответствующую твоему настроению на уроке (слайд 27).

Литература:

1. Громов С.В. Физика: Учеб. для 7 кл.общеобразоват.учреждений / С.В. Громов, Н.А. Родина. - 3-е изд. – М.:Просвещение, 2001.-158 с.

2. Физика. 7 кл./Пёрышкин А.В. – М.: Дрофа, 2006 г.

3. А.Е. Марон, Е.А. Марон. Физика. Дидактические материалы. 7кл. М.: Дрофа, 2005 г.