Урок физики в 7 классе
Дата: 28.04.16
Учитель: Миничева Е.А.
Тема: «Золотое правило» механики (использование для подвижного и неподвижного блоков)
Цель: закрепить знания про блок как один из разновидностей рычага, показать практическое использование блоков, углубить знания о механической работе, сформировать знания о «золотом правиле» механики.
Задачи урока:
Образовательные: углубить знания учащихся о различных видах простых механизмов;
рассмотреть простые механизмы как устройства, служащие для преобразования силы.
Развивающие: способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, наблюдать и экспериментировать; способствовать развитию критического мышления на основе усвоения причинно-следственных связей, умение критически, но объективно оценивать предметы, явления; формировать социальные компетентности (умение сотрудничать, принимать решения, умение выходить из проблемных ситуаций), коммуникативные компетенции (умение общаться, доказывать свою позицию).
Воспитательная: повышать познавательный интерес к физике; воспитывать положительное отношение к получению знаний; воспитывать чувство товарищества.
Тип урока: урок получения новых знаний
Материально-техническое обеспечение: учебник, презентация PowerPoint, компьютер, мультимедийный проектор, штативы, блоки, тела, динамометр.
Формы работы: фронтальная работа с классом, работа в парах, индивидуальная работа.
Методы: словесные, наглядные, эвристические, исследовательские.
Приемы «Домино», «Мозговой штурм», «Круг идей», «Фантазеры», «Дополни предложение», «Цветная диагностика».
Ожидаемые результаты :
формулируем и объясняем «золотое правило» механики на примере подвижных и неподвижных блоков; знаем виды простых механизмов, устройств, условия равновесия рычага; решаем задачи, применяя формулы работы и условия равновесия рычага;
умеем измерять плечи сил, использовать условие равновесия рычага для решения задач на блоки.
Три пути ведут к знанию:
Путь подражания - самый легкий,
Путь размышлений - самый сложный
И путь исследования – самый интересный.
Конфуций
Ход урока.
І. Организационный момент.
Обсуждение эпиграфа.
ІІ. Сообщение темы и цели урока.
1. Вступительное слово о необходимости использования простых механизмов:
Природа не дала человеку мощных мышц, острых зубов. Но сила человека в другом - в умении конструировать механизмы, становиться в десятки раз сильнее. В основе любой сложной машины лежат простые механизмы, известные человеку с давних времен. Именно с помощью простых механизмов человек строил пирамиды, храмы, устанавливала памятники. Классические расчеты действия простых механизмов принадлежат выдающемуся механику античности - Архимеду, который изобрел более 40 простых механизмов и сформулировал «золотое правило» механики.
2.Объявление темы
Тема нашего урока «Золотое правило» механики (применение к движимого и недвижимого блоков) ».
Ученики записывают дату, тему урока.
ІІІ. Актуализация опорных знаний.
1. Фронтальное опрос «Мозговой штурм»
1)Какие простые механизмы вам известны?
2) Зачем они человеку необходимы?
3) Человек прикладывает свою силу, чтобы выполнить ...
4) Какая формула механической работы вам известна?
5) Вспомним свойства рычага. Что означает «рычаг находится в равновесии?»
6) Какое условие равновесия рычага вам известно?
7) Какие вы знаете виды блоков?
8) В чем разница между ними?
9) Неподвижный блок дает выигрыш в силе?
10) А подвижный?
2. Самостоятельное решение задач (упражнение «Домино»).
Задача: объединить задачи с ответом.
Задача 1.
Задача 2.
3. Проверка выполненой работы.
ІV. Мотивация учебной деятельности.
1. Постановка проблемного вопроса.
В книге Даниэля Дефо "Робинзон Крузо" речь идет о человеке, который попал на необитаемый остров и сумел выжить в суровых условиях. Там рассказывается, что однажды Робинзон Крузо решил построить лодку, чтобы отплыть с острова. Но построил лодку он далеко от воды, она была тяжелой, чтобы дотянуть его до берега. Встал вопрос: как передвинуть лодку к морю?
2. Выдвижение гипотез для решения проблемы (Интерактивное упражнение «Круг идей»):
Давайте пофантазируем, как бы Вы доставили тяжелую лодку (скажем массой 1т) к воде (на расстоянии 1 км).
Воспользуемся простыми механизмами.
Сначала он думал вырыть канал и спустить лодку, но на это потребовалось бы несколько лет, потом он хотел воспользоваться рычагом, однако вес самого рычага была слишком большой для человека.
Простые механизмы, которые вы знаете - это наклонная плоскость, рычаг, блоки.
Чтобы помочь Робинзону рассмотрим работу блоков
VІ. Изучение нового материала.
Эвристично-поисковая беседа:
Неподвижный блок
Блок - это колесо с желобом, по которому пропускают трос, веревку или цепь.
Какие тела движутся в случае подвижного блока и недвижимого?
Итак, есть два вида блоков - неподвижный и подвижный. А блоки являются разновидностью рычага.
Можно ли утверждать, что блок - это рычаг? (Да, потому что есть плечи сил, это радиусы АО и ОВ)
Если блок - разновидность рычага, то он может давать выигрыш в силе или в расстоянии. Исследуем работу неподвижного и подвижного блоков.
Демонстрация 1:
Учитель взвешивает груз динамометром, затем прикладывая силу тяги через блок
Задание: Определить силу, которую надо приложить к свободному концу нити, для подъема данного груза.
Сравните вес груза и силу, приложенную динамометром? (Они равны)
Если приложенные силы равны, дает ли выигрыш в силе данный блок?
В каком случае рычаг не давал выигрыша в силе? (если плечи равны)
А если нет выигрыша в силе, то зачем использовать неподвижный блок? (Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а позволяет лишь менять направление силы, он создает удобные условия для поднятия).
Попробуем определить и сравнить плечи в случае недвижимого блока:
АО = R, ВО = R, поэтому
F1 = F2.
Вывод: неподвижный блок выигрыша в силе не дает, а позволяет лишь менять направление силы.
Значит, неподвижный блок, является рычагом с равными плечами.
Подвижный блок.
Получим ли мы выигрыш в силе, используя подвижной блок?
А в этом случае мы поступим наоборот - сначала рассмотрим рисунок, сделаем расчеты, а затем попробуем их подтвердить опытным путем.
Ученикам предлагается установить центр рычага, точки приложения сил, его плечи.
(у силы F1 это ОА, а у силы F2 – ОВ)
(ОА = R, ОВ = 2R , поэтому ОВ/ОА = 2.)
Из-за того, что одно плечо рычага больше другого в 2 раза, а плечи сил обратно пропорциональны значениям этих сил, то по условию равновесия рычага силы, приложенные к плечам будут отличаться в 2 раза.
Вывод: подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза (мы приложили силу меньшую в 2 раза).
Подвижной блок - это разновидность рычага с различными плечами.
Демонстрация 2: подъема груза с помощью подвижного блока. (Учитель измеряет подвижным блоком ВЕС и тянет динамометром и сравниваем) 1,6 Н и 0,8 Н
Совпадают ли практические результаты с установленными по теории?
Вывод: подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза.
Проблемно-поисковое задание.
Вспомним, ответ,который вы дали на вопрос, для чего человек использует простые механизмы.
Проверим, действительно ли простые механизмы «облегчают работу», то есть дают выигрыш в работе А = FS.
Демонстрация 3: измерение расстояний на штативе при перемещении подвижного блока.
(Отмечаю мелом точку груза и точку крючка, перемещаю и снова отмечаю = измеряю = сравниваю) В случае с подвижным блоком S2 = 2S1,
Р = 2F, поэтому
А1 = 2F·S1,
А2 = F ·2S1,
А1 = А2.
Вспомните неподвижный блок В случае с неподвижным блоком
S1 = S2,
F = Р,
поэтому А1 = А2.
Вывод: ни рычаг, ни блоки, ни любые другие простые механизмы не дают выигрыша в работе: во сколько раз мы выиграем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Это правило и назвали «золотым правилом» механики еще в античные времена.
VIІ. Закрепление.
Решение задачи на доске.
Робинзон с помощью подвижного блока поднял корзину с бананами на высоту 5 м, прикладывая к свободному концу веревки силу 200 Н. Какую работу он выполнил? (Ответ А = 2F L = 200Н * 10 м = 2000 Дж.)
Выполнение теста.
1. Выигрывая в силе, проигрываем в ...
А) расстоянии; Б) длине; В) массе; Г) работе.
2. Блок, ось которого закреплена и при подъеме груза не поднимается и не опускается, называется ...
А) подвижный; Б) неподвижный; В)рычаг; Г) желоб.
3. Твердое тело, которое можно вращать вокруг неподвижной опоры, называется ...
А) подвижный блок; Б) неподвижный блок; В) рычаг; Г) наклонная плоскость.
4. Разновидностью наклонной плоскости это ...
А) ворот; Б) клин; В) подвижной блок; Г) неподвижный блок.
5. Кто из ученых сказал: ,,Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю".
А) Аристотель; Б) Архимед; В) Евклид; Г) Торричелли.
6. Простым механизмом, называют ...
А) расстояние от точки приложения силы до точки опоры;
Б) блок, ось которого закреплена и при подъеме груза не поднимается и не опускается;
В) приспособления, служащие для преобразования силы и для изменения ее направления;
Г) блок, ось вращения которого поднимается и опускается вместе с грузом.
Взаимопроварка теста (работа в парах)
VIІІ. Оценивание работы учеников
Ученики считают набранную сумму баллов (от 1 до 8),
учитель выставляет дополнительные баллы за активность ( 1-3 б.)
ІХ. Итог.
Беседа:
Работу каких механизмов мы исследовали на уроке?
Чем отличается неподвижный блок от подвижного?
Где можно использовать неподвижный и подвижный блоки?
В чем заключается суть «золотого правила» механики?
2. Упражнение «Фантазеры».
Ученики предлагают как можно больше способов использования знаний, умений и навыков по теме урока.
Х. Рефлексия.
1. Сравнение с ожидаемыми результатами
2. «Цветная диагностика»
Ученики выбирают из предложенных цветов тот, который соответствует их эмоциональному состоянию на уроке.
«Красный» - активность, настойчивость, стремление достичь цели;
«Желтый» - заинтересованность и неравнодушие,
«Зеленый» - чувство комфорта, удовольствия.
3. «Дополни предложение»
Сегодня на уроке для меня было интересным… новым… главным…»
ХІІ. Домашнее задание.
1. Повторить по учебнику §61-62
2. Упражнение 33(1,2)
3. Творческое задание (на выбор):
1) Узнать, что такое полиспаст и подготовить сообщение;
2) Дать ответ на вопрос: как с помощью 3-х подвижных блоков (используя любое количество неподвижных блоков) получить выигрыш в силе в 6 раз, в 8 раз? Сделать рисунок.
