Мета: дати учням знання про способи зміни сили; сформувати поняття про важіль як простий механізм; навчити визначати основні характеристики важеля; дати учням знання про два види блоків, з’ясувати умови їх рівноваги та практичне застосування; розвивати в учнів інтерес до техніки; виховувати розуміння важливості фізичних знань.
Тип уроку: комбінований.
Унаочнення: зміна дії сили за допомогою важеля і блока; зміна напрямку сили за допомогою важеля і блока; здіймання візка з важками по похилій площині.
Обладнання:
Очікувані результати
Після уроку учні:
– будуть знати способи зміни напрямку та значення сили, основні проти механізми: важіль. блок, похила площина;
– навчаться використовувати прості механізми.
ХІД УРОКУ
I. ПЕРЕВІРКА ЗНАНЬ
Виступи учнів з повідомленнями за темами: “Енергія рухомої води на службі людини”, “Вітрові електростанції”.
II. ВИКЛАДАННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Зміна значення і напрямку сили
Основною властивістю простих механізмів є те, що, застосовуючи їх, можна змінювати
Для належного ефекту цих демонстрацій потрібно підібрати якомога легший стрижень, підвішування якого до гачків динамометрів суттєво не змінює їхніх показань.
Спочатку підвішуємо чотири важки до гачка одного динамометра, потім – до другого. Звертаємо увагу учнів, що кожен з них покаже силу 4 Н. Тільки після цього до гачків динамометрів чіпляємо дерев’яну планку і до її середини кріпимо вантаж масою 400 г. У цьому випадку динамометри покажуть по 2 Н кожен. Це послужить підставою зробити висновок, що силу можна ділити, застосовуючи для цього яке-небудь тверде тіло.
Змістивши вантаж від середини, покажемо учням, що показання динамометрів будуть різними. Звідси висновок: силу можна ділити в довільній пропорції. Під час демонстрації зміни напрямку дії сили необхідно подбати, щоб модуль сили не змінився. Тобто стрижень повинен бути закріплений посередині.
2. Важіль як тіло, що має вісь обертання
Після попереднього розгляду можливості трансформації сили можна ввести поняття простого механізму. Пристрої, призначені для перетворення сили, називають механізмами.
Важіль – це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої опори.
Основні характеристики важеля: точки прикладання сил, вісь обертання, плечі сил.
3. Блоки
Блоки є яскравим прикладом застосування простих механізмів у трудовій діяльності людини.
Блок – це колесо з жолобом, закріплене в обоймі. По жолобу блока пропускають вірьовку, трос або ланцюг.
Нерухомим блоком називають такий блок, вісь якого закріплена і під час піднімання вантажів не піднімається й не опускається. Нерухомий блок можна розглядати як рівноплечий важіль, у якого плечі сил дорівнюють радіусу колеса OA = OB = R. Такий блок не дає виграшу в силі (P = F), але дає можливість змінювати напрямок дії сили.
Рухомий блок (вісь його піднімається й опускається разом з вантажем) – важіль, який йому відповідає: O – точка опори важеля, OA – плече сили P і OB – плече сили F. Оскільки плече OB у 2 рази більше від плеча OA, то сила F у 2 рази менша за силу P.
Отже, рухомий блок дає виграш у силі удвічі.
Це можна довести також, користуючись поняттям моменту сили. Під час рівноваги блока моменти сил F і P однакові. Але плече сили F дорівнює діаметру блока OB, а плече сили P – його радіусуOA. За рівності моментів сили мають неоднакові плечі. Отже, менша та сила, плече якої більше, а оскільки плече сили F у два рази більше від плеча сили P, то сила сили F у два рази менша від сили P.
4. Застосування простих механізмів у повсякденному житті і в техніці
З блоками пов’язані не лише прості повсякденні дії людини, але й безліч сучасних механізмів і машин. Крім важеля і блоків, на практиці часто застосовують похилу площину, яка дозволяє підіймати значні вантажі на певну висоту, не докладаючи до них обтяжливих зусиль. При цьому можна показати установку з похилою площиною і підіймання візка з важками по ній.
ІV. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЕКТУ
“Становлення і розвиток знань про фізичні основи машин і механізмів”.
V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Опрацювати відповідний параграф підручника, виконати задачі та вправи до параграфа.
(2 votes, average: 4,50 out of 5)