“ПРОСТІ МЕХАНІЗМИ. ВАЖІЛЬ”
Урок з елементами гри
Мета. Сформувати поняття про важіль, як простий механізм; з’ясувати правило рівноваги сил на важелі та розкрити роль простих механізмів у житті людини; вчити дітей самостійно працювати з текстом підручника; формувати практичні уміння та навички у користуванні приладами.
Тип уроку. Комбінований урок.
Обладнання. Лінійка-важіль, ножиці, кусачки, плоскогубці, тягарці, штатив, блок, похила площина, діапроектор, графопроектор, діафільм “Прості механізми”, переносні
Методичні поради. Урок проводиться з використанням елементів гри “Щасливий випадок”. Протягом уроку оцінки повинні отримати всі учні. Кожен вид роботи повинен бути оціненим. Учням повідомляється план уроку:
А) повторення основних фізичних величин, розмірностей, формул;
Б) розв’язування кількісних і якісних задач на повторення;
В) фізичний диктант (заповнення пропусків у тексті);
Г) вивчення нового навчального матеріалу.
Хід уроку
І. Перевірка раніше засвоєних знань
1. Повторення основних фізичних
1). Як називається довжина траєкторії? (Шлях)
2). Якою буквою позначається шлях? (s)
3). Яка основна одиниця вимірювання шляху? (м)
4). Яка формула для визначення шляху при рівномірному русі? (s = vt).
(Такі запитання задаються по кожній визначеній фізичній величині: шлях, швидкість, густина, сила, тиск. Учень, який дав першим правильну відповідь, отримує фішку. Оцінювання проводиться за кількістю набраних фішок.)
2. Розв’язування кількісних і якісних задач методом змагання між двома командами.
Клас ділять на дві команди, вибирають капітанів. Одній команді дається кількісна задача. Капітан розв’язує задачу біля дошки, а члени команди у зошитах. Після того, як капітан розв’язав задачу, він пояснює її усій команді.
Із другою командою працює учитель. За час, поки перша команда розв’яже кількісну задачу, друга команда має розв’язати якнайбільшу кількість якісних задач. А потім навпаки. Наприклад:
1). Чи може тіло в одній рідині тонути, а в другій ні?
2). У посудину з ртуттю помістили залізну гайку. Чи потоне вона?
3). Чому молоко опускається на дно склянки, коли його підливають у чай?
Оцінюється та команда, яка розв’язала найбільше задач за певний проміжок часу. Якщо учень відповів неправильно, відповідь команді не зараховується.
3. Фізичний диктант “Заповни пропущений термін”.
На екрані через графопроектор висвітлюється текст диктанту із пропущеними словами. Учні за партами (один на переносній дошці) заповнюють його. Для оцінювання міняються зошитами і, звіряючись із дошкою, оцінюють сусіда.
Фізичний диктант
1. Архімедова сила дорівнює_________ рідини в об’ємі тіла.
2. Тиск рідини залежить від густини рідини і ____________ стовпчика рідини.
3. Тіло перебуває усередині рідини, якщо FA дорівнює_____ .
4. В умовах невагомості Архімедові сили_______ .
5. Тіло плаває на поверхні рідини, якщо FT _____ FA.
6. Тіло тоне у рідині, якщо FT _____ Fa.
Виставлення оцінок проходить методом самоперевірки і взаємоперевірки та перевірки вчителем.
Учитель підбиває підсумок.
II. Сприйняття і усвідомлення учнями нового навчального матеріалу
Пояснення нового навчального матеріалу починається із постановки проблемного питання перед учнями за допомогою фронтального експерименту.
На кожній парті знаходиться горіходавка і горіх. Ставиться питання до класу: “Чому горіходавкою можна роздавити горіх, прикладаючи мале зусилля, а рукою ні?”
Діти намагаються відповісти на запитання.
Повідомляється тема уроку.
З давніх-давен людина для того, щоб полегшити свою працю, винаходила і використовувала усілякі пристрої. Якщо ми зайдемо на сучасну кухню, то побачимо різні “машини” – м’ясорубку, тістомішалку, ніж для відкривання консервних банок, часникодавку, кухонний комбайн. Якщо ми відвідаємо будь-який завод чи фабрику, то побачимо ряд машин різних розмірів, починаючи від велетенських пресів до маленьких складних автоматів.
Вивчаючи будову всіх цих машин, ми побачимо, що багато з них складаються із простих механізмів: важелів, похилих площин, коловоротів, клинів, гвинтів і блоків.
Що ж таке прості механізми? Це пристрої для перетворення сили. Вхідна сила мала, а вихідна – велика.
До простих механізмів належать важіль і його різновиди: блок та коловорот; похила площина та її різновиди: клин і гвинт.
(Демонстрація простих механізмів.)
Ще в Стародавньому Єгипті для будування пірамід використовували важіль. Будівники добре знали, що за допомогою важеля можна малою силою рухати і піднімати великі глиби.
(Демонстрація кадру №4 діафільму “Прості механізми”.)
Отже, важіль використовували, щоб отримати виграш у силі.
Сьогодні ми детальніше розглянемо один із простих механізмів – важіль.
Що ж таке важіль? Це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі. Єдина точка, яка не повертається, називається точкою опори важеля.
Розглянемо важіль – лінійку. (Демонстрація.)
Найкоротша відстань між точкою опори і прямою, вздовж якої діє на важіль сила, називається плечем сили. Щоб знайти плече сили, треба з точки опори опустити перпендикуляр на лінію дії сили. Довжина цього перпендикуляра і буде плечем даної сили. Сили можуть повертати важіль за годинниковою стрілкою і проти. (Демонстраційний дослід.)
Але важіль може перебувати й у рівновазі.
Давайте за допомогою фронтального експерименту встановимо, коли ж важіль перебуває в рівновазі, тобто виведемо правило рівноваги сил на важелі.
Але спочатку пригадаємо, від чого залежить дія сили? (Точки прикладення, напрямку й абсолютної величини.)
Приклад – дверні ручки. Подіємо із силою 2 Н на праве плече важеля. Важіль почне повертатися за стрілкою годинника. Зрівноважимо важіль за допомогою дії сили на ліве плече. Виміряємо плече сили (F1) – l1 і плече сили (F2) – l2. Знайдемо F2/F1 i l2/l1. Порівняємо ці відношення. Які вони? (Приблизно однакові.)
Висновок роблять учні. Важіль перебуває в рівновазі, коли F2/F1 = l2/l1. Це правило вперше вивів Архімед. З біографією цього вченого ви вже ознайомилися, коли вивчали силу Архімеда. (Демонстрування кадру № 9 з діафільму “Прості механізми”). З цього правила випливає, що меншою силою за допомогою важеля можна зрівноважити більшу силу.
Правило рівноваги ми можемо сформулювати інакше, скориставшись основною властивістю пропорції.
Важіль буде у рівновазі під дією двох сил, якщо момент сили, яка повертає важіль за рухом стрілки годинника, дорівнює моменту сили, що повертає проти. Момент сили – одна з основних фізичних величин. Він характеризує дію сили, показує, що вона залежить і від модуля сили, і від її плеча. (Приклад із дверною ручкою.)
Правило важеля або моментів сил лежить в основі дії різних інструментів і пристроїв, що застосовуються в техніці і побуті, там, де потрібний виграш у силі або виграш у шляху.
Виграш у силі маємо, працюючи з ножицями. Ножиці – це важіль, вісь обертання проходить через, гвинт, що з’єднує дві половинки ножиць. (Демонстрування ножиці, часникодавки, плоскогубців, кліщів.)
Рушійна сила (вхідна) – м’язова сила рук, протидіюча (вихідна) – сила опору того матеріалу, який ріжуть.
Різні важелі є в багатьох машинах. (Демонстрація кадрів № 13- 17 діафільму “Прості механізми”.)
Важелями є також різні частини тіла людини та тварин. Організм людини містить понад 200 важелів. Вони побудовані таким чином, щоб виконувати великі переміщення в обмін на велику вхідну силу.
Який ще прилад ми не назвали, де використовувалася б рівновага важеля? (Терези.)
IV. Осмислення знань, їх узагальнення та систематизація Робота з опорним конспектом:
1. Який простий механізм застосовується у Єгипті під час спорудження пірамід?
2. Які є прості механізми?
3. Що таке важіль?
4. У чому полягає правило рівноваги важеля?
5. Яка формула моменту сили?
6. Де використовуються важелі?
7. Чи виграємо ми в силі користуючись:
– ножицями,
– лопатою,
– велосипедом?
V. Підсумок уроку
Отже, ми з’ясували, що таке прості механізми, встановили умову рівноваги сил на важелі. А зараз спробуємо відповісти на запитання, поставлене на початку уроку.
Хто скаже, чому горіходавкою легше роздавити горіх? (Виграш у силі.)
Додатки
Це цікаво…
У Росії в 1654 р. майстри ливарники вилили відомий “Цардзвін” масою 8000 пудів (128 т), який на дзвіницю за допомогою важелів піднімали 9 місяців.
У скелетах тварин і людини всі кістки є важелями. Наприклад, у людини кістки кінцівок, нижня щелепа, череп (точка опори перший хребець хребта), фаланги пальців. У котів важелями є рухомі кігті, у багатьох риб колючки спинного плавника. Багато важелів можна знайти у тілі комах, птахів, вони є і в рослин. Типовий важіль стовбур дерева і його продовження корінь. Важелі в живих організмах дають виграш у силі. Наприклад, довгі ноги оленя дають йому можливість швидко бігати, короткі лапи крота розраховані на затрату великих сил за малої швидкості, довгі щелепи мисливських собак дозволяють їм швидко схопити здобич під час бігу.
(2 votes, average: 3,50 out of 5)