Klärung des Gleichgewichtszustandes des Hebeltisches 15. Die Verwendung einfacher Mechanismen

1. Das dreifache Ziel:

1.1 pädagogisch: Bedingungen für die Schüler schaffen, die Bedingungen für das Gleichgewicht des Hebels zu klären.
1.2 entwickeln: das naturwissenschaftliche System der Ansichten über die in der Natur ablaufenden Prozesse erweitern.
1.3 Erziehung: auf diesem pädagogischen Material eine mentale, moralische, ästhetische, universelle menschliche Anschauung zu bilden, die Entwicklung der Selbstständigkeit bei der Aufstellung von Hypothesen und der Formulierung von Schlussfolgerungen, eine kommunikative Kultur zu fördern, die Fähigkeit, sich selbst und die Mitmenschen zu bewerten.

2. Ziele:

2.1. Lernaufgaben mit dem Ziel, persönliche Lernergebnisse zu erzielen.
2.1.1. Förderung der Selbstentwicklung und Selbstbildung der Schüler auf der Grundlage der Lern- und Erkenntnismotivation.
2.1.2. Weiterentwicklung der Sprache der Schüler, des visuellen Gedächtnisses, der Aufmerksamkeit, des semantischen Gedächtnisses, der Beobachtung, der visuellen Wahrnehmung, der Fähigkeit zum Analysieren, Vergleichen, Verallgemeinern, der Bildung einer Idee des Computers als Lernwerkzeug.
2.1.3. Machen Sie sich ein ganzheitliches Weltbild.
2.1.4. Eine bewusste, respektvolle und wohlwollende Haltung gegenüber einem anderen Menschen zu bilden, seine Meinung.
2.1.5. Die Fähigkeit zu bilden, den Prozess und das Ergebnis der Aktivität zu kontrollieren.
2.2. Bildungsaufgaben mit dem Ziel, mathematisch-fachliche Lernergebnisse zu erzielen.
2.2.1. Kognitiv: kognitive Aktivität entwickeln, weiter an der Bildung der Fähigkeit arbeiten, Informationen zu einem Thema zu sammeln, zu systematisieren und anzuwenden, zeichensymbolische Mittel zur Lösung von Problemen anzuwenden und zu transformieren.
2.2.2. Kommunikativ: weiter an der Ausbildung der Paarfähigkeit arbeiten, Bildungskooperationen und gemeinsame Aktivitäten mit der Lehrkraft und Gleichaltrigen organisieren.
2.2.3. Regulatorisch: Arbeiten Sie weiter an der Bildung der Fähigkeit, eigenständig Wege zur Zielerreichung zu planen, bewusst wirksame Wege zur Lösung von Problemen zu wählen.
2.3. Lernaufgaben mit dem Ziel, fachbezogene Lernergebnisse zu erzielen.
2.3.1. Die Ausbildung allgemeiner pädagogischer und allgemeinkultureller Kompetenzen für den Umgang mit Informationen, die Fähigkeit, Formeln in der Praxis anzuwenden, fortzuführen. Die Bedeutung der Begriffe Kraftschulter, Kraftmoment, physikalische Größe der Kraft und ihre Maßeinheiten verstehen.
2.3.2. Physikalische Phänomene anhand des Gleichgewichtszustandes des Hebels beschreiben und erklären können.
2.3.3. Präsentieren Sie die Ergebnisse von Kraft- und Schulterkraftmessungen anhand von Tabellen.
2.3.4. Ziehen Sie Schlussfolgerungen basierend auf experimentellen Daten.
2.3.5. Geben Sie Beispiele für die praktische Anwendung des Hebels.
2.3.6. Lösen Sie Probleme bei der Anwendung der Gleichgewichtsbedingung des Hebels, des Kraftmoments.
2.3.7. Prüfen Sie experimentell, bei welchem ​​Kräfteverhältnis und deren Schultern der Hebel im Gleichgewicht ist.
2.3.8. Testen Sie die Regel des Augenblicks experimentell.

Zielsetzung: Prüfen Sie durch Erfahrung, bei welchem ​​Verhältnis der Kräfte und ihrer Schultern der Hebel im Gleichgewicht ist. Testen Sie die Regel des Augenblicks experimentell.

Aus dem Lehrbuch (§§56, 57) erinnern Sie sich daran, dass der Hebel im Gleichgewicht ist, wenn die auf den Hebel wirkenden Kräfte umgekehrt proportional zu den Armen dieser Kräfte sind.

Das Produkt der Kraft auf ihre Schulter wird Kraftmoment genannt.

М 1 - Kraftmoment F 1; M 2 - Kraftmoment F 2;

Ein Beispiel für die Ausführung der Arbeit:

Berechnungen:

Wenn sich im Laufe der Arbeit herausstellt, dass das Verhältnis der Schultern der Kräfte dem Verhältnis der Kräfte nicht ganz gleich ist, schämen Sie sich nicht. Der von Ihnen verwendete Hebel ist kein sehr genaues Instrument, und selbst beim Messen von Schultern und Kräften können einige Fehler gemacht werden. Wenn Sie also eine ungefähre Gleichheit erhalten, reicht dies aus, um eine korrekte Schlussfolgerung zu ziehen.

Zusätzliche Aufgabe.

Der Kraftmesser zeigt den Wert der Kraft F 2 ≅1 N an.

Die auf den Hebel wirkenden Kräfte richten sich in diesem Fall wie folgt aus: Die Kraft F 1 (die auf die Gewichte wirkende Schwerkraft) wird senkrecht nach unten gerichtet, seine Schulter l 1 = 15 cm.

Kraft F 2 (Elastizitätskraft der Dynamometerfeder) wird senkrecht nach oben gerichtet; ihre Schulter l 2 = 15 cm.

Der Unterricht in der Ausbildung experimenteller Fähigkeiten hat folgende Ziele:

• lehren - die Konzepte von Regeln und Gleichgewichtsbedingungen, Regeln von Momenten, zu bilden, um ihre Bedeutung in der Wissenschaft zu zeigen; in der Lage sein, die Regeln für den Einsatz von Hebelwirkungen zu erklären und anzuwenden, um die Ergebnisse der praktischen Arbeit zu erläutern;
• entwickeln - den Schülern die soziale und praktische Bedeutung des untersuchten Materials aufzuzeigen, die Fähigkeit zu bilden, experimentelle Daten zu verallgemeinern, zu vergleichen und Schlussfolgerungen zu ziehen,
• pädagogisch - eine Kultur der geistigen Arbeit zu fördern, die Arbeit an der Ausbildung von Kommunikationsfähigkeiten, positiver Lernmotivation, ästhetischer Wahrnehmung der Welt fortzusetzen, die Liebe zu Wissenschaft und Wissen zu wecken.

Unterrichtsmaterial: ein Computer, ein Projektor, ein Hebel auf einem Stativ, ein Gewichtssatz, ein Lineal.

Während der Kurse:

I. Motivation.

1.Welche Regeln haben wir in der letzten Lektion gelernt?

(- die Regel der Hebelwirkung und die Regel der Momente).

2. Was müssen Sie wissen, um diese Regeln zu schreiben?

(- Schulter und Kraft)

3. Notieren Sie sich diese Regeln.

Momentenregel: M 1 = M 2;

Hebelregeln: F 1 * L 1 = F 2 * L 2

4. In welchen sehr bekannten und häufig verwendeten Geräten sind Hebel zu finden?

(Scheren, Zangen, Balkenwaagen).

II.Grundkenntnisse aktualisieren.

1. Erklären Sie den Zweck dieser Objekte (Projektion von Zeichnungen auf die Tafel).

• Schere zum Schneiden von Papierbögen.
• Schere zum Schneiden von Blechen.
• Hebelbalance zur Bestimmung des Körpergewichts.

2. Warum schneiden manche Scheren durch dickes Papier und andere nicht?

Die Schere arbeitet nach der Hebelbalance-Regel. Indem wir auf der einen Seite etwas Kraft auf den langen Abschnitt der Schere ausüben, erhalten wir auf der anderen Seite mehr Kraft auf den kurzen Abschnitt der Schere. Damit eine Schere eine dicke Schicht Papier oder Pappe schneiden kann, sind ihre Klingen kurz und die Griffe lang.

3. Wenden Sie die Regeln für jedes dieser Fächer an und erklären Sie sie:

a) die Länge des Griffs und die Länge der Klinge für Papierscheren sind fast gleich, da sie keinen großen Kraftaufwand erfordern;

b) lange Griffe und kurze Scherenblätter zum Schneiden von Metallblechen erzeugen eine große Kraft am Kontaktpunkt zwischen dem Scherenblatt und dem Metall; wie oft sie kürzer sind, gleichzeitig mehr Kraft aus der Anwendung;

c) Balkenwaagen haben die gleichen Schultern, was bedeutet, dass die Kraft, die auf die linke und rechte Seite der Waage wirkt, gleich ist. Bei Kenntnis der Masse der Gewichte wird die Masse der Last bestimmt.

III. Laborarbeit Nr. 5 "Aufklärung der Bedingungen für die Balance des Hebels"

(drei Optionen):

Option 1: L 1 = 18 cm; F 1 = 2 H; F2 = 3H; L2 =?

Option 2: L 1 = 12 cm; F 1 = 2H; F2 = 3H; L2 =?

Option 3: L 1 = 18 cm; F1 = 1H; F2 = 3H; L2 =?

Arbeitsanweisungen:

1. Befestigen Sie den Arm am Stativ.

2. Den Arm ohne Gewichte mit den Spezialschrauben ausbalancieren.

3. Balancieren Sie den Hebel mit einem Gewichtssatz und einem Lineal entsprechend der Belegung Ihrer Option.

4. Zeichnen Sie einen ausbalancierten Hebel in das Diagramm ein.

5.Messen Sie die Schulterlänge L 2.

6. Bestimmen Sie die Kräftemomente M1 und M2.

7.Vergleichen Sie den Wert von M1 und M2.

8. Machen Sie eine Schlussfolgerung.

IV. Zusammenfassend.

1. Fazit zur Fairness der Momentenregel.

(Bericht von jeder Option).

Durch das Platzieren von Gewichtssätzen in einem bestimmten Abstand erhalten wir das folgende Ergebnis:

das Produkt der Schulterkraft dieser Kraft auf der linken Seite des Hebels und auf der rechten Seite des Hebels ist gleich.

Damit ist die Gleichgewichtsbedingung erfüllt, das Kraftmoment ist gleich.

Allgemeine Schlussfolgerung aus dem durchgeführten Experiment:

Unter Verwendung unterschiedlicher Gewichtssätze in allen Gruppen, die eine Variante der praktischen Aufgabe durchführten, ergab sich folgendes Ergebnis: Die Produkte der Schulterkraft dieser Kraft auf der linken Seite des Hebels und auf der rechten Seite des Hebels sind die gleich.

Folglich ist die Gleichgewichtsbedingung des Hebels erfüllt, die Momentenregel gilt. M1 = M2.

2. Fragebogen zur Reflexion.

Volltext des Materials Entwicklung einer Physikstunde

Hanafina Totygul
Unterrichtszusammenfassung Physik „Laborarbeit. Klärung des Zustands der Hebelbalance "

Laborarbeit Nr. 5

Bestimmung des Gleichgewichtszustandes des Hebels.

Ziele Lektion:

1. Bildung von pädagogischer und kognitiver Kompetenz durch den Zustand des Gleichgewichts des Hebels herausfinden.

2. Prüfen Sie durch Erfahrung, in welchem ​​Verhältnis der Kräfte und deren Schultern der Hebel ist im Gleichgewicht.

3. Die Regel der Momente durch Erfahrung testen.

1. Sicherheitsvorschriften.

2.Übungsaufgaben und Fragen:

Was ist Hebelarm?

(Hebelarm ist ein fester Körper, der sich um eine feste Stütze drehen kann).

Was wird die Schulter der Stärke genannt?

(Die Kraftschulter ist der Abstand vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft).

Formuliere eine Regel Ausgleichshebel.

(Damit Gleichgewicht mit weniger Kraft wird mehr Kraft benötigt, damit ihre Schulter die Schulter mit größerer Kraft übersteigt. Kraftzuwachs gewonnen mit Hebel wird durch das Verhältnis der Schultern der aufgebrachten Kräfte bestimmt).

Schreiben Sie die Regelformel auf Ausgleichshebel.

(F2 / F1 = l1l2)

Formulieren Sie die Regel der Momente.

(Der Hebel ist im Gleichgewicht wenn das Kraftmoment beim Drehen im Uhrzeigersinn gleich dem Kraftmoment beim Drehen gegen den Uhrzeigersinn ist).

Schreiben Sie die Formel der Momentenregel auf.

(M1 = M2 oder F1l1 = F2l2)

3. Ausführung arbeiten:

1. Durch Drehen der Muttern an den Enden balanciere es so aus horizontal zu positionieren.

2.Verwenden Sie zwei Gewichte auf Ihre linke Schulter Hebel im Abstand l1 = 18 cm von der Drehachse.

3. Legen Sie durch Testen einen Platz auf der rechten Schulter fest Hebel, an denen drei Gewichte aufgehängt werden sollen, um balanciere die beiden vorherigen... Messen Sie den Abstand von diesem Punkt zur Drehachse (l2).

4. Angenommen, jedes Gewicht wiegt 1N, füllen Sie die leeren Felder in der Tabelle aus.

l1, m F1, H l2, m F2, H M1, Nm M2, Nm

5. Machen Sie eine Schlussfolgerung über die Fairness der Regel der Momente.

(Der Hebel ist im Gleichgewicht wenn das Kraftmoment beim Drehen im Uhrzeigersinn gleich dem Kraftmoment beim Drehen gegen den Uhrzeigersinn ist).

4.Zusatzaufgabe:

Hängen Sie drei Gewichte rechts vom Drehpunkt Hebel im Abstand von 5 cm... Ermitteln Sie mit einem Dynamometer, wie viel Kraft im Abstand von 15 cm von der Drehachse rechts neben den Gewichten aufgebracht werden muss und richten Sie sie nach oben zum Halten Ausgleichshebel

Unterrichtsentwicklung (Unterrichtsnotizen)

UMK-Linie A. V. Peryshkin. Physik (7-9)

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Unterrichtsart: kombiniert.

Formen der Durchführung: Kollektive Arbeit mit der ganzen Klasse, Arbeit in Gruppen, Einzelarbeit.

Methoden: Gespräch, Geschichte, Laborarbeit, um den Zustand der Hebelbalance herauszufinden.

Der Zweck des Unterrichts: um den einfachsten und gebräuchlichsten einfachen Mechanismus zu studieren - den Hebel.

Lernziele:

• Pädagogisch: Festigung der Konzepte einfacher Mechanismen, Hebel und ihrer Rolle im menschlichen Leben; den Zustand des Hebelgleichgewichts herausfinden, lehren, die Hebelgleichgewichtsregel anzuwenden.
• Pädagogisch: ein kognitives Interesse an neuem Wissen fördern, Bedingungen für die Manifestation des Wunsches nach einer eigenständigen Suche nach neuem Wissen schaffen.
• Entwicklung: Weiterentwicklung von Fähigkeiten und Fertigkeiten, um Wissen zu analysieren und Schlussfolgerungen zu ziehen, Aufmerksamkeit zu entwickeln, Beobachtung durch eine Veränderung der Bildungsaktivität.
• praktische Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit Geräten zu bilden;
• entwickeln das kreative Denken der Schüler.

Ausrüstung: Computer, Projektor, Lineal, Gewichtssatz, Schere, Balkenwaage, Block, menschliches Skelett, schiefe Ebene.

Während des Unterrichts

1. Organisatorischer Moment (2min)

2. Wiederholung. Wissensupdate. (20 Minuten)

Eine Demonstration: Schere, Balkenwaage, Block, Lineal, menschliches Skelett. (2 Minuten)

Den Studierenden wird eine problematische Frage gestellt: Was verbindet diese Geräte und Geräte? (Einfache Mechanismen - Hebel, schiefe Ebene)

Nennen Sie diese einfachen Mechanismen, auf welche Hebel beziehen sie sich?

B) Beantworten Sie die Fragen:(5 Minuten)

• Was sind einfache Mechanismen und wozu dienen sie?
• Was ist ein Hebel (Gattung 1, Gattung 2)?
• Was ist Schulter?
• Hebelbalance-Regel?
• Was ist ein Moment der Kräfte?
• Was ist die Regel des Augenblicks?

C) Arbeiten mit der Präsentation.(9 Minuten)

• Erstellen Sie ein Blockdiagramm der verschiedenen einfachen Mechanismen. (3 Minuten)
• Teilen Sie einfache Mechanismen in zwei Gruppen auf (5 Min.)
• Untersuchung. (Kriterien werden in der Präsentation vorgestellt) (1 min)

D) Die Verwendung einfacher Mechanismen - Hebel.(4 Minuten)

Arbeiten Sie in Minigruppen (2 Personen) mit Elementen des Spielwettbewerbs.

Jede Gruppe erhält ein Blatt mit einem Bild eines menschlichen Skeletts und auf dem Tisch liegt ein Demonstrationsmodell.

Aufgabe: Umrunden Sie in 1 Minute alle möglichen Hebel am Beispiel eines menschlichen Skeletts.

Am Ende der Zeit wechseln die Gruppen die Blätter und die Anzahl der skizzierten Hebel wird berechnet (die Kriterien werden in der Präsentation vorgestellt). Es werden drei Gewinner (höchste Summe) ausgewählt. Die Werke werden gesammelt. (Selbsteinschätzung + Lehrereinschätzung)

In einer gemeinsamen Diskussion zeigt das Layout alle möglichen Hebel auf.

3. Durchführung von Laborarbeiten. (18 Minuten)

(Kinder erhalten Ausdrucke, die sie im Laufe der Zeit ausfüllen)

Zielsetzung: Prüfen Sie durch Erfahrung, bei welchem ​​Verhältnis der Kräfte und ihrer Schultern der Hebel im Gleichgewicht ist. Testen Sie die Regel des Augenblicks experimentell.

Fortschritt:

1. Hängen Sie ein Gewicht an den Haken auf der rechten Seite im Abstand von 12 cm von der Achse.
2. Den Hebel mit einem Gewicht ausbalancieren. Messen Sie Ihre linke Schulter.
3. Den Hebel wieder ausbalancieren, jedoch mit zwei Gewichten. Messen Sie Ihre linke Schulter.
4. Den Hebel wieder ausbalancieren, jedoch mit drei Gewichten. Messen Sie Ihre linke Schulter.
5. Unter der Annahme, dass jede Last 1 N wiegt, schreibe ich die Daten und Messwerte in die Tabelle.

	Kraft F 1 auf der linken Seite des Hebels, N	Schulter l 1, cm	Kraft F 2 auf der rechten Seite des Hebels, N	Schulter l 2, cm	Das Verhältnis von Kräften und Schultern

1. Berechnen Sie das Kräfteverhältnis und das Schulterverhältnis für jeden der Versuche und notieren Sie die erhaltenen Ergebnisse in der letzten Spalte der Tabelle.
2. Prüfen Sie, ob die Ergebnisse der Versuche den Gleichgewichtszustand des Hebels unter der Einwirkung von Kräften und die Kraftmomentenregel bestätigen.

(F₁) / (F₂) = (l₂) / (l₁).

M 1 = F 1 * l 1 = = H / m

M 2 = F 2 * l 2 = = N / m

7. Machen Sie eine Schlussfolgerung.

Fazit: … .

4. Zusammenfassung der Lektion. (1 Minute.)

Fazit: Wie oft hat sich die Kraft erhöht, wie oft hat die Schulter abgenommen. Bei gleichen Kraftmomenten befindet sich der Drehhebel im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn im Gleichgewicht.

5. Hausaufgaben.

(wird jedem einzeln am Ende der Stunde gegeben) (1min)

1. § 60, Übung 30 (1-3.5).
2. Aufgabe (S. 180) *,
3. * Messen Sie mit einem Lineal die Schultern des Hebels (Schere, Schraubenschlüssel, Nagelzieher, Metallschere) und bestimmen Sie den Kraftzuwachs der ausgewählten einfachen Mechanismen.

6. Reflexion. (auf den resultierenden Blättern) (3 min)

Methode der nicht wertenden Kontrolle "Mini-Review".

Schreiben Sie in einem Satz auf:

• auf einer Seite des Blattes "Wichtig" (was heute im Unterricht wichtig war),
• andererseits - "Unklar" (was unklar blieb).