Wyjaśnienie stanu równowagi stołu dźwigniowego 15. Zastosowanie prostych mechanizmów

1. Trójjedyny cel:

1.1 edukacyjne: stworzyć warunki dla studentów do wyjaśnienia warunków równowagi dźwigni.
1.2 opracowanie: rozszerzenie systemu przyrodniczego poglądów na procesy zachodzące w przyrodzie.
1.3 wychowanie: kształtowanie na tym materiale edukacyjnym mentalnego, moralnego, estetycznego, uniwersalnego spojrzenia na człowieka, rozwój samodzielności w stawianiu hipotez i formułowaniu wniosków, pielęgnowanie kultury komunikacyjnej, umiejętności oceniania siebie i swoich towarzyszy.

2. Cele:

2.1. Zadania uczenia się mające na celu osiągnięcie osobistych efektów uczenia się.
2.1.1. Promowanie samorozwoju i samokształcenia uczniów w oparciu o motywację do nauki i poznania.
2.1.2. Kontynuuj rozwój mowy uczniów, pamięci wzrokowej, uwagi, pamięci semantycznej, obserwacji, percepcji wzrokowej, umiejętności analizowania, porównywania, uogólniania, kształtowania idei komputera jako narzędzia uczenia się.
2.1.3. Stwórz całościowy obraz świata.
2.1.4. Aby stworzyć świadomą, pełną szacunku i życzliwą postawę wobec drugiej osoby, jej opinii.
2.1.5. Wykształcenie umiejętności kontrolowania procesu i wyniku działania.
2.2. Zadania edukacyjne mające na celu osiągnięcie matematyczno-przedmiotowych efektów uczenia się.
2.2.1. Poznawcze: rozwijaj aktywność poznawczą, kontynuuj pracę nad kształtowaniem umiejętności zbierania, systematyzowania i stosowania informacji na dany temat, stosowania i przekształcania znaków-symbolicznych środków rozwiązywania problemów.
2.2.2. Komunikatywny: kontynuuj pracę nad kształtowaniem umiejętności pracy w parach, organizuj współpracę edukacyjną i wspólne zajęcia z nauczycielem i rówieśnikami.
2.2.3. Regulacyjne: kontynuuj pracę nad kształtowaniem umiejętności samodzielnego planowania sposobów osiągania celów, świadomie wybieraj skuteczne sposoby rozwiązywania problemów.
2.3. Zadania dydaktyczne mające na celu osiągnięcie przedmiotowych efektów uczenia się.
2.3.1. Kontynuować kształtowanie ogólnokształcących i ogólnokulturowych umiejętności pracy z informacją, umiejętności stosowania formuł w praktyce. Zrozumienie znaczenia pojęć ramię siły, moment siły, wielkość fizyczna siły, ich jednostki miary.
2.3.2. Umieć opisać i wyjaśnić zjawiska fizyczne w oparciu o stan równowagi dźwigni.
2.3.3. Przedstaw wyniki pomiarów siły, siły barku za pomocą tabel.
2.3.4. Wyciągnij wnioski na podstawie danych eksperymentalnych.
2.3.5. Podaj przykłady praktycznego zastosowania dźwigni.
2.3.6. Rozwiąż zadania dotyczące zastosowania warunku równowagi dźwigni, momentu siły.
2.3.7. Sprawdź doświadczalnie, przy jakim stosunku sił i ich ramion dźwignia jest w równowadze.
2.3.8. Przetestuj regułę chwili eksperymentalnie.

Cel: sprawdź z doświadczenia, przy jakim stosunku sił i ich ramion dźwignia jest w równowadze. Przetestuj regułę chwili eksperymentalnie.

Z podręcznika (§§56, 57) pamiętasz, że jeśli siły działające na dźwignię są odwrotnie proporcjonalne do ramion tych sił, dźwignia jest w równowadze.

Iloczyn siły na jej ramieniu nazywa się momentem siły.

М 1 - moment siły F 1; M 2 - moment siły F 2;

Przykład wykonania pracy:

Obliczenia:

Jeśli w trakcie pracy stosunek ramion sił okaże się nie do końca równy stosunkowi sił, nie wstydź się. Dźwignia, której używasz, nie jest bardzo dokładnym instrumentem i nawet podczas pomiaru ramion i sił można popełnić błąd. Więc jeśli uzyskasz przybliżoną równość, to wystarczy, aby wyciągnąć poprawny wniosek.

Zadanie dodatkowe.

Dynamometr pokaże wartość siły F 2 ≅1 N.

Siły działające na dźwignię będą w tym przypadku skierowane w następujący sposób: Siła F 1 (siła grawitacji działająca na ciężarki) będzie skierowana pionowo w dół, jej ramię l 1 = 15 cm.

Siła F 2 (siła sprężystości sprężyny dynamometru) będzie skierowana pionowo w górę; jej ramię l 2 = 15 cm.

Lekcja kształtowania umiejętności eksperymentalnych ma następujące cele:

• nauczanie - formułowanie pojęć reguł i warunków równowagi, reguł momentów, ukazywanie ich znaczenia w nauce; umieć wyjaśnić zasady korzystania z dźwigni i zastosować je do wyjaśnienia wyników pracy praktycznej;
• opracowanie - ukazanie uczniom społecznego i praktycznego znaczenia badanego materiału, kształtowanie umiejętności uogólniania danych eksperymentalnych, porównywania i wyciągania wniosków,
• edukacyjna - pielęgnowanie kultury pracy umysłowej, kontynuowanie pracy nad kształtowaniem umiejętności komunikacyjnych, pozytywną motywację do nauki, estetyczne postrzeganie świata, zaszczepianie zamiłowania do nauki i wiedzy.

Sprzęt do lekcji: komputer, projektor, dźwignia na statywie, zestaw ciężarków, linijka.

Podczas zajęć:

I. Motywacja.

1. Jakich zasad nauczyliśmy się na ostatniej lekcji?

(- zasada dźwigni i zasada momentów).

2. Co musisz wiedzieć, aby napisać te zasady?

(- bark i siła)

3. Zanotuj te zasady.

Zasada momentów: M 1 = M 2;

Zasady dźwigni: F 1 * L 1 = F 2 * L 2

4. W jakich bardzo znanych i często używanych urządzeniach znajdują się dźwignie?

(nożyczki, szczypce, łuski belek).

II.Aktualizacja podstawowej wiedzy.

1. Wyjaśnij przeznaczenie tych obiektów (wyświetlanie rysunków na tablicy).

• Nożyczki do cięcia arkuszy papieru.
• Nożyce do cięcia blach.
• Waga dźwigniowa do określania masy ciała.

2. Dlaczego niektóre nożyczki przecinają gruby papier, a inne nie?

Nożyce działają w oparciu o zasadę równowagi dźwigni. Przykładając niewielką siłę do długiego odcinka nożyczek z jednej strony, uzyskujemy większą siłę na krótszym odcinku nożyczek z drugiej strony. Aby nożyczki przecinały grubą warstwę papieru lub kartonu, skracają ostrza i wydłużają rękojeści.

3. Zastosuj i wyjaśnij zasady dla każdego z tych przedmiotów:

a) długość rękojeści i długość ostrza nożyczek papierowych są prawie takie same, ponieważ nie wymagają dużego wysiłku;

b) długie uchwyty i krótkie ostrza nożyczek do cięcia blach wytwarzają dużą siłę w miejscu styku ostrza nożyczek z metalem; ile razy są krótsze, tym samym razy większa siła wynikająca z aplikacji;

c) łuski belek mają takie same ramiona, co oznacza, że ​​siły działające na lewą i prawą stronę łusek są takie same. Znając masę odważników, określa się masę ładunku.

III. Praca laboratoryjna nr 5 „Określenie warunków równowagi dźwigni”

(trzy opcje):

Opcja 1: dł.1 = 18cm; F1 = 2H; F2 = 3H; L2 =?

Opcja 2: L 1 = 12 cm; F1 = 2H; F2 = 3H; L2 =?

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

Wskazówki do pracy:

1. Przymocuj ramię do statywu.

2. Wyważ ramię bez obciążników za pomocą specjalnych śrub.

3. Zrównoważ dźwignię za pomocą zestawu ciężarków i linijki zgodnie z przeznaczeniem opcji.

4. Narysuj zrównoważoną dźwignię na schemacie.

5. Zmierz długość ramion L 2.

6. Wyznacz momenty sił M1 i M2.

7.Porównaj wartości M1 i M2.

8. Wyciągnij wniosek.

IV. Zreasumowanie.

1. Wniosek o słuszności zasady chwili.

(Raport z każdej opcji).

Ustawiając zestawy ciężarków w określonej odległości, otrzymaliśmy następujący wynik:

iloczyn siły na ramieniu tej siły po lewej stronie dźwigni i po prawej stronie dźwigni jest taki sam.

Oznacza to, że warunek równowagi jest spełniony, moment siły jest taki sam.

Ogólny wniosek z przeprowadzonego eksperymentu:

Stosując różne zestawy odważników we wszystkich grupach wykonujących wariant zadania praktycznego uzyskano następujący wynik: iloczyny siły na barku tej siły po lewej stronie dźwigni i po prawej stronie dźwigni są To samo.

W konsekwencji warunek równowagi dźwigni jest spełniony, zasada momentów jest prawdziwa. M1 = M2.

2. Kwestionariusz do refleksji.

Pełny tekst materiału Opracowanie lekcji fizyki

Hanafina Totyguł
Podsumowanie lekcji fizyki „Praca w laboratorium. Wyjaśnienie stanu równowagi dźwigni”

Praca laboratoryjna nr 5

Określenie stanu równowagi dźwigni.

Cele lekcja:

1. Kształtowanie kompetencji edukacyjnych i poznawczych poprzez: ustalenie stanu równowagi dźwigni.

2. Sprawdź z doświadczenia, w jakim stosunku sił i ich ramion dźwignia jest w równowadze.

3. Testowanie zasady chwil przez doświadczenie.

1. Przepisy bezpieczeństwa.

2.Ćwicz zadania i pytania:

Co jest ramię dźwigni?

(Ramię dźwigni jest bryłą, która może obracać się wokół stałej podpory).

Jak nazywa się ramię siły?

(Ramię siły to odległość od punktu podparcia do linii działania siły).

Sformułuj regułę dźwignia równowagi.

(W celu balansować przy mniejszej sile potrzebna jest większa siła, aby jej ramię przekroczyło ramię o większej sile. Zysk siły uzyskany dzięki dźwignia jest określany przez stosunek ramion przyłożonych sił).

Zapisz wzór reguły dźwignia równowagi.

(F2 / F1 = l1l2)

Sformułuj zasadę chwil.

(Dźwignia jest w równowadze jeśli moment siły obracającej go zgodnie z ruchem wskazówek zegara jest równy momentowi siły obracającej go przeciwnie do ruchu wskazówek zegara).

Zapisz wzór reguły momentu.

(M1 = M2 lub F1l1 = F2l2)

3. Wykonanie Praca:

1. Obracając nakrętki na końcach zrównoważ to tak aby ustawić go poziomo.

2. Wydaj dwa ciężary na lewe ramię dźwignia w odległości l1 = 18 cm od osi obrotu.

3. Testując, ustal miejsce na prawym ramieniu dźwignia, do którego należy zawiesić trzy obciążniki, aby zrównoważyć dwa poprzednie... Zmierz odległość od tego punktu do osi obrotu (l2).

4. Zakładając, że każdy ciężarek waży 1BA, uzupełnij puste miejsca w tabeli.

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

5. Wyciągnij wniosek na temat słuszności zasady chwili.

(Dźwignia jest w równowadze jeśli moment siły obracającej go zgodnie z ruchem wskazówek zegara jest równy momentowi siły obracającej go przeciwnie do ruchu wskazówek zegara).

4.Zadanie dodatkowe:

Zawieś trzy ciężarki po prawej stronie osi dźwignia w odległości 5 cm... Za pomocą dynamometru określ, jaką siłę należy przyłożyć w odległości 15 cm od osi obrotu po prawej stronie ciężarków, kierując ją do góry dźwignia równowagi

Opracowanie lekcji (notatki do lekcji)

Linia UMK A.V. Peryshkin. Fizyka (7-9)

Uwaga! Witryna administracyjna witryny nie ponosi odpowiedzialności za treść zmian metodologicznych, a także za zgodność rozwoju federalnego standardu edukacyjnego.

Rodzaj lekcji:łączny.

Formy realizacji: praca zbiorowa z całą klasą, praca w grupach, praca indywidualna.

Metody: rozmowa, historia, praca laboratoryjna, aby poznać stan równowagi dźwigni.

Cel lekcji: studiowanie najprostszego i najczęstszego prostego mechanizmu - dźwigni.

Cele Lekcji:

• Edukacyjne: utrwalenie koncepcji prostych mechanizmów, dźwigni i ich roli w życiu człowieka; sprawdź stan równowagi dźwigni, naucz stosować zasadę równowagi dźwigni.
• Edukacyjne: rozwijanie zainteresowania poznawczego nową wiedzą, tworzenie warunków do manifestacji pragnienia samodzielnego poszukiwania nowej wiedzy.
• Rozwijająca: kontynuacja rozwoju umiejętności i umiejętności analizowania wiedzy i wyciągania wniosków, rozwijania uwagi, obserwacji poprzez zmianę w działalności edukacyjnej.
• kształtować praktyczne umiejętności i zdolności podczas korzystania z urządzeń;
• rozwijać kreatywne myślenie uczniów.

Ekwipunek: komputer, projektor, dźwignia linijki, zestaw obciążników, nożyczki, waga belkowa, blok, ludzki szkielet, pochylona płaszczyzna.

Podczas zajęć

1. Moment organizacyjny (2min)

2. Powtórzenie. Aktualizacja wiedzy. (20 minut)

Demonstracja: nożyczki, łuski belek, blok, linijka, ludzki szkielet. (2 minuty)

Uczniom zadaje się problematyczne pytanie: Co łączy te urządzenia i urządzenia? (Proste mechanizmy - dźwignie, pochylona płaszczyzna)

Nazwij te proste mechanizmy, jakiego rodzaju dźwignie dotyczą?

B) Odpowiedz na pytania:(5 minut)

• Czym są proste mechanizmy i do czego służą?
• Co to jest dźwignia (rodzaj 1, rodzaj 2)?
• Co to jest ramię?
• Zasada równowagi dźwigni?
• Czym jest moment sił?
• Jaka jest aktualna reguła?

C) Praca z prezentacją.(9 minut)

• Sporządź schemat blokowy odmian prostych mechanizmów. (3 min)
• Podziel proste mechanizmy na dwie grupy (5 min)
• Badanie. (kryteria są przedstawione w prezentacji) (1 min)

D) Zastosowanie prostych mechanizmów - dźwigni.(4 minuty)

Praca w mini-grupach (2 osoby) z elementami gry-konkursu.

Każda grupa otrzymuje arkusz ze zdjęciem ludzkiego szkieletu, a na stole znajduje się model demonstracyjny.

Zadanie: w ciągu 1 minuty zakreśl wszystkie możliwe dźwignie na przykładzie ludzkiego szkieletu.

Na koniec grupy zmieniają arkusze i obliczana jest liczba przedstawionych dźwigni (kryteria przedstawione w prezentacji). Wybrano trzech zwycięzców (najwyższa suma). Prace są zbierane. (samoocena + ocena nauczyciela)

We wspólnej dyskusji makieta pokazuje wszystkie możliwe dźwignie.

3. Realizacja prac laboratoryjnych. (18 minut)

(Dzieci otrzymują wydruki, które wypełniają w miarę postępów)

Cel: sprawdź z doświadczenia, przy jakim stosunku sił i ich ramion dźwignia jest w równowadze. Przetestuj regułę chwili eksperymentalnie.

Postęp:

1. Zawieś jeden ciężarek na haku po prawej stronie w odległości 12 cm od osi.
2. Zrównoważ dźwignię jednym ciężarem. Zmierz lewe ramię.
3. Zrównoważ dźwignię ponownie, ale z dwoma ciężarkami. Zmierz lewe ramię.
4. Ponownie zrównoważ dźwignię, ale z trzema ciężarkami. Zmierz lewe ramię.
5. Zakładając, że każdy ładunek waży 1 N, zapisuję dane i zmierzone wartości do tabeli.

	Siła F 1 po lewej stronie dźwigni, N	Ramię l 1, cm	Siła F 2 po prawej stronie dźwigni, N	Ramię l 2, cm	Stosunek sił i ramion

1. Dla każdego z eksperymentów oblicz stosunek sił i ramion, a otrzymane wyniki zapisz w ostatniej kolumnie tabeli.
2. Sprawdź, czy wyniki eksperymentów potwierdzają stan równowagi dźwigni pod działaniem przyłożonych do niej sił oraz zasadę momentów sił.

(F₁) / (F₂) = (l₂) / (l₁).

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

M2 = F2 * l2 = = N / m

7. Wyciągnij wniosek.

Wniosek: … .

4. Podsumowanie lekcji. (1 minuta.)

Wniosek: Ile razy siła wzrosła, ile razy zmniejszyło się ramię. Gdy momenty sił są równe, obracająca się dźwignia zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara jest w równowadze.

5. Praca domowa.

(podawane każdemu z osobna na koniec lekcji) (1min)

1. § 60, ćwiczenie 30 (1-3.5).
2. Zadanie (s. 180) *,
3. * Zmierz linijką ramiona dźwigni (nożyczki, klucz, gwoździarka, metalowe nożyczki) i określ przyrost siły wybranych prostych mechanizmów.

6. Refleksja. (na powstałych arkuszach) (3 min)

Metoda kontroli bez osądzania „Mini-przegląd”.

Zapisz w jednym zdaniu:

• po jednej stronie kartki „Ważne” (co dziś było ważne na lekcji),
• z drugiej – „Niejasne” (które pozostało niejasne).