Skyriai: Fizika
Pamokos tipas: naujos medžiagos mokymosi pamoka
Pamokos tikslai:
- Švietimas:
- susipažinimas su paprastų mechanizmų panaudojimu gamtoje ir technikoje;
- ugdyti informacijos šaltinių analizės įgūdžius;
- eksperimentiškai nustatyti svirties pusiausvyros taisyklę;
- ugdyti mokinių gebėjimą atlikti eksperimentus (eksperimentus) ir iš jų daryti išvadas.
- Švietimas:
- ugdyti gebėjimus stebėti, analizuoti, lyginti, apibendrinti, klasifikuoti, sudaryti diagramas, formuluoti išvadas remiantis išnagrinėta medžiaga;
- ugdyti pažintinį susidomėjimą, mąstymo savarankiškumą ir intelektą;
- ugdyti raštingumą žodinė kalba;
- ugdyti praktinio darbo įgūdžius.
- Švietimas:
- dorinis ugdymas: meilė gamtai, draugiškos savitarpio pagalbos jausmas, grupinio darbo etika;
- kultūros puoselėjimas organizuojant švietėjišką darbą.
Pagrindinės sąvokos:
- mechanizmai
- svirtis
- pečių jėga
- blokas
- vartai
- pasvirusi plokštuma
- pleištas
- varžtas
Įranga: kompiuteris, pristatymas, dalomoji medžiaga (darbo kortelės), svirtis ant trikojo, svarmenų komplektas, laboratorinis komplektas tema „Mechanika, paprasti mechanizmai“.
PAMOKOS EIGA
I. Organizacinis etapas
1. Pasisveikinimas.
2. Pravaikštų nustatymas.
3. Mokinių pasirengimo pamokai tikrinimas.
4. Klasės pasirengimo pamokai tikrinimas.
5. Dėmesio organizavimas .
II. Namų darbų patikros etapas
1. Atskleidžiant, kad visa klasė atliko namų darbus.
2. Užduočių vizualinis patikrinimas darbaknygėje.
3. Atskirų mokinių nesugebėjimo atlikti užduoties priežasčių išsiaiškinimas.
4. Klausimai apie namų darbus.
III. Mokinių parengimo aktyviam ir sąmoningam naujos medžiagos įsisavinimui etapas
„Galėčiau pasukti Žemę svirtimi, tik suteik man atramos tašką“
Archimedas
Atspėk mįsles:
1. Du žiedai, du galai ir smeigė viduryje. ( Žirklės)
2. Dvi seserys siūbavo – ieškojo tiesos, o pasiekusios ją sustojo. ( Svarstyklės)
3. Pasilenkia, pasilenkia - grįš namo - išsities. ( Ax)
4. Kas tai per stebuklas milžinas?
Ištiesia ranką į debesis
Ar veikia:
Padeda statyti namą. ( Kranas
)
– Dar kartą atidžiai peržiūrėkite atsakymus ir įvardykite juos vienu žodžiu. „Ginklas, mašina“ išvertus iš graikų kalbos reiškia „mechanizmai“.
Mechanizmas– iš graikų kalbos žodžio „????v? – ginklas, statyba.
Automobilis- iš lotyniško žodžio " mašina" – statyba.
– Pasirodo, paprasta lazda yra paprasčiausias mechanizmas. Kas žino, kaip tai vadinasi?
– Kartu suformuluokime pamokos temą: ….
– Atsiverskite sąsiuvinius, užsirašykite pamokos datą ir temą: „Paprasti mechanizmai. Svirties pusiausvyros sąlygos“.
– Kokį tikslą šiandien turėtume jums išsikelti klasėje...
IV. Naujų žinių įsisavinimo etapas
„Galėčiau pasukti Žemę svirtimi, tik suteik man atramos tašką“ – šiuos žodžius, kurie yra mūsų pamokos epigrafas, Archimedas pasakė daugiau nei prieš 2000 metų. Tačiau žmonės juos vis dar prisimena ir perduoda iš lūpų į lūpas. Kodėl? Ar Archimedas buvo teisus?
– Svertus žmonės pradėjo naudoti senovėje.
– Kaip manai, kam jie skirti?
– Žinoma, kad būtų lengviau dirbti.
– Pirmasis svirtį panaudojo mūsų tolimas priešistorinis protėvis, lazda judinęs sunkius akmenis, ieškodamas valgomų šaknų ar po šaknimis besislepiančių mažų gyvūnų. Taip, taip, juk eilinė lazda, turinti atramos tašką, aplink kurią ją galima pasukti, yra tikra svirtis.
Yra daug įrodymų, kad senovės šalyse – Babilone, Egipte, Graikijoje – statybininkai plačiai naudojo svertus keldami ir gabendami statulas, kolonas ir didžiulius akmenis. Tuo metu jie neturėjo supratimo apie sverto dėsnį, bet jau gerai žinojo, kad svirtis yra pajėgiose rankose sunkų krovinį paverčia lengvu.
Svirtis- yra neatsiejama beveik kiekvieno dalis modernus automobilis, mašina, mechanizmas. Ekskavatorius kasa griovį - jo geležinė „ranka“ su kaušu veikia kaip svirtis. Vairuotojas keičia automobilio greitį pavarų perjungimo svirtimi. Vaistininkas pudras pakabina ant labai tikslių vaistinės svarstyklių, pagrindinė šių svarstyklių dalis – svirtis.
Kasant lysves sode, kastuvas mūsų rankose taip pat tampa svirtimi. Visų rūšių svirties, rankenos ir vartai yra svirtys.
– Susipažinkime su paprastais mechanizmais.
Klasė suskirstyta į šešias eksperimentines grupes:
1. studijuoja pasvirusią plokštumą.
2-asis apžiūri svirtį.
Trečias studijuoja bloką.
Ketvirtasis tyrinėja vartus.
5-asis studijuoja pleištą.
6-asis tiria varžtą.
Darbas atliekamas pagal darbo kortelėje kiekvienai grupei pasiūlytą aprašymą. ( 1 priedas )
Remdamiesi mokinių atsakymais, sudarome diagramą. ( 2 priedas )
– Su kokiais mechanizmais susipažinote...
– Kam naudojami paprasti mechanizmai? ...
Svirtis- standus korpusas, galintis suktis aplink fiksuotą atramą. Praktiškai svirties vaidmenį gali atlikti lazda, lenta, laužtuvas ir kt.
Svirtis turi atramos tašką ir petį. Pečius– tai trumpiausias atstumas nuo atramos taško iki jėgos veikimo linijos (t.y. statmenas, nuleistas nuo atramos taško iki jėgos veikimo linijos).
Paprastai jėgos, veikiančios svirtį, gali būti laikomos kūnų svoriu. Vieną iš jėgų vadinsime pasipriešinimo jėga, kitą – varomąja.
Nuotraukoje ( 4 priedas
) matote vienodos rankos svirtį, kuri naudojama jėgoms subalansuoti. Tokio sverto panaudojimo pavyzdys yra skalė. Kaip manote, kas atsitiks, jei viena iš jėgų padvigubės?
Tai va, svarstyklės bus išbalansuotos (rodau ant įprastų svarstyklių).
Ar manote, kad yra būdas subalansuoti didesnę ir mažesnę galią?
Vaikinai, siūlau jums dalyvauti kursuose mini eksperimentas išveskite svirties pusiausvyros sąlygą.
Eksperimentuokite
Ant stalų yra laboratorinės svirtys. Kartu išsiaiškinkime, kada svirtis bus pusiausvyroje.
Norėdami tai padaryti, pakabinkite vieną svarmenį ant kablio dešinėje pusėje 15 cm atstumu nuo ašies.
- Subalansuokite svirtį vienu svoriu. Išmatuokite kairįjį petį.
- Subalansuokite svirtį, bet su dviem svarmenimis.
- Išmatuokite kairįjį petį.
- Subalansuokite svirtį, bet su trimis svarmenimis.
Išmatuokite kairįjį petį.
- Subalansuokite svirtį, bet su keturiais svoriais.
- Išmatuokite kairįjį petį.
– Kokias išvadas galima padaryti: Kur daugiau jėgos, ten mažiau svertų.
Kiek kartų padidėjo jėgos, tiek kartų sumažėjo petys,
– Suformuluokime
svirties pusiausvyros taisyklė: => Svirtis yra pusiausvyroje, kai ją veikiančios jėgos yra atvirkščiai proporcingos šių jėgų svirtims.
– Dabar pabandykite parašyti šią taisyklę matematiškai, t. y. formulę:
F 1 l 1 = F 2 l 2 F 1 / F 2 = l 2 / l 1
Svirties pusiausvyros taisyklę nustatė Archimedas. Užmerkite akis ir uždenkite jas delnais. Įsivaizduokite balto popieriaus lapą ir pabandykite mintyse užrašyti savo vardą ir pavardę. Įrašo pabaigoje įrašykite tašką. Dabar pamirškite raides ir prisiminkite tik laikotarpį. Jums turėtų atrodyti, kad jis juda iš vienos pusės į kitą lėtais, švelniais siūbavimo judesiais. Jūs atsipalaidavote... nuimkite delnus, atmerkite akis, mes grįžtame į realų pasaulį kupina jėgų ir energija.
V. Naujų žinių įtvirtinimo etapas
1. Tęskite sakinį...
- Svirtis yra... standus korpusas, galintis suktis aplink fiksuotą atramą
- Svirtis yra pusiausvyroje, jei... jį veikiančios jėgos yra atvirkščiai proporcingos šių jėgų svirtims.
- Jėgos svertas yra... trumpiausias atstumas nuo atramos taško iki jėgos veikimo linijos (t. y. statmenas nukritęs nuo atramos taško iki jėgos veikimo linijos).
- Jėga matuojama...
- Svertas matuojamas...
- Paprasti mechanizmai apima... svirtis ir jos atmainos: – pleištas, varžtas; pasvirusi plokštuma ir jos atmainos: pleištas, sraigtas.
- Reikia paprastų mechanizmų... siekdamas įgyti valdžią
2. Užpildykite lentelę (pats):
Raskite paprastus mechanizmus įrenginiuose
| Nr. | Įrenginio pavadinimas | Paprasti mechanizmai |
| 1 | žirklės | |
| 2 | mėsmalė | |
| 3 | pamačiau | |
| 4 | kopėčios | |
| 5 | varžtas | |
| 6 | replės, | |
| 7 | svarstyklės | |
| 8 | kirvis | |
| 9 | domkratas | |
| 10 | mechaninis gręžtuvas | |
| 11 | rašiklis siuvimo mašina, dviračio pedalas arba rankinis stabdis, pianino klavišai | |
| 12 | kaltas, peilis, vinis, adata. |
SAVITARPUS KONTROLĖ
Vertinimą po abipusės kontrolės perkelkite į įsivertinimo kortelę.
Ar Archimedas buvo teisus?
Archimedas buvo tikras, kad nėra tokio didelio krūvio, kurio žmogus negalėtų pakelti – tereikia pasinaudoti svirtimi.
Ir vis dėlto Archimedas perdėjo žmogaus galimybes. Jei Archimedas būtų žinojęs, kokia milžiniška yra Žemės masė, tikriausiai būtų susilaikęs nuo legendos jam priskiriamo šūksnio: „Duok man atramos tašką ir aš pakelsiu Žemę! Juk norint pajudinti žemę vos 1 cm, Archimedo ranka turėtų nukeliauti 10 18 km. Pasirodo, norint pajudinti Žemę milimetru, ilgoji svirties ranka turi būti 100 000 000 000 trilijonų didesnė už trumpąją. vieną kartą! Šios rankos galas nukeliautų 1 000 000 trln. kilometrų (apytiksliai). O keliauti tokiu keliu žmogui prireiktų daugybės milijonų metų!.. Bet tai jau kitos pamokos tema.
VI. Informacijos mokiniams apie namų darbus etapas, nurodymai kaip juos atlikti
1. Apibendrinimas: kokių naujų dalykų išmokta pamokoje, kaip dirbo klasė, kurie mokiniai dirbo ypač stropiai (pažymiai).
2. Namų darbai
Visi: § 55-56
Besidomintiems: sukurkite kryžiažodį tema „Paprasti mechanizmai mano namuose“
Individualiai: ruoškite pranešimus ar pristatymus „Svertai laukinėje gamtoje“, „Mūsų rankų galia“.
- Pamoka baigta! Iki pasimatymo, viso ko geriausio tau!
Svirtis yra standus korpusas, kuris gali suktis aplink fiksuotą tašką.
Fiksuotas taškas vadinamas atramos tašku.
Gerai žinomas svirties pavyzdys – sūpynės (25.1 pav.).
Kada du žmonės ant sūpynių balansuoja vienas kitą? Pradėkime nuo pastebėjimų. Jūs, žinoma, pastebėjote, kad du žmonės ant sūpynių balansuoja vienas kitą, jei jų svoris yra maždaug vienodas ir yra maždaug tokiu pat atstumu nuo atramos taško (25.1 pav., a).
Ryžiai. 25.1. Pusiausvyros sąlyga sūpynėms: a - vienodo svorio žmonės subalansuoja vienas kitą, kai sėdi vienodais atstumais nuo atramos taško; b - žmonės skirtingi svoriai subalansuoti vienas kitą, kai sunkesnis sėdi arčiau atramos taško
Jei šie du labai skiriasi svoriu, jie vienas kitą subalansuoja tik tuo atveju, jei sunkesnis sėdi daug arčiau atramos taško (25.1 pav., b).
Dabar pereikime nuo stebėjimų prie eksperimentų: eksperimentiškai suraskime svirties pusiausvyros sąlygas.
Įdėkime patirtį
Patirtis rodo, kad vienodo svorio apkrovos subalansuoja svirtį, jei jos pakabinamos vienodais atstumais nuo atramos taško (25.2 pav., a).
Jei kroviniai turi skirtingą svorį, tai svirtis yra pusiausvyroje, kai sunkesnė apkrova yra tiek kartų arčiau atramos taško, kiek jos svoris didesnis už lengvos apkrovos svorį (25.2 pav., b, c).
Ryžiai. 25.2. Eksperimentai, skirti rasti svirties pusiausvyros sąlygą
Svirties pusiausvyros būklė. Atstumas nuo atramos taško iki tiesės, išilgai kurios veikia jėga, vadinamas šios jėgos svirtimi. F 1 ir F 2 pažymėkime jėgas, veikiančias svirtį iš apkrovų pusės (žr. diagramas 25.2 pav. dešinėje). Šių jėgų pečius pažymėkime atitinkamai l 1 ir l 2. Mūsų eksperimentai parodė, kad svirtis yra pusiausvyroje, jei jėgos F 1 ir F 2, veikiančios svirtį, linkusios ją sukti priešingomis kryptimis, o jėgų moduliai yra atvirkščiai proporcingi šių jėgų svirtims:
F 1 / F 2 = l 2 / l 1.
Šią svirties pusiausvyros sąlygą eksperimentiškai nustatė Archimedas III amžiuje prieš Kristų. e.
Svirties pusiausvyros būklę galite tirti eksperimentiškai laboratoriniame darbe Nr.11.
Ar žinai, kas yra blokas? Tai apvalus daiktas su kabliu, kuris naudojamas kroviniams pakelti į aukštį statybvietėse.
Ar tai atrodo kaip svirtis? Vargu ar. Tačiau blokas taip pat yra paprastas mechanizmas. Be to, galime kalbėti apie svirties pusiausvyros dėsnio pritaikymą blokui. Kaip tai įmanoma? Išsiaiškinkime.
Pusiausvyros dėsnio taikymas
Blokas yra įtaisas, susidedantis iš rato su grioveliu, per kurį praleidžiamas trosas, virvė ar grandinė, taip pat prie rato ašies pritvirtintas spaustukas su kabliuku. Blokas gali būti fiksuotas arba kilnojamas. Fiksuotas blokas turi fiksuotą ašį ir nejuda keliant ar nuleidžiant krovinį. Stacionarus blokas padeda pakeisti jėgos kryptį. Užmetę virvę per tokį bloką, pakabintą viršuje, galime pakelti krovinį aukštyn, o patys būdami žemiau. Tačiau fiksuoto bloko naudojimas nesuteikia mums jokios jėgos. Galime įsivaizduoti bloką svirties pavidalu, besisukantį aplink fiksuotą atramą – bloko ašį. Tada bloko spindulys bus lygus ginklų, taikomų abiejose jėgų pusėse - mūsų lyno traukos jėgai su apkrova vienoje pusėje ir apkrovos gravitacijos jėgai iš kitos. Pečiai bus lygūs, todėl jėgų nepriaugs.
Kitokia situacija yra su judančiu bloku. Judantis blokas juda kartu su kroviniu, tarsi gulėtų ant virvės. Tokiu atveju atramos taškas kiekvienu laiko momentu bus bloko sąlyčio su lynu taške vienoje pusėje, apkrovos smūgis bus taikomas bloko centre, kur jis pritvirtintas prie ašies. , o traukos jėga bus taikoma sąlyčio su lynu taške kitoje bloko pusėje . Tai yra, kūno svorio petys bus bloko spindulys, o mūsų traukos jėgos petys bus skersmuo. Skersmuo, kaip žinoma, yra du kartus didesnis už spindulį, svirties ilgis skiriasi du kartus, o jėgos padidėjimas, gautas naudojant kilnojamąjį bloką, yra lygus dviem. Praktikoje naudojamas fiksuoto bloko ir kilnojamojo derinys. Viršuje pritvirtintas fiksuotas blokas nesuteikia jokio stiprumo, tačiau padeda pakelti krovinį stovint apačioje. O judantis blokas, judantis kartu su kroviniu, dvigubai padidina taikomą jėgą, padeda pakelti didelius krovinius į aukštį.
Auksinė mechanikos taisyklė
Kyla klausimas: ar naudojami įrenginiai duoda naudos eksploatuojant? Darbas yra nuvažiuoto atstumo ir veikiančios jėgos sandauga. Apsvarstykite svirtį su svirtimis, kurių rankos ilgis skiriasi du kartus. Ši svirtis padidins jėgą du kartus, tačiau dvigubai daugiau sverto nukeliaus dvigubai toliau. Tai yra, nepaisant stiprybės padidėjimo, atliktas darbas bus toks pat. Tai yra darbo lygybė naudojant paprastus mechanizmus: kiek kartų įgyjame jėgų, kiek kartų prarandame atstumą. Ši taisyklė vadinama auksine mechanikos taisykle, ir tai taikoma absoliučiai visiems paprastiems mechanizmams. Todėl paprasti mechanizmai palengvina žmogaus darbą, bet nesumažina jo atliekamo darbo. Jie tiesiog padeda vienos rūšies pastangas paversti kitomis, patogesnėmis konkrečioje situacijoje.
Svirtis yra standus korpusas, kuris gali suktis aplink fiksuotą tašką. Fiksuotasis taškas vadinamas atramos taškas. Atstumas nuo atramos taško iki jėgos veikimo linijos vadinamas pečiųšią galią.
Svirties pusiausvyros būklė: svirtis yra pusiausvyroje, jei ją veikia jėgos F 1 Ir F 2 linkę jį sukti priešingomis kryptimis, o jėgų moduliai yra atvirkščiai proporcingi šių jėgų pečiams: F 1 / F 2 = l 2 / l 1Šią taisyklę nustatė Archimedas. Pasak legendos, jis sušuko: Duok man atramą ir aš pakelsiu Žemę .
Dėl svirties jis yra įvykdytas « auksine taisykle» mechanika (jei galima nepaisyti trinties ir svirties masės).
Pritaikę tam tikrą jėgą ilgą svirtį, kitu svirties galu galite pakelti krovinį, kurio svoris gerokai viršija šią jėgą. Tai reiškia, kad naudodamiesi svertu galite įgyti galios. Naudojant svertą, galios padidėjimą būtinai lydi vienodi nuostoliai.
Galios akimirka. Akimirkų taisyklė
Jėgos modulio ir jo peties sandauga vadinama jėgos momentas.M = Fl , kur M – jėgos momentas, F – jėga, l – jėgos svertas.
Akimirkų taisyklė: Svirtis yra pusiausvyroje, jei jėgų, linkusių pasukti svirtį viena kryptimi, suma yra lygi jėgų, linkusių ją sukti priešinga kryptimi, momentų sumai. Ši taisyklė galioja bet kokiam standžiam kūnui, galinčiam suktis aplink fiksuotą ašį.
Jėgos momentas apibūdina jėgos sukimąsi. Šis veiksmas priklauso ir nuo jėgos, ir nuo jos sverto. Štai kodėl, pavyzdžiui, norėdami atidaryti duris, jie stengiasi taikyti jėgą kuo toliau nuo sukimosi ašies. Naudojant maža jėga tai sukuria reikšmingą akimirką ir durys atsidaro. Paspaudus šalia vyrių jį atidaryti daug sunkiau. Dėl tos pačios priežasties veržlę lengviau atsukti ilgesniu veržliaraktis, varžtą lengviau išimti naudojant atsuktuvą su platesne rankena ir pan.
Jėgos momento SI vienetas yra niutonmetras (1 N*m). Tai yra 1 N jėgos, turinčios 1 m pečių, momentas.
Įkeliama...
