| Головна » Фізика |
Цілі уроку: освітня: у цікавій формі узагальнити й повторити матеріал, пов'язаний із простими механізмами; сформулювати практичні навички застосування простих механізмів; сприяти розвитку уміння застосовувати теоретичні знання на практиці, ставити експеримент; розвиваюча: розвинути політехнічні знання й уміння, елементи творчості; виховна: формувати історичний погляд на розвиток техніки; пізнавальний інтерес, спостережливість. Обладнання: важіль, штатив, набір вантажів, динамометр, система блоків, ножиці, струбцини, затискачі, лопата, похила площина, дидактичний матеріал, портрет Архімеда, таблиці, малюнки, роздавальний матеріал, мультимедійний проектор. Тип уроку: повторювально-узагальнюючий.
І. Вступна частина 1. Слово учителя Учитель. Наш урок присвячений простим механізмам. З давніх часів людина для полегшення своєї праці використовувала різні пристосування. Ціпок (перше знаряддя людини) — це важіль; кам'яна сокира — поєднання важеля й клина. Різні пристосування для полегшення праці використовуються й у наші дні. Зараз ми на кілька хвилин «перенесемося» у Грецію кінця III століття до н. е. У цей час у Сіракузах на острові Сицилія жив один з найбільших учених давніх часів - Архімед.
2. Міні-театр
Виходять троє учнів: ведучий, цар Гієрон та Архімед. Вони одягнені в хітони — простирадла, сколені в плечах. Хітон царя оторочений червоною смужкою, на голові в нього корона. Ведучий. Цей учений жив так неймовірно давно, що пам'ять про нього обросла легендами, і тепер важко відрізнити правду від вимислу. Сіракузи, III століття до н. е. Однажды по берегу моря, вдвоем Гулял Архимед с Сиракузским царем. Они о науках беседу вели... А на берег люди тянули вдали Торговьій корабль, внбиваясь из сил. Й тут Архимед Гиерона спросил...
Архімед Ты помнишь мой винт для подьема воды? В Египте рабам облегчил он труды... А знаешь, как людям помог бн рычаг В труде непосильном? К примеру, Один бьі сумел на песчаньїй причал Втащить я... вот зту триеру!
Ведучий. Стоит Гиерон, потирая висок...
Гієрон. Ты втащишь триеру? Один? На песок?!
Архімед Триеру на берег втащу я один! Триеру с гребцами й с грузом! ТьІ через месяц сюда приходи — Я удивлю Сиракузы.
Ведучий. Аж ось ми в Сіракузах точно через місяць. В назначенньш срок собирается люд На пристани, солнцем согретой, Глядит на машину. Ночуданеждут...
Репліки з класу — Не втащит! —Да слыхано ль это?!
Гієрон Я вижу веревки й много колёс. Я поражаюсь размеру. Но даже Геракл, ухватившись за трос, и он не втащил бьі триеру!
Ведучий Й тут Архимед повернул колесо... Триера послушно ползет на песок! На палубе с ног повалились купцьі — На берег заехать не шутка! По воздуху веслами машут гребцьі, Как будто лишились рассудка!
Гієрон. Сколько же силы в твоих плечах? Архімед. Царь! Мою силу умножил рьгчаг!
Ведучий Мудрец Архимед огляделся кругом: Вот — небо, вот — море, вот — горн...
Архімед Я Землю бьі мог повернуть рычагом — Лишь дайте мне точку опоры!
Учитель. Давайте проаналізуємо слова Архімеда й відповімо на запитання: чи зміг би Архімед один впоратися з такою задачею? (Відповідь. Навіть якби йому і дали точку опори, яка повинна була знаходиться поза Землею, і важіль потрібної довжини, але для підйому Землі усього на 1 см довге плече важеля повинне було б описати дугу величезної довжини. Для переміщення довгого кінця важеля цим шляхом зі швидкістю 1 м/с треба було б витратити мільйони років.) Архімед жив і працював дуже давно, але його заслуги перед наукою і людством настільки великі, що й дотепер ми про нього пам'ятаємо, вивчаємо його закони, користуємося його винаходами.
Учень. Архімед народився в 287 р. до н. е. у портовому місті Сіракузи на острові Сицилії. Цей острів був одним з центрів грецької культури. Тут ще в роки дитинства Архімеда епір-ський цар Пірр вів війну з римлянами і карфагенянами, намагаючись створити нову грецьку державу. У цій війні відзначився один з родичів Архімеда — Гієрон, що став у 270 р. правителем Сіракуз. Батько Архімеда — астроном Філій — був одним з наближених Гієрона, що дозволило йому дати синові гарну освіту. Так, Архімед вирушив до Олександрії, де в нього склалися дружні стосунки з астрономом Кононом і математиком та географом Ератосфеном, з яким він надалі підтримував наукову переписку. Архімед повернувся на Сицилію зрілим математиком, однак перші його праці були присвячені механіці. Закон рівноваги важеля, закон виникнення виштовхувальної (архіме-дової) сили і вчення про центр ваги тіл — найважливіші досягнення Архімеда в галузі фізики (механіки). Крім того, Архімед був першим, хто застосував математику для опису фізичних явищ. Архімед був не тільки математиком і фізиком. Він був і одним з найбільших інженерів свого часу. Він винайшов машину-«равлика» для поливання полів і водопідйомний гвинт, що «дожив» і до сьогоднішнього часу — його можна побачити в сучасних м'ясорубках. Особливо успішно Архімед розробляв військові машини. Він був першим ученим, що приділяв багато часу розробці військових задумів. До цього його спонукало геополітич-не положення Сіракуз. Архімеду було 23 роки, коли почалася перша Пунічна війна між Римом і Карфагеном, і 69 років, коли почалася друга Пунічна війна, під час якої він і загинув у 212р. дон. е.
ІІ. Основна частина уроку Учитель. Продовжимо наш урок. На партах у вас - опорні конспекти, якими ви можете користуватися під час відповідей. Азараз пригадаємо, які ви знаєте прості механізми, якими користуються сучасні люди? (Відповіді: важіль, похила площина, блок, поліспаст, шків, коловорот, клин, гвинт.) Ми бачимо, що простих механізмів існує багато. І саме на часі поговорити про кожний з них. Тому я пропоную розділити клас на три команди (пр рядах), і нехай кожна команда захищає свій механізм. На моє прохання, деякі учні підготували для вас сюрприз, що буде одним із способів жеребкування. Та команда, що відгадає за мімікою й жестами задуманий механізм, і буде його «захищати». (Двоє показують пантоміму, клас відгадує механізми — важіль, похила площина, блок.) Отже, задача зрозуміла. Уперед! (Командам роздаються таблички з назвами, вибираються капітани, що будуть вести облік відповідей членів своїх команд.)
ТЕОРЕТИЧНА РОЗМИНКА (команди по черзі відповідають на питання, які роздаються вчителем на парти.)
Команда «Важелі» 1. Що називають важелем? 2. Наведіть приклади важелів у побуті, у техніці. 3. Назвіть класифікацію важелів. 4. Чим вони відрізняються? 5. Наведіть приклади важелів 1-го і 2-го роду 6. Назвіть умову рівноваги важеля.
Команда «Блоки» 1. Що називають блоком? 2. Які бувають блоки? 3. Де можна побачити в побуті, у техніці використання блоків? 4. Що називають поліспастом? 5. Яку найбільшу кількість блоків використовують у поліспасті? Чому? 6. Для чого потрібний рухливий блок? Нерухомий?
Команда «Похила площина» 1. Для чого потрібна похила площина? 2. Де на практиці застосовують похилу площину? 3. Наведіть приклади простих механізмів, де використовується похила площина? 4. У скільки разів можна одержати виграш у силі, застосовуючи клин? 5. Наведіть приклади використання клина. 6. Наведіть приклади використання гвинта.
ПРАКТИЧНІ ЗАВДАННЯ
Команда «Важелі» На важелі урівноважено два вантажі: один - алюмінієвий, інший — залізний. Об'єми вантажів однакові. Чи порушиться рівновага важеля, якщо обидва вантажі одночасно опустити у воду? Перевірте на досліді.
Команда «Блоки» Зібрали установку. У цебро насипали таку кількість піску, що система опинилася в стані рівноваги. Визначите вагу цебра з піском. Чи порушиться рівновага, якщо і до цебра, і до гирі додати рівні вантажі?
Команда «Похила площина» Підберіть такий нахил дошки, щоб при рівномірному підйомі візка по цій дошці можна було б виграти у силі втричі. Перевірте це на досліді.
КОНКУРС ЗАВДАНЬ ЗА МАЛЮНКАМИ, з’являються на екрані. (Питання задаються всім учням класу, незалежно від приналежності до тієї або іншої команди.)
1. Який простий механізм зображений на малюнку? Які сили діють на важіль? Назвіть плечі цих сил. У скільки разів можна одержати виграш у силі? Яку силу прикладає хлопчик до мотузки, якщо вага цебра з водою 120 Н?
2. Назвіть пристосування, що служить для перетворення сили. Скільки тут блоків? Яка сила натягу троса за даними задачі? 3. Знайдіть помилку, якої припустився художник. 4. Замість шлюзів на Красноярській ГЕС діє похилий судопідйомник. Судна через греблю перевозяться в камері великого візка. Визначте силу, з якою візок із судном утягується по похилій площині.
Учитель. Мудра природа забезпечила простими механізмами також кістяки тварин, людини і рослин.
Повідомлення учнів. У кістяку тварин і людини всі кістки, що відзначаються певною свободою руху, є важелями. Наприклад, у людини це — кісти кінцівок, нижня щелепа, череп, фаланги пальців. У кішок важелями є рухливі пазурі; у багатьох риб — шипи спинного плавця; у членистоногих — більшість сегментів їх зовнішнього кістяка; у двостулкових молюсків — стулки раковин. Важільні механізми кістяка звичайно розраховані на виграш у швидкості при втраті в силі. Особливо великий виграш у швидкості спостерігається у комах. Співвідношення довжини пліч важільного елемента кістяка перебуває в тісній залежності від виконуваних даним органом життєвих функцій. Наприклад: 1) довгі ноги хорта й оленя визначають їхню здатність до швидкого бігу; 2) короткі лапи крота розраховані на розвиток великої сили при незначній швидкості; 3) довгі щелепи хорта дозволяють швидко схоплювати здобич на бігу; 4) короткі щелепи бульдога стуляються повільно, але тримають дуже міцно. ... У рослинах важільні елементи зустрічаються рідше, що зумовлено малою рухливістю рослинного організму. Типовий важіль — стовбур дерева і головний корінь, що є його продовженням. Цікаві важільні елементи можна знайти в деяких квітках (наприклад, у тичинки шавлії й інших губоцвітних), у плодах, що розкриваються (наприклад, у бальзаміну). ... «Колюча зброя» багатьох тварин і рослин - пазурі. Роги, зуби, колючки за формою нагадують клин. Подібна до клина й загострена форма голови швидкохідних риб. Багато таких клинів мають дуже гладкі й тверді поверхні, завдяки чому досягається висока міцність, а отже, можливість здійснювати великий тиск.
КОНКУРС «ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ»
Команда «Важелі» Виміряйте за допомогою лінійки плечі важеля (ножиць, гайкового ключа, лапи, ножиць по металу) й визначте виграш у силі даних простих механізмів.
Команда «Похила площина» Підберіть такий нахил площини, щоб при рівномірному підйомі візка по цій дошці можна було одержати виграш у силі в 3 рази. Перевірте це на досліді.
Команда «Блоки» Придумайте задачу із системою блоків, що дають виграш у силі в 4 рази. Перевірте це на досліді.
Конкурс «Саморобки» Демонструються пристосування й механізми, що сконструйовані самими учнем школи (степеневий поліспаст, що дає виграш у силі у 8 разів, колиска маляра для фарбування зовнішніх стін будинку, тачка, пристосування для виїмки ґрунту при ритті колодязя і т. д.).
Конкурс «Фізичні карти» Учні кожної команди по черзі витягають картки з колоди і відповідають на питання якісних задач, написаних на звороті. 1. Візьміть сірник і переломіть його навпіл. Якщо ви спробуєте тепер кожну з половинок знову переломити, то переконаєтеся, що зробити це набагато важче, ніж розламати цілого сірника. 2. Якщо на дошці, перекинутій через колоду, качаються двоє хлопців різної ваги, то чи варто їм садитися на однаковій відстані від опори? 3. Як легше різати ножицями картон: поміщаючи його ближче до кінців ножиць або розташовуючи ближче до їх середини? 4. Які частини велосипеда являють собою важелі? 5. У шкільній майстерні хлопчик, сильно затиснувши оброблювану деталь, береться не за середину, а за кінець ручки затискачів. Чому? 6. Чому, наступивши на граблі, можна отримати удар рукояткою по лобі? 7. Чому ручку дверей розташовують біля краю дверей? 8. Навіщо в підіймального крана роблять противагу? 9. Коли легше везти вантажу тачці — коли він розташований ближче до колеса або далі? 10. Чому при розрізуванні ножицями металевий дріт доводиться поміщати ближче до гвинта ножиць? 11. Чому для різання паперу й тканини застосовуються ножиці з короткими ручками і довгими лезами, а для різання листового металу — з довгими ручками і короткими лезами? 12. От крыши до крыши протянут канат.
Легко и спокойно идет акробат. В руках его палка, как весы, А зрители снизу задрали носы. В. Ходасевич Для чого акробатові потрібен у руках ціпок?
III. «Десерт уроку» Учитель. В усіх на парті лежить аркуш із кросвордом, його сітка намальована і на дошці. Назвіть механізми, будівельні конструкції та їхні частини, що є аналогами запропонованих природою варіантів. Великий конструктор — Природа. Багато будівельних пристроїв, конструкцій та механізмів люди запозичили у природи, і, звичайно, не випадково народилася наука про природу — Фізика
2. Нитки — мотузки хмелю, берізки — в'юнки, що обплітають дерева, кущі, квіти. Ліани, по яких лазають мавпи. 3. Вхід у печеру. Різнобарвне «коромисло» веселки. Дві сплетених вершини дерева. 4. Округла засніжена вершина. Голівка ріпчастої цибулі.
По вертикалі: 4. Дзьоб дятла, пазур тигра. 5. Суглоб, що дозволяє стиснути пальці в кулак, зігнути й розігнути руку в лікті. Суглоб, травма якого робить людину не здатною швидко переміщатися. 6. Кістяк людини, звіра, риби, птаха. Гілки дерева, покриті листям. Плавучі острови з переплетених коренів дерев та очерету, занесені землею і мулом. 7. Палаючий диск Сонця. Місяць у повню. Горизонтальний зріз дерева. Куля, яку котить вітер, перекоти-поле. 8. Дерево, що упало через струмок. Відповіді: 1. Консоль. 2. Стропа. 3. Арка. 4. Купол. 4. Клин. 5. Шарнір. 6. Арматура. 7. Колесо. 8. Балка.
IV. Висновок уроку Учитель. Отже, підіб'ємо підсумок уроку. Сьогодні ми з вами згадали прості механізми і спробували більш докладно розглянути важіль, блок і похилу площину. Можемо зробити висновок, що всі розглянуті механізми необхідні людині. Залежно від умов задачі люди користуються ними для полегшення фізичної праці й одержання виграшу в силі. Важко віддати першість якомусь одному з названих механізмів, так само важко і мені назвати команду-переможни-цю. Перемогли наша дружба з фізикою і наші знання. Усі учні, що брали участь у сьогоднішньому змаганні, одержують бали достатнього та високого рівня. Капітанів команд прошу здати свої відомості обліку відповідей учнів.
Усім спасибі! Урок закінчено.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |