Проект урока по физике Решение задач с исследовательской деятельностью учащихся по теме «Статика»

Цели урока:

  1. Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме: «Статика»;
  2. Вспомнить условия равновесия тел;
  3. Углубить знания учащихся по данной теме;
  4. Показать значимость данной темы в повседневной жизни.

Задачи:

1. Образовательная:

  • систематизировать знания по теме «Статика»;
  • продолжать формировать умения синтезировать и обобщать знания;
  • применять полученные знания на уроках физики при решении задач, а также
    в повседневной жизни.

2. Развивающая:

  • развивать интерес к решению задач по статике, через взаимосвязь физики с
    математикой;
  • развивать способности учащихся анализировать различные ситуации на
    наличие или отсутствие поступательного и вращательного движения;
  • продолжить формирование обще интеллектуальных умений, обращая внимание
    на выражение мыслей ;
  • формирование умения работать с дополнительной литературой и физическими
    приборами.

3. Воспитывающая:

  • формирование интереса к предмету;
  • развитие познавательной активности, любознательности;
  • воспитание аккуратности, целеустремленности;
  • формирование трудовых и учебных навыков;
  • воспитание уважительного отношения к товарищам;
  • умение работать в группах.

Оборудование: компьютер с проектором, неваляшка, таблица, раздаточный
материал, набор брусков, динамометры, измерительная лента, деревянные линейки,
презентация.

Ход урока

Учащиеся вместе с учителем формулируют цели и задачи урока.

Сегодня на уроке мы с вами попытаемся показать значимость данной темы в
повседневной жизни. В течение всего урока вы будете анализировать различные
ситуации на наличие или отсутствие поступательного и вращательного движения, а
также определять практическое значение центра тяжести тела. На уроке вы будите
демонстрировать свои интеллектуальные умения, а также умение работать в группах,
с физическими приборами. Продемонстрируем свои умения обобщать и делать выводы
на основе эксперимента.

«Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри него
точка — такая, что если за неё мысленно подвесить тело, то оно остается в покое
и сохраняет первоначальное положение». Архимед.

У каждого предмета есть центр тяжести. Изучение этого свойства тел необходимо
для понимания понятия равновесия тел, при решении конструкторских задач, расчете
устойчивости сооружений и во многих других случаях. В своем труде «О равновесии
плоских тел» Архимед употреблял понятие центра тяжести, оно впервые было введено
неизвестным предшественником Архимеда или же им самим, но в более ранней, не
дошедшей до нас работе. Прошло 17 веков, и Леонардо да Винчи сумел найти центр
тяжести тетраэдра. Он же, размышляя об устойчивости итальянских «падающих»
башен, в том числе – Пизанской. У некоторых групп позже будет экспериментальное
задание по определению центра тяжести. Учащиеся слушают сообщение одной из
групп, о значении равновесия для жизнедеятельности человека.« Люди, как
известно, твари прямоходящие, а посему их центр масс при стоянии занимает
наивысшее положение. Центр тяжести человека расположен в нижней части живота,
т.к. вес ног составляет около половины веса тела. Устойчивость тела зависит от
положения центра тяжести и от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и
больше площадь опоры, тем тело устойчивее.»

А пока рассмотрим вопрос «Человек и равновесие».

Посмотрите на примеры и мысленно проведите вертикаль через центр тяжести
человека к плоскости, на которую он опирается.(См.
приложение № 1) Лежит ли проекция центра тяжести в площади опоры человека?
Расположение центра тяжести относительно точек опоры влияет на равновесие тела.
Далее учащиеся разбирают примеры равновесия тела, рассматривая слайды в
презентации, и приводят свои.

Посмотрите на примеры и мысленно проведите вертикаль через центр тяжести
человека к плоскости, на которую он опирается. Лежит ли проекция центра тяжести
в площади опоры человека? Стоя или при ходьбе проекция центра тяжести лежит в
площади, ограниченной опорой, и равновесие сохраняется без труда Дополнительная
опора. Увеличение площади опоры за счет дополнительной опоры (одной или двух
палок) помогает сохранить устойчивость и равновесие. (См.
приложение № 1) При падении. Центр тяжести находится в стороне от точек
опоры. В результате человек теряет равновесие и падает. (См.
приложение № 2).

А теперь обратимся к областям нашей жизни, где нам необходимо учитывать
положение центра тяжести тела.

При различных видах спорта, в цирке, при строительстве различных сооружений:
зданий, мостов, башен и др.

Одним из примеров изменения положения центра тяжести является неваляшка.
Учащиеся слушают сообщение о неваляшке. « Неваляшка появилась в России не так
давно. Историки считают, что неваляшка пришла к нам из Японии. Эти завезённые в
Россию куклы стали праобразом известной игрушки.»

Но вернемся опять к физическим формулам. Если тело в покое, значит оно
находится в состоянии равновесия. Тогда геометрическая сумма сил, а также сумма
моментов, действующих на тело, равны нулю.

Большинство тел покоится на опорах, в том числе и человек. А теперь
задания группам:
1 ряд попробуйте встать со стула не наклоняясь вперед; 2
ряд наклоняясь вперед, и 3 ряд широко расставив ноги. И сделайте соответствующие
выводы. Учащиеся делают выводы о том, что для того чтобы встать необходимо,
чтобы отвесная линия пересекала площадь опоры человека. Стоящий предмет (тело на
опоре), не опрокидывается, если вертикаль, проведенная через центр тяжести,
пересекает площадь опоры тела.

Падающая башня в итальянском городе Пиза не падает, несмотря на свой наклон,
т.к. отвесная линия, проведенная из центра тяжести, не выходит за пределы
основания. (См. приложение№3). Слушают сообщение о
строительстве Пизанской башни.«Устойчивость таких сооружений, как телевизионные
башни, дымовые трубы, опоры линий электропередач, имеет большое практическое
значение. Она достигается двумя путями: понижением центра тяжести башни и
увеличением размера фундамента. Строительство Пизанской башни было начато в 1173
году. Воздвигнув только 23 м, архитектор Боннанус обнаружил, что центр тяжести
колокольни отклоняется от вертикали на 4 см. Он прекратил работу. Строительство
возобновилось спустя 100 лет, но так же было брошено. Колокольню закончил третий
архитектор, Томазо Пизано, в 1350 году. К настоящему времени отклонение верха от
вертикали составляет 5,2 м и продолжает увеличиваться с каждым годом. В нашей
стране тоже есть сооружение, при строительстве которого, было много споров. И
так один из символов нашей столицы – Останкинская башня. Учащиеся слушают
сообщение о строительстве данного сооружения.

А дальнейшую нашу работу мы будем продолжать с вами в группах.
Экспериментальные задания группам:

  1. Определите коэффициент трения скольжения дерева о материал, покрывающий
    рабочий стол? ЗАПРЕЩЕНО наклонять стол (даны только две деревянные линейки,
    транспортир).
  2. Определите силу, которую нужно приложить перпендикулярно бруску, чтобы
    его один конец поднять на высоту 2 см.,4 см, 6см, 8 см.Сравните
    теоретические расчеты с экспериментальными данными. Оборудование:
    деревянный брусок, динамометр, линейка.
  3. Сложите на краю стола книги стопкой так, чтобы верхняя книжка выступала
    над нижней. Укладывайте книги одна на другую до тех пор, пока ваша
    «Пизанская башня » не начнет заваливаться. Убедитесь, что падение книг
    началось, когда центр тяжести стопки книг вышел за пределы нижней книги.
    Оборудование:
    стопка книг, отвес.
  4. Определите центр тяжести плоской картонной фигуры произвольной формы.
    Оборудование:
    картонная пластина произвольной формы, игла, отвес.
  5. Определите центр тяжести плоской картонной фигуры произвольной формы.
    Оборудование:
    картонная пластина произвольной формы, игла, отвес.
  6. Определите теоретически и экспериментально силы давления бревна на
    плечи, если груз повесить ближе к одному из несущих. Оборудование:
    рычаг, два динамометра, линейка, набор грузов.
  7. Определите теоретически и экспериментально силы давления бревна на
    плечи, если груз повесить посередине бревна. Оборудование: рычаг, два
    динамометра, линейка, набор грузов.

Учащиеся защищают проект своей группы.

3. Итоги урока. Разбор домашнего задания.

Следующий: