Урок физики в 7-м классе Момент силы

Урок № 5

Тип урока: Объяснение нового материала.

Задачи урока:

  • Повторить изученный материал, подготовить
    учащихся к восприятию нового материала “Момент
    силы” – от понятия к умению вычислить,
    определить самостоятельно в различных
    экспериментальных задачах.
  • Умение исследовать зависимость момента силы и
    величины силы от различных параметров, т.о.
    способствовать развитию практических навыков,
    умения анализировать, обобщать, применять ранее
    изученный материал в новых ситуациях.

Основные вопросы урока:

  • Простые механизмы.
  • Условие равновесия рычага Архимеда.
  • Момент силы.
  • Умение находить момент силы в различных
    ситуациях.
  • Правило моментов сил.
  • Умение применять правило моментов сил.

Средства обучения:

Штативы, рычаги, блоки,
наборы грузов, динамометры, наборы тел для
экспериментальных заданий, сосуды с водой, набор
гирь из разновесов.

План урока:

I. Повторение

  1. Какие простые механизмы вы знаете?
  2. Для чего они служат?
  3. Блоки – что они нам дают?
  4. Что такое рычаг, что он нам дает?
  5. Устно ответьте на вопросы по чертежу. Что имеем
    в каждом случае?

в) Покажите плечи сил.

г) Что вы установили на лабораторной работе?

Ответ:

Это условие равновесия для 2-х сил, но ведь может
быть и больше 2-х сил. Как тогда определить
условие равновесия рычага? Посмотрим опыт.

II. Демонстрация и новый материал.

Проблема: как выглядит условие
равновесия для трех или более сил, действующих на
рычаг?

Чтобы ответить на этот вопрос вернемся к
условию равновесия рычага под действием двух
сил:

C точки зрения математики – это пропорция,
основное свойство которой – произведение
крайних членов равно произведению средних: F1·l1=F2·l2,
обозначим это произведение буквой М, M=F·l. Это
произведение называется моментом силы.

М пропорционален F и l, т.е. чем больше F, тем
больше М и чем больше l, тем больше М. Единица
измерения [M]=Н·м в системе “С.И.”

Возвращаемся к рычагу, находящемуся под
действием 2-х сил.

Одна из сил, F2 , вызывает вращение рычага
по часо- F2 вой, а F1 –против часовой
стрелки.

Условие равновесия будет выглядеть так: М1=М2

Вопрос классу: Кто сформулирует
условие равновесия рычага в новой форме?

Ответ: “Рычаг находится в
равновесии, если момент силы, вызывающий
движение рычага по часовой стрелке равен моменту
силы, вращающей рычаг против часовой стрелки”.

Выясним теперь условие равновесия рычага под
действием 3-х сил. Возвращаемся к демонстрации:

N FN, H lN, м MN, Нxм
1 1 0,2 0,2
2 2 0,1 0,2
3 4 0,1 0,4

Вопрос: что мы получили: 0,2+0,2=0,4 т.е. М1
+ М2 = М3

Вопрос классу: Кто сделает вывод об
условии равновесия тел под действием нескольких
сил?

III. Закрепление.

1.

Напишите условие равновесия данного
рычага.

M1 + M4 = M2 + M3

2.

Примените правило моментов для нахождения l2
плеча силы F2.

N FN, H lN, м MN, Нxм
1 40 6 240
2 120 ? 240

Ответ: l2=2 м

3.

Примените правило моментов для нахождения
силы F2.

N FN, H lN, м MN, Hxм
1 12 5 60
2 ? 30 60

Ответ: F2=2 H

IV. Самостоятельная экспериментальная работа в 8
вариантах (выполняется каждый вариант двумя
учениками).

1.

а) Исследовать зависимость силы, приложенной к
ручке двери класса, от угла, под которым сила
приложена. Результат занести в таблицу:

a 90o 60o 45o 30o
F

б) Для a=30o, 90o определить момент
сил, сравнить. На чертеже показать плечи сил.
Сделать вывод.

a 30o 90o
F
l
M

Оборудование: демонстрационный
динамометр, линейка, треугольники с углами 30o
и 60o и равнобедренный прямоугольный
треугольник с углом 45o.



2. Почему ручка у двери, дверцы шкафа не
посередине? Исследуйте зависимость приложенной
силы от расстояния до оси вращения. Измерьте в
каждом случае силу и ее плечо. Рассчитайте момент
силы. Результаты занесите в таблицу. Сделайте
рисунок.

N FN, H LN, м MN Hxм
1
2
3
4

Оборудование: линейка, динамометр,
шкаф с дверцей, “опоясонной” нерастяжимой нитью
по длине дверцы.

3. Уравновесьте рычаг под действием 3-х
сил. Напишите условие равновесия. Проверьте
расчетом правило моментов. Сделайте вывод.

N FN, H lN, м MN, Hxм
1
2
3

Оборудование: рычаг, штатив, набор
грузов, линейка.

4. Уравновесьте разные по массе
цилиндры, добавьте сверху на каждый одинаковые
по массе тела. Что произойдет? Объясните.

Оборудование: штатив, рычаг, 2
цилиндра, 2 гирьки

5. Уравновесить разные по массе, но
одинаковые по объему цилиндры. Затем погрузить
цилиндрики в воду. Что произойдет? Дайте
объяснение.

Оборудование: штатив, рычаг, 2
цилиндра, 2 стакана с водой.

6.

Поднять параллелепипед, подцепив
динамометром за ребро, повернуть около
указанного ребра, измерив силу и плечо. Вычислить
момент силы.

F, H l, м M, Нxм

Сравните силы в обоих случаях и моменты сил.
Сделайте вывод.

Оборудование: параллелепипед,
динамометр, линейка.

7.

Одинаковы ли показания динамометра?
Проверьте и объясните результат. Определите
момент приложенной силы.

Оборудование: штатив, блок, нить с
грузом, динамометр.

8. Взвесить линейку с помощью любой
гири из набора. Проверить вес линейки с помощью
динамометра.

N lN, м РN, H MN, Hxм
1
2

V. Обсуждение результатов работы по
экспериментам учащихся.

  1. По мере готовности результаты работы
    записываются на доске.
  2. Учащиеся демонстрируют всему классу
    выполненное задание и комментируют полученные
    результаты.

VI. Итог урока.

Что мы узнали на уроке?

  • познакомились с понятием “момент силы”;
  • научились его вычислять;
  • сформулировали правило моментов;
  • убедились в его справедливости;
  • решили и обсудили 8 экспериментальных задач;
  • приобрели и закрепили навыки практической
    работы, некоторое время были в роли ученых
    экспериментаторов и исследователей, учились
    делать правильные выводы по результатам и
    анализу работы;
  • вспомнили, что все школьные предметы
    взаимосвязаны: на физике нужна и геометрия, и
    алгебра, и черчение. Все они служат ее Величеству
    Физике.

Домашнее задание.

Каждой группе учащихся оформить результаты
своей работы в виде отчета. Сделать вывод,
проанализировав результаты. Оценить участие
каждого члена группы по его долевому участию в
работе. Окончательно работа оценивается
учителем.

Прочитать внимательно параграф 57.

Всем спасибо за сотрудничество. Вы хорошо
поработали, ребята!

Литература.

  1. А.В. Перышкин, Н.А. Родина “Физика 7”, Москва,
    “Просвещение”, 1989 г.
  2. М.Е. Тульчинский “Качественные задачи по физике
    6-7 кл.”, Москва, “Просвещение”, 1976 г.
  3. Л.А. Кирик “Самостоятельные и контрольные
    работы по физике. Разноуровневые дидактические
    материалы 7 класс. Механика. Давление жидкостей и
    газов”, Москва-Харьков, “Илекса “Гимназия”, 1998
    г.
  4. “Контрольные работы по физике в 7-11 классах”,
    дидактический материал, под ред. Э.Е. Эвенчик, С.Я.
    Шамаша, Москва, “Просвещение”, 1991 г.
  5. И.С. Шутов, К.М. Гуринович “Физика 7-8. Решение
    практических задач”, учебное пособие, Минск,
    “Современное Слово”, 1997 г.



Следующий: