2. активация знаний 7 минут | Начнём с пословицы: «Человек от лени болеет, а от труда здоровеет». Действительно, труд и движение – это жизнь для человека, его энергия. Вспомните, какие пословицы про труд знаете? О чём говорят нам эти строки? «Терпенье и труд всё перетрут». «Желанная работа – светлее солнца». Была бы охота — наладится всякая работа. Работай до поту, так и поешь в охоту. Работай боле — тебя и помнить будут доле. Рукам работа — душе праздник. По готовой работе обед вкусней. Вспомним, что такое работа? Какие виды работы вы знаете?
Термин « механическая работа» был введен в физику в 1826 г французским ученым Ж. Понселе: «Механическая работа — это постоянное преодоление сопротивлений силой, действующей вдоль пути и в направлении этого пути»
Вопрос: При каких условиях совершается механическая работа?
Вопрос: Механическая работа может быть: 1. А > 0, 2. А < 0, 3. А = 0, Послушайте басню И.А.Крылова «Белка» «Землячка старая», спросил тут Дрозд: «нельзя ли сказать, что делаешь ты здесь?» —
«Ох, милый друг! тружусь день весь:
Я по делам гонцом у барина большого;
Ну, некогда пи пить, ни есть,
Ни даже духу перевесть».
И Белка в колесе бежать пустилась снова.
«Да», улетая, Дрозд сказал: «то ясно мне,
Что ты бежишь — а всё на том же ты окне».
Посмотришь на дельца иного:
Хлопочет, мечется, ему дивятся все:
Он, кажется, из кожи рвется,
Да только всё вперед не подается,
Мы с Вами несколько уроков говорим о простых механизмах. А для чего их применяют? Эксперименты с наклонными плоскостями, которые на заре Нового времени делали Леонардо да Винчи, Стевин, Галилей, привели к познанию законов природы. Частными случаями рычага являются также два других простейших механизма: дифференциальный ворот и блок. Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.
| 
Джеймс Прескотт Джоуль - английский физик (19 век) изучал природу тепла, и обнаружил её связь с механической работой. Это привело к теории сохранения энергии. В честь Джоуля названа единица измерения механической работы — Джоуль 1Дж = 1 Н ∙м Используются также килоджоули (кДж). 1кДж = 1000 Дж 1 Дж = 0,001 кДж   
 
 
|
Ответ: Работа – труд, занятие, дело, упражненье, деланье, т.е. всякое полезное действие человека или устройства. Египетская работа – тяжкая и долгая. Чёрная работа – работа, где не нужно знанье и уменье. Срочная работа – работа, которую нужно окончить в срок. Физическая работа, умственная работа. Ответ: Механическая работа совершается только тогда, когда на тело действует сила, и тело перемещается под действием этой силы (т. е. сила и путь не равны 0)
Ответ: Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то сила совершает положительную работу. - если движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, то сила совершает отрицательную работу. - при движении тела по инерции; - если под действием силы тело не движется; - если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения. Ответ:
В данном случае Белка движется по замкнутой траектории, и её работа равна нулю.
Назначение простых механизмов - облегчить работу человека. 1Наклонная плоскость — это плоская поверхность, установленная под углом к горизонтали. Примерами наклонных плоскостей служат пандусы и трапы. Пандусы и трапы широко применялись при строительстве ранних каменных сооружений. Принцип наклонной плоскости можно видеть также в таких колющих и режущих инструментах, как стамеска, топор, плуг, клин, винт. 2. Клин — простой механизм, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом 3 Блок — простое механическое устройство, позволяющее регулировать силу. Является разновидностью рычага. Представляет собой колесо с желобом по окружности. Они бывают подвижные и неподвижные.
4. Рычаг — простейший механизм, представляющий собой балку, вращающуюся вокруг точки опоры. 5. Частными случаями рычага являются ворот | Настраивание на работу. 1.Самопределение к учебной деятельности Познавательные: умение структурировать знания, контролировать и оценивать процесс и результат деятельности Регулятивные: выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения; Коммуникативные: умение выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
Коммуникативные УУД 1. слушать и понимать других. 2. формирование речевого высказывания в соответствии с поставленными задачами. 3. оформление своих мыслей в устной и письменной форме. 4.Владение монологической речью. Познавательные УУД 1. синтез знаний и обобщение.
Коммуникативные: умение работать в паре, слушать и слышать партнёра, договариваться; Познавательные: поиск и выделение необходимой информации; Регулятивные: умение действовать по плану изучения физического явления в процессе демонстрации |
Этап мотивации 2 минуты
| Учитель: Всегда люди мечтали создать механизмы, которые бы освободили руки, ноги, мозги. Низкий поклон великим людям, которые создают такие механизмы. Но нет ещё механизма, который бы выдавал результат, не совершая работу. В пословицах и поговорках люди восхваляли труд, работу и знали, что вложенная работа окупает себя.
| «Кто не работает, тот не ест». «Без труда не вынуть рыбку из пруда». «Чтоб из ручья напиться, и то нужно наклониться» «Не потрудиться, так и хлеба не добиться». 
|
Нет механизма, который бы выдавал результат, не совершая работу. В пословицах и поговорках люди восхваляли труд, работу и знали, что вложенная работа окупает себя Простые механизмы созданы для облегчения труда, преобразования силы.
|
|
Постановка проблемы и цели урока. Осознание значимости изучаемой темы
Основная часть – 16 минут Сообщение плана изучения нового материала. Уяснение того, чему должны научиться на уроке (знать, понимать, уметь). | Если простые механизмы применяют для получения выигрыша в силе или расстоянии, давайте подумаем, а не дают ли простые механизмы выигрыша в работе? Даётся ли нам выигрыш «даром»?
Экспериментально выясним, какой из простых механизмов даёт выигрыш в работе. Продемонстрируем опыт на рычаге. Уравновесим его разными силами и повернем против часовой стрелки. Мы видим, что точки приложения за одно и тоже время прошли разные пути S1 < S2. Измерив эти пути и модули сил, нашли, что  . Перемножив крест накрест, получим F1 * S1 = F2 * S2, т.е. А1 = А2. Какой сделаем вывод?
Рассмотрим наклонную плоскость. Пусть надо поднять груз на высоту 20 см от уровня стола. Длина наклонной плоскости 60 см. Используя наклонную плоскость, мы выигрываем в силе, и ровно во столько же проигрываем в расстоянии! 
Отдохнем немного и продолжим работу Вы, работать не хотите? Пять минут, теперь вы отдохните! Встали тихо, улыбнулись! Выше – выше потянулись. Ну-ка, плечи распрямите, Как рычаг, руки ваши примените! В локте руки вновь согните! Поднимите, опустите. Сели, встали. Сели, встали. Бег на месте - побежали! Вправо, влево повернитесь, Вновь на место вы вернитесь, Рук коленями коснитесь. Потянулись, растянулись. И за парты вновь вернулись – Продолжим работу: Рассмотрим сначала неподвижный блок. Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг. Давайте посмотрим, какими будут силы F1 и F2? Демонстрация: подвесим 3 груза на один конец веревки, а к другому концу – динамометр. Он покажет силу 3 Н. Вопрос классу: Что мы видим? Мы знаем, что F1 = F2. Перемещая груз вверх, один конец веревки поднимется на высоту h1 , а второй опустится на высоту h2, при этом h1 = h2. Тогда F1 * h1 = F2 * h2, т.е. А1 = А2. Какой сделаем вывод? Теперь рассмотрим подвижный блок. Вопрос классу: Что теперь видим? Какой вывод сделаем теперь? Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Переместим его вверх на высоту h, тогда l будет длина свободного конца веревки. F1 = 2F2, l = 2h, A1 = F1 * h, 
Какой сделаем вывод? как оказалось, при использовании простых механизмов выигрыш в энергии получить невозможно. Связано это с законом природы, согласно которому она не возникает из ничего. Оно гласит, что во сколько раз происходит выигрыш в силе, во столько же раз происходит проигрыш в расстоянии. Этот вывод настолько важен, что в физике он получил название «золотого правила» механики. Его автором является древнегреческий ученый Герон Александрийский, живший в I веке н.э, хотя легенда приписывает это Архимеду. Существует легенда, что Архимед восхищённый открытием правила рычага, воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю Конечно, Архимед бы не справился с данной задачей, если бы ему даже дали точку опоры, которая находилась бы вне Земли, и рычаг нужной длины. Для подъёма Земли всего на 1см, длинное плечо должно бы было описать огромной длины дугу, для перемещения которой потребовалось бы миллионы лет. |
| Записывают в тетрадях цель урока: исследовать на практике, дают ли простые механизмы выигрыш в работ
Учащиеся выводы делают в парах.
Рычаг используется для создания большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече. Для любого рычага справедливо правило: во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз к проигрываем в расстоянии. Выигрыш в силе в k раз ведет к проигрышу в расстоянии во столько же раз. Вывод: рычаг не дает выигрыша в работе! Если длина наклонной плоскости l= 60см и высота наклонной плоскости h= 20см, то выигрыш в силе будет в n=l / h=60 /20 =3 раза. Выигрыш в силе в k раз ведет к проигрышу в расстоянии во столько же раз. Наклонная плоскость не дает выигрыша в работе!
Учащиеся выполняют упражнения
Блок представляет собой окружность. Точка О – центр блока, через который проходит его ось. ОА = l1 ; ОВ = l2 – это радиусы. Следовательно, l1 = l2. Мы видим, что если плечи сил равны, то и силы будут равными. Вывод: Неподвижный блок выигрыша в силе не дает. Неподвижный блок выигрыша в работе не дает. Точка О – центр блока, точка А – точка опоры рычага. l1 – плечо силы F1 , l2 – плечо силы F2; АО = l1, АВ = l2, следовательно l2 = 2l1 . Вывод: Сила F1 > F2 в 2 раза, т.е. выигрываем в силе в 2 раза, но l = 2h, Подвижный блок выигрыша в работе не дает.
При получении прибавки в силе, в чём-то другом происходит уменьшение. По рисунку видно, чтобы при помощи подвижного блока поднять ведро на высоту h, необходимо конец верёвки, к которому приложена рука человека, переместить на длину 2 h. Вывод: Ни один из простых механизмов не дает выигрыша в работе.
Действительно, простые механизмы применялись в древности, и нашли широкое применение в наше время. Они не дают выигрыша в работе, но облегчают труд человека. | Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия нового материала: Познавательные: Повторение темы блоки, виды блоков, синтез знаний. Регулятивные:
рациональное использование времени; подведение итогов демонстраций. Коммуникативные обсуждение заданий и распределение обязанностей;
взаимопомощь и взаимоконтроль и самоконтроль
Личностные Получение знаний, для дальнейшего их применения.
Познавательные: Закрепление знаний по теме «Простые механизмы» Регулятивные:
подведение итогов по полученным знаниям и проведённым демонстрациям. Коммуникативные обсуждение заданий и распределение обязанностей при работе в парах
Личностные Получение знаний, для дальнейшего их применения.
|
Выполнение заданий для закрепления темы. 8 минут. | Тест: 1.Сколько метров веревки необходимо вытянуть, чтобы поднять груз на один метр верх с помощью системы из десяти блоков, пять из которых, подвижные?
2.На рисунке показана система, состоящая из лёгких тросов и четырёх идеальных блоков, с помощью их можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой M. Трение пренебрежимо мало. Какую силу надо приложить для удержания системы в равновесии.
3. На какую высоту поднимется груз, если свободный конец каната опустится на 2 м
4. Наклонная плоскость дает выигрыш в силе в 2 раза. Какой выигрыш в работе дает эта плоскость при отсутствии силы трения?
| 
| 1.Ответ: 10 м Объяснение: n= 5 h=1 м L=? Если 5 подвижных блоков, то каждый даёт выигрыш в иле в 2 раза и ПРОИГРЫШ в расстоянии в 2 раза, 2х5 =10м. Ответ 2:. Система состоит из двух подвижных блоков и двух неподвижных. Неподвижные блоки меняют направление силы, но не дают выигрыша. Подвижные блоки дают дополнительный выигрыш в силе в 2 раза. Для удержания системы в равновесии необходимо приложить силу в 2·2 = 4 раза меньшую, чем вес груза Мg Подвижные блоки дают выигрыш в силе, но проигрыш в расстоянии и, тем самым, они не изменяют величину работы по подъему груза. Ответ 3: На рисунке изображен неподвижный блок, который не дает выигрыша в силе, то есть пути, проходимые точками приложения сил, равны, следовательно, груз поднимается на 2 м Ответ 4: Наклонная плоскость при отсутствии силы трения не дает выигрыша в работе, так как ни один из механизмов не дает выигрыша в работе.
| Систематизация имеющихся знаний и неизвестных знаний Познавательные: Обобщение имеющихся по теме знаний. Применение знаний в решение задачи, поиск ответов на поставленные вопросы. Регулятивные. Сравнение результатов ответа задачи.
Коммуникативные планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками. поддержка друг друга и помощь в ответах
Личностные : восхищение полученным результатом. |
