Ход урока
1. Многие полагают, что, чтобы найти что-нибудь необыкновенное, надо отправиться очень далеко, лучше всего в космос. В обыденной жизни вокруг нас всё хорошо известно, и ничего интересного нет. Какое заблуждение! Мы окружены загадочными явлениями, но не задумываемся над ними, потому что они привычны. Мы пользуемся многими предметами, даже не задумываясь об их сущности.
Давайте разгадаем загадки и узнаем, что это за предметы.
2. Великий путешественник, наш современник, Тур Хейердал, посетив остров Пасхи в Тихом океане, с изумлением обнаружил, что когда-то жители этого благодатнейшего острова с обилием тепла и пищи занимались престранным делом: вытёсывали огромных каменных истуканов и ставили их вертикально по всему острову. Всего этих истуканов было 600. Высота каждого из них 22 метра, а вес 1 млн. тонн. Особенно Хейердала поразила трёхтонная шляпа на одном из них. Как людям древности удавалось это сделать?
Я думаю, что вы тоже знаете знаменитые великие сооружения древности, которые были построены без современной техники. Какие? Конечно же, это знаменитые египетские пирамиды. Три тысячи лет назад в Древнем Египте передвигали и поднимали на большую высоту тяжёлые каменные плиты. Как это происходило?
На некоторые из этих вопросов мы сможем ответить уже сегодня в конце урока.
3. Когда-то Архимед воскликнул: “Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю”. Я же прошу вашего внимания, и, очень надеюсь, что вы поймёте, как Архимед хотел это сделать.
Человек – существо разумное. Именно разум всегда давал ему возможность создавать приспособления, делавшие его сильнее или быстрее зверя, жить в условиях, в которых он без этих вещей не мог бы выжить. Эти приспособления служили для преобразования силы, то есть с их помощью можно было получить выигрыш в силе.
Может быть, вы сами можете привести примеры простых механизмов?
Что такое простые механизмы, и какие разновидности их существуют?
Простые механизмы – это приспособления, служащие для преобразования силы.
В подавляющем большинстве случаев простые механизмы используются, чтобы получить выигрыш в силе, то есть увеличить силу, действующую на тело в несколько раз.
Хорошо знаком вам из собственного опыта и такой простой механизм, как наклонная плоскость и его разновидности: клин и винт. Топор представляет собой, например, совокупность двух простых механизмов: рычага и клина.
4. Используя палку, и прикладывая к ней силу, меньшую, чем вес камня, мы получаем силу в несколько раз больше приложенной. Таким образом, мы используем простой механизм. В данном случае – рычаг.
Рычаг – это твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.
Чем он характеризуется?
1. Точка опоры. Это единственная неподвижная точка на рычаге. Ось, которая проходит через точку опоры, называется осью вращения.
2. Точка приложения сил.
3. Плечи сил.
Плечо силы – это перпендикуляр, проведённый из точки опоры на линию действия силы.
5. Что может происходить с рычагом под действием сил? Рычаг может:
а) вращаться по или против часовой стрелки;
б) находиться в равновесии.
При каком условии рычаг будет находиться в равновесии?
Обратите внимание: мы с помощью меньшей силы можем уравновесить большую, то есть получить выигрыш в силе.
Как называется такая зависимость в математике?
Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.
Вывод: с помощью меньшей силы можно уравновесить большую. Во сколько раз одна сила больше другой, во столько же раз плечо меньшей силы должно быть больше плеча большей.
Давайте вернёмся к вопросам, поставленным в начале урока.
Исходя из условия равновесия рычага, объясните, почему дверную ручку прикрепляют не к середине двери, а к краю, притом наиболее удалённому от оси вращения двери? Ведь дверь – это рычаг.
Давайте рассмотрим, где у двери ось вращения?
Куда должен на качелях сесть взрослый, чтобы уравновесить ребёнка?
Почему ножницы по металлу имеют длинные ручки?
IV. Закрепление материала.
Итак, мы с вами изучили лишь один из простых механизмов – рычаг. Но он обладает важным свойством, обуславливающим его широкое применение в природных механизмах – скелетах животных и человека. Рычажными механизмами в скелетах являются почти все кости, имеющие некоторую свободу движения: кости конечностей, нижняя челюсть, фаланги пальцев.
Давайте рассмотрим рычаги первого и второго рода. Род рычага зависит от расположения оси вращения. В зависимости от этого такие рычаги могут давать выигрыш либо в силе, либо в расстоянии.
Человек – часть природы, а это значит, что наш организм устроен по законам физики. В нашем теле то же есть “рычаг силы” и “рычаг равновесия”.
V. Итоги урока:
Когда-то Архимед воскликнул: “Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю”. Так начинался наш урок. Так возможно ли поднять Землю?
Для подъема Земли всего на 1 см длинное плечо рычага должно было описать огромную дугу. Если перемещать длинный конец рычага со скоростью 1 м/с потребуются миллионы лет.
Итак, с помощью рычага можно получить выигрыш в силе, но Землю передвинуть нельзя.
VI. Д/З: посмотреть видеоурок, прочитать §57,58, написать краткий конспект, блок-схему