Рычаг в физике это

Рычагом называют имеющее неподвижную ось вращения твердое тело, на которое действуют силы, стремящиеся повернуть его вокруг этой оси. Различают рычаги первого и второго рода.

Рычагом первого рода называют рычаг, ось вращения О которого расположена между точками А и В приложения сил, а сами силы направлены в одну сторону (рис. 1, а). Это коромысло равноплечих весов, железнодорожный шлагбаум, ножницы и др.

Рычаг второго рода — рычаг, ось вращения О которого расположена по одну сторону от точек приложения сил, а сами силы направлены противоположно друг другу (рис. 1, б). Это гаечные ключи, щипцы для раскалывания орехов, двери и др.

Условие равновесия рычага вытекает из правила моментов .

— плечи сил, действующих на рычаг, то

— условие равновесия рычага.

При равновесии рычага под действием двух сил модули этих сил обратно пропорциональны их плечам.

С помощью рычага можно получить выигрыш в силе, т.е. меньшей силой можно уравновесить большую силу.

Сила человека ограничена. Поэтому он часто применяет устройства (или приспособления), позволяющие преобразовать его силу в силу, существенно большую. Примером подобного приспособления является рычаг.

Рычаг представляет собой твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры. В качестве рычага могут быть использованы лом, доска и тому подобные предметы.

Различают два вида рычагов. У рычага 1-го рода неподвижная точка опоры O располагается между линиями действия приложенных сил (рис. 47), а у рычага 2-го рода она располагается по одну сторону от них (рис. 48). Использование рычага позволяет получить выигрыш в силе. Так, например, рабочий, изображенный на рисунке 47, прикладывая к рычагу силу 400 Н, сможет приподнять груз весом 800 Н. Разделив 800 Н на 400 Н, мы получим выигрыш в силе, равный 2.

Для расчета выигрыша в силе, получаемого с помощью рычага, следует знать правило, открытое Архимедом еще в III в. до н. э. Для установления этого правила проделаем опыт. Укрепим на штативе рычаг и по обе стороны от оси вращения прикрепим к нему грузы (рис. 49). Действующие на рычаг силы F1 и F2 будут равны весам этих грузов. Из опыта, изображенного на рисунке 49, видно, что если плечо одной силы (т. е. расстояние OA ) в 2 раза превышает плечо другой силы (расстояние OB ), то силой 2 Н можно уравновесить в 2 раза большую силу – 4 Н. Итак, для того чтобы уравновесить меньшей силой большую силу, необходимо, чтобы ее плечо превышало плечо большей силы. Выигрыш в силе, получаемый с помощью рычага, определяется отношением плеч приложенных сил. В этом состоит правило рычага.

Обозначим плечи сил через l1 и l2 (рис. 50). Тогда правило рычага можно представить в виде следующей формулы:

(20.1)

Эта формула показывает, что рычаг находится в равновесии, если приложенные к нему силы обратно пропорциональны их плечам.

Рычаг начал применяться людьми в глубокой древности. С его помощью удавалось поднимать тяжелые каменные плиты при постройке пирамид в Древнем Египте (рис. 51). Без рычага это было бы невозможно. Ведь, например, для возведения пирамиды Хеопса, имеющей высоту 147 м, было использовано более двух миллионов каменных глыб, самая меньшая из которых имела массу 2,5 т!

В наше время рычаги находят широкое применение как на производстве (например, подъемные краны), так и в быту (ножницы, кусачки, весы и т. д.).

1. Что представляет собой рычаг? 2. В чем заключается правило рычага? Кто его открыл? 3. Чем отличается рычаг 1-го рода от рычага 2-го рода? 4. Приведите примеры применения рычагов. 5. Рассмотрите рисунки 52, а и 52, б. В каком случае груз нести легче? Почему?

Экспериментальное задание. Положите под середину линейки карандаш так, чтобы линейка находилась в равновесии. Не меняя взаимного расположения линейки и карандаша, уравновесьте иа полученном рычаге одну монету с одной стороны и стопку из трех таких же монет с другой стороны. Измерьте плечи приложенных (со стороны монет) сил и проверьте правило рычага.

План-конспект урока по физике (7 класс) на тему:

урок по физике 7 класс «Рычаги в технике, быту и природе. Применение закона равновесия рычага к блоку».

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности.

Время проведения: IV четверть

Цель: Рассмотреть возможности применения рычагов в природе, быту и технике, изучить устройство и принцип действия неподвижного и подвижного блоков.

Планируемый результат обучения, в том числе и формирование УУД: Знать , уметь использовать знания для решения задач, проводить обобщения, решать исследовательские задания, строить логическую цепочку рассуждений, применять полученные знания в повседневной жизни..

Познавательные УУД: выявить причинно-следственные связи, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений.

Коммуникативные УУД: формирование умений проводить обобщения; развитие мыслительной деятельности учащихся с помощью решения исследовательских задач; развитие практических умений и навыков;

Регулятивные УУД: соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что ещё неизвестно

Личностные УУД: действие смыслообразования, формирование умения строить логическую цепочку рассуждений

Основные понятия: рычаг, блок, наклонная плоскость

Межпредметные связи: анализ математических функций, биология человека

Предварительный просмотр:

Проект урока по предмету

Учитель: Кcенафонтова Галина Александровна

Уровень образования: базовый

Тема: «Рычаги в технике, быту и природе. Применение закона равновесия рычага к блоку».

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности.

Время проведения: IV четверть

Цель: Рассмотреть возможности применения рычагов в природе, быту и технике, изучить устройство и принцип действия неподвижного и подвижного блоков.

Планируемый результат обучения, в том числе и формирование УУД: Знать , уметь использовать знания для решения задач, проводить обобщения, решать исследовательские задания, строить логическую цепочку рассуждений, применять полученные знания в повседневной жизни..

Познавательные УУД: выявить причинно-следственные связи, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений.

Коммуникативные УУД: формирование умений проводить обобщения; развитие мыслительной деятельности учащихся с помощью решения исследовательских задач; развитие практических умений и навыков;

Регулятивные УУД: соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что ещё неизвестно

Личностные УУД: действие смыслообразования, формирование умения строить логическую цепочку рассуждений

Основные понятия : рычаг, блок, наклонная плоскость

Межпредметные связи: анализ математических функций, биология человека

Оборудование: персональный компьютер, проектор, экран, презентация , л абораторный набор блоков, грузы, штатив, нить

Технологическая карта урока

Содержание учебного материала.

Приветствие, проверка готовности к уроку (рабочие тетради, учебники, письменные принадлежности)

Настраиваются на урок, проверяют готовность своего рабочего места.

Организация познавательной деятельности учащихся.

В монологе Архимеда прозвучало слово “Рычаг». Архимед собирался перевернуть Землю рычагом, а что такое рычаг , какова его конструкция и где он применяется ?

Девиз урока: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!»

Учащиеся рассказывают легенду об Архимеде.

Учащиеся отчитываются по домашнему заданию.

Коммуникативные УУД: умение выслушать одноклассников.

Регулятивные УУД : соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися.

Определение потребностей к дополнительным знаниям

Вспомните, где в нашем теле присутствуют рычаги? Слайд 4, 5

Рычаги в теле животных. Слайд 6

С помощью монет определить массу линейки. Слайд 7 .

Учащиеся пытаются найти ответ на поставленный вопрос

Регулятивные: соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что ещё неизвестно;

Познавательные: осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной

Личностные: развитие мыслительной деятельности учащихся с помощью поставленной проблемы

Логическое завершение этапа урока.

(Тема: «Применение простых механизмов»)

Цель: изучить устройство и принцип действия неподвижного и подвижного блоков.

Учащиеся формулируют тему урока

Регулятивные УУД: соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что ещё неизвестно;

Познавательные УУД: осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной

Личностные: умения строить логическую цепочку рассуждений

Коммуникативные УУД: постановка вопросов, инициативное сотрудничество.

Познавательные УУД: самостоятельное выделение познавательной цели, анализ объектов с целью выделения признаков.

2 этап: Изучение новых знаний и способов деятельности

Проблемная ситуация на уроке:

Покажите нам, как расположить палку, на которой весит груз, на плече друга, так, чтобы сила давления на плечо была наименьшей?

Палка — это рычаг, который мы используем для того, чтобы облегчить перенос тяжёлого груза. Как правильно подвесить груз на рычаге? (Или почему вы считаете, что груз должен располагаться именно в этой точке?)

Неподвижный блок можно представить в виде рычага 1-го рода. Слайд 8.

Подвижный блок представляет собой рычаг 2-го рода . Слайды 9 и 10 .

Учащиеся формулируют правило рычага, гипотезу исследования

Учащиеся выполняют необходимый рисунок, P = F Подписывают под чертежом: Не дает выигрыша в силе. Позволяет менять направление силы.

Подписывают под чертежом подвижного блока: Выигрыш в силе 2 раза

К левому, подвижному блоку, подвешен груз весом 8 Н. Правый блок – неподвижный. Через оба блока перекинута нить. Вы видите, что её конец натянут с силой 4 Н. Как же нам в этом случае удаётся удерживать груз весом 8 Н? Ответим на этот вопрос.

Натягивая конец нити, мы действуем на точку B подвижного блока, как бы «приподнимаем» её. Тем самым отрезок ОВ (по сути рычаг) как бы поворачивается вокруг точки О против часовой стрелки.

Плечо «синей силы» – отрезок ОВ в 2 раза больше отрезка ОА – плеча «красной» силы. Поэтому и силы отличаются в 2 раза: 4 Н и 8 Н. Именно поэтому мы силой в 4 Н удерживаем вес груза 8 Н.

Познавательные УУД: Умение структурировать знания, оформлять свои мысли в устной форме, рефлексия способов и условий действия.

Коммуникативные : поиск и оценка альтернативных способов разрешения проблемы

Личностные УУД: воспитание познавательного интереса к предмету

3 этап: Закрепление изученного

Проведение эксперимента. Слайд 12

Предложите вариант получения шестикратного выигрыша в силе проверьте гипотезу на опыте

Предлагают варианты соединения блоков в полиспаст.

Несколько пар рассматривают возможности применения рычага

Познавательные УУД: Выдвижение гипотезы и обоснование ее, самостоятельное создание способов решения проблем поискового характера.

Коммуникативные УУД : умение слушать собеседника, строить понятные для него высказывания.

Регулятивные УУД: волевая саморегуляция,

Обобщение и систематизация

Решите тест (приложение 1) Слайд 13

Учащиеся решают тест, осуществляют взаимопроверку.

Познавательные УУД: умение структурировать знания, оценка процесса и результатов деятельности.

Коммуникативные УУД : умение выражать свои мысли.

Регулятивные УУД: выделение учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, прогнозирование.

Подведение итогов учебного занятия

Завершить урок хочется словами Ф.И.Тютчева

«Счастлив в наш век тот,

Кому победа далась не кровью, а умом,

Счастлив тот, кто точку

Архимеда сумел сыскать

в себе самом» Слайд 14

Запишем домашнее задание: составить тезисный план по п. 60, 61, подготовить сообщение на тему: «Простые механизмы в быту» Слайд 15

Учащиеся записывают домашнее задание

Личностные УУД: формирование умения строить логическую цепочку рассуждений.

Рефлексия учебной деятельности

Организует рефлексию и самооценку учениками собственной учебной деятельности

«Сегодня на уроке я повторил …»

«Сегодня на уроке я узнал …»

«Сегодня на уроке я научился …»

Спасибо за внимание. Оцени своё настроение – выбери эмоцию, соответствующую твоему настроению

вопросы учителя, делают самооценку

Регулятивные УУД: уметь оценивать правильность выполнения действия на уровне адекватной оценки.

Личностные УУД : Способность к самооценке на основе критерия успешности учебной деятельности

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

«Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!»

Тема урока: «Рычаги в технике, быту и природе. Применение закона равновесия рычага к блоку». Цели урока: Рассмотреть возможности применения рычагов в природе, быту и технике Изучить устройство и принцип действия неподвижного и подвижного блоков.

ℓ 1 ℓ 2 В О А F 1 F 2 О -точка опоры ℓ — плечо силы — кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила. Чтобы найти плечо силы , надо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Рычаг – это твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной опоры.

Кости конечностей (рук и ног), череп, нижняя челюсть, фаланги пальцев, свод стопы. Рычаги в теле человека:

Рычаги в теле животных:

Задача на смекалку! Какую роль может играть в данной задаче линейка? 2) Что можно использовать в качестве точки опоры рычага? 3) Как нужно расположить линейку с монетами относительно края стола, чтобы вся система была в равновесии? 4) Какие силы действуют на плечи данного рычага? Где находятся точки приложения этих сил? 5) Где находится ось вращения рычага? С помощью монет определить массу линейки. Подсказки:

Применение закона равновесия рычага к блоку. Блок представляет собой колесо с желобом, укрепленное в обойме. По желобу блока пропускают веревку, трос или цепь. Неподвижныйблок- блок, ось которого закреплена и при подъеме грузов не поднимается и не опускается . ОА = R= плечо силы F 1 ОВ = R= плечо силы F 2 ОА = ОВ= R F 1 = F 2

Простые механизмы Неподвижный блок Подвижный блок

ОА = R= плечо силы Р ОВ = 2 R= плечо силы F Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза.

Подумай и ответь: К левому, подвижному блоку, подвешен груз весом 8 Н. Правый блок – неподвижный. Через оба блока перекинута нить. Вы видите, что её конец натянут с силой 4 Н. Как же нам в этом случае удаётся удерживать груз весом 8 Н?

Эксперимент Предложите вариант получения шестикратного выигрыша в силе проверьте гипотезу на опыте

Решите тест Вариант 1 Вариант 2

«Счастлив в наш век тот, Кому победа далась не кровью, а умом, Счастлив тот, кто точку Архимеда сумел сыскать в себе самом» Ф.И. Тютчев .

Домашнее задание: составить тезисный план по п. 60, 61,

Источники: http://tepka.ru/fizika/3.19.htmlhttp://phscs.ru/physics7/leverhttp://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2015/10/06/urok-po-fizike-7-klass-rychagi-v-tehnike-bytu-i-prirode-primenenie

Интересное:  От чего могут быть зеленые воды при родах
Ссылка на основную публикацию