Краткосрочный план.Решение задач на правило моментов

Раздел долгосрочного плана:9.3.А – Статика

Школа:

Дата:

Имя учителя:

ТЕМА УРОКА:

Решение задач на правило моментов

КЛАСС: 9

Количество учащихся:

Количество отсутствующих: __/__/

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке

ЦО1.Знать определения момента сил и вращающего момента и применять их при решении задач

Учебные цели урока

·         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.

Критерии оценивания

·         Раскрывает физическую сущность условия равновесия твердого тела;

• знает, как определить центр тяжести тела;
• использует графическое представление векторной суммы сил при описании равновесия тела;
• знает определения момента сил и вращающего момента ;
• решает задачи на правило моментов;
• понимает, что при равновесии тела сумма моментов приложенных к телу равна нулю.

Языковые цели

Привитие ценностей

·         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 общих интеллектуальных умений, обращая внимание на выражение мыслей;

·         Формирование умений работать с дополнительной литературой и физическими приборами.

·         Формирование интереса к предмету;

·         Развитие познавательной активности, любознательности;

·         Воспитание аккуратности, целеустремлённости;

·         Формирование трудовых и учебных навыков;

·         Воспитание уважительного отношения к товарищам;

·         Умение работать в группах.

Межпредметные связи

Биология, математика.

Навыки использования ИКТ

Презентация, поиск информации в интернете.PowerPoint, Publisher, электронный учебник физики,

Предварительные знания

Простые механизмы. Правило моментов.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало

I.                    Учащиеся вместе с учителем формируют цели и задачи урока. Сегодня на уроке мы с вами попытаемся показать значимость данной темы в повседневной жизни. В течение урока вы будете анализировать различные ситуации. Продемонстрируете свои умения обобщать и делать выводы на основе эксперимента

Середина

II.                 Фронтальный опрос.

1.       Какой раздел в механике называется статикой?

2.       Что такое абсолютно твёрдое тело?

3.       Что такое плечо силы?

4.       Дано твердое тело, которое может вращаться относительно неподвижной точки О.  В точке А к нему приложена сила F. Определите  плечо силы F относительно точки О.

5.       Что называется моментом силы?

6.       При каких условиях момент силы берётся со знаком + ,-?

7.       Первое условие равновесия твёрдого тела

8.       Второе условие равновесия твёрдого тела.

9.       Что такое r ?

Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри его точка – такая, что если за неё мысленно подвесить тело, то оно остаётся в покое и сохраняет первоначальное положение.

        У каждого предмета есть центр тяжести. Изучение этого свойства тел необходимо для понимания понятия равновесия тел, при решении конструкторских задач, расчёте устойчивости сооружений.

ü  Центр тяжести человека расположен в нижней части живота, т.к. вес ног составляет около половины веса тела.

ü  Устойчивость тела зависит от положения центра тяжести и от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и больше площадь опоры, тем тело устойчивее.

ü  Лежит ли проекция центра тяжести в пощади опоры человека?

ü  Стоя или при ходьбе проекция центра тяжести лежит в площади , ограниченной опорой и равновесие сохраняется без труда.

ü  Увеличение площади опоры за счёт дополнительной опоры (одной или двух палок) помогает сохранить устойчивость и равновесие.

ü  При падении центр тяжести находится в стороне от точек опоры. В результате человек теряет равновесие и падает. Большинство тел покоятся на опорах.

Задание:

1 ряд: попробуйте встать со стула, не наклоняясь вперед;

2 ряд: попробуйте встать со стула, наклоняясь вперед,

3 ряд: попробуйте встать со стула, широко расставив ноги.

Действия учащихся.Учащиеся делают вывод.

Учитель.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 т.д. цирковые артисты, например, при ходьбе по канату сохраняют равновесие, изменяя положение своего центра тяжести. Одним из примеров  изменения положения центра тяжести является неваляшка.

Экспериментальное задание.

Оборудование: картонные окружности, квадраты, тела неправильной  формы.

Задание: определите экспериментально центр тяжести данных тел.

1.       Ряд- квадрата.

2.       Ряд-круга.

3.       Ряд-тела неправильной формы.

Действия учащихся.Один ученик с каждого ряда даёт анализ решения экспериментального задания.

Решение экспериментальных задач.

Оборудование: линейка, деревянные бруски, динамометр, спичечные коробки с отвесами.

Задание 1 ряду: С помощью кубика определите вес линейки.     Результат проверить экспериментально.

Решение: линейку помещают на стол, на конец линейки кладут брусок и уравновешивают ее. Второе условие равновесия ΣМ_i=0,     F₂·АО -  F₁·ОВ=0; вес линейки F₂= F₁ ВО/АО.

Задание 2 ряду:Имея три бруска, определите наибольшие длины выступающих частей брусков, при которых бруски ещё будут находиться в равновесии без скрепления.

Решение: т.к бруски однородны, то точка приложения силы тяжести каждого из брусков будет лежать посередине  его длины. Следовательно, первый верхний брусок ещё будет в равновесии по отношению ко второму бруску, когда центр тяжести его будет расположен   на продолжении линии среза второго бруска. Следовательно, наибольшая длина свободного конца первого бруска будет L/2. Центр тяжести первого и второго бруска, взятых вместе будет расположен от края второго бруска на расстоянии L/4.

Задание 3 ряду: Деревянную линейку установите под углом к горизонту и поставьте на неё спичечный коробок, снабжённый отвесом, как показано на рис. Увеличьте угол наклона. При каком условии  коробок опрокинется. Записать условие равновесия коробка.

Решение: на коробок действует сила тяжести и сила реакции опоры. Коробок будет в равновесии, если ΣМ_i=0,    т.е. F· L₁ -   N· L₂ =0. Пока отвес не выходит за площадь опоры, коробок не опрокидывается.

        I.            Совместное решение экспериментальных задач.

1.       Определите силу, приложенную к правому концу рычага, и силу давления опоры, если вес одного груза 1Н, а вес линейки 2,5 Н.(Собрать установку и проверить правильность,полученных результатов решения задачи).    F₆   

F₇F₆ 

                                  F₁        

                                            F₂                   F₃F₄

                                                                     F₅

Решение:

Первое правило равновесия твёрдого тела: если твёрдое тело находится в равновесии то геометрическая сумма внешних сил, приложенных к телу равна 0.

Второе правило: сумма моментов всех внешних сил, действующих на твёрдое тело относительно любой оси равна 0.

ΣМ_i=0,ΣF=0. Запишем со знаком (+) все моменты сил вращающих  рычаг по часовой стрелки относительно точки О, а затем момент сил вращающий рычаг против часовой стрелки со знаком (-).    

F₃ L₃ +F₄ L₄+F₅ L₅-F₁  L₁-F₂ L₂-F₆ L₆=0

2Н·0,1 м+2Н·0,15м+3Н·0,2м-1Н·0,2м-3Н·0,1м=F₆L₆

0,2Н м+0,3Н м+0,6Н м-0,2Н м-0,3Н м=F₆ 0,3м; F₆=2Н.

Сняв экран, убеждаемся в правильности полученного ответа.

ΣF=0, F₇ +F₆- F₁ –F₂ –F₃- F₄- F₅ =0; F₇ =-F₆ +F₁ +F₂ +F₃ +F₄ +F₅+ Р          F₇  = 11,5Н.

2.       В гладком цилиндрическом стакане лежит стержень массой 0,1 кг. Определите силы реакции опор, если угол между стержнем и дном стакана равен 45⁰. Длина стержня L. (Слайд 15,16).

На стержень со стороны стакана действуют три неизвестные силы: N₁ ,N₂ ,N₃.   Уравнение равновесия: ΣМ_А=0,    ΣF=0; ΣF_х=0, ΣF_у=0.

ОХ: N₁ -N₃=0;   ОУ: N₂-mg=0  N₂=mg

Момент сил проецируем на направления перпендикулярные радиусам-векторам

mgL/2cosα - N₁Lsinα=0, N₂=mg=1Н

N₁= mgL/2cosα/ Lsinα=0,5Н.

3.       Тележка массой m = 350 г имеет расстояние между осями колёс

х = 15 см и длину l = 20 см. Какой минимальной силой можно приподнять тележку за один конец?

4.       Два человека одинаково роста держат за концы в горизонтальном положении трубу длинной l = 2 м и массой  m₁ = 10 кг. На расстоянии  d = 0,5 м от первого человека к трубе подвешен груз m₂ = 100 кг. Определите силы, с которыми труба давит на плечи первого и второго человека.

IV. Решение задач

Задача №1. Длина горизонтально установленного рычага с грузами весом 2,5 Н и 4 Н на концах равна 52 см. Найти плечи сил тяжести грузов и силу давления рычага на точечную опору. Массу самого рычага не учитывать. (32 см, 20 см, 6,5 Н)

Задача №2. Брусок массой 10 кг нужно опрокинуть через ребро О (рис. 109). Найти модуль необходимый для этого силы F₁, если ширина бруска 50 см, а высота - 75 см. (53 Н)

Задача№3. Стержень закреплен шарнирно в т. О (рис. 110). Сила F вызывает его отклонение от вертикального положения на угол α = 30°. Какова масса стержня, ecли F = 2,5H? (1 кг)

Задача № 4. Деревянный брусок лежит на наклонной плоскости. С какой силой нужно прижать его к наклонной плоскости, чтобы он остался в равновесии, если сила тяжести 50 Н, длина наклонной плоскости 0,5 м, высота 0,3 м, коэффициент трения 0,4?

Задача № 5.  Тело массой m покоится на наклонной плоскости, составляющей угол α с горизонтом. Чему равна величина силы трения, действующая со стороны плоскости на тело (коэффициент трения μ)?

Задача № 6. К концам однородной горизонтальной балки, находящейся в равновесии, приложены силы F и F₁ под углами α и β к ней. Сечение балки постоянно. Найдите реакцию опоры и положение точки опоры, если масса балки m, а её длина L.

Задача № 7. Однородная балка массой 50 кг и длиной 5 м лежит на двух опорах. На балку действуют две силы:  300 Н и 200 Н, точки приложения которых расположены на расстоянии соответственно 1 м и 2 м от опор. Определите силы давления балки на опоры.

Задача №8. Чему равна сумма двух сил по 2 Н, действующих на материальную точку, направленных под углом 60° друг к другу? (1 балл.)

Задача №9. Фонарь массой 20 кг подвешен на двух одинаковых тросах, образующих угол 120°. Найдите силу натяжения тросов. (2 балла.)

Задача №10. Какая из физических величин имеет наименование кг · м²/с²? (1 балл.)

Задача №11. Чему равна сумма моментов двух сил:F₁ = 3 Н и F₂ = 4 Н, приложенных в точке, лежащей на ободе диска радиусом 1 м, который вращается вокруг оси? F₁ направлена по радиусу к центру диска, F₂ – перпендикулярно радиусу. (2 балла.)

Дополнительные задания.

Конец

     II.            Дом.зад.§-повторить(7кл),Решить задачи.

  III.            Рефлексия.

Какие моменты урока не были понятны?

Какой груз на плечах уносишь?

Что хотелось бы изменить на уроке?

Дополнительная информация

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать большеподдержку? Какие задачи Вы планируете дать более способным учащимся?

Оценивание-как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение ТБ

Рефлексия

Были ли урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Правильна ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Место, оставленное ниже, используйте для комментариев по проведенному уроку. Ответьте на наиболее важные вопросы по уроку, приведенные в графе слева.

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока?

1:

2:

Что я выявила за время урока о классе или достижениях/трудности отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание?