Подобные документы
История возникновения и использования простых механизмов для совершения механической работы. Виды простых механизмов и сферы их применения. Равновесия сил на рычаге, определение момента силы. Использование правила рычага в технике, быту и природе.
Механизмы, преобразующие движение и силу. Использование винтовой наклонной плоскости. Правило равновесия рычага. Методические разработки по теме "Простые механизмы". Нахождение выигрыша в силе, даваемого системой блоков. Решение задачи Робинзона Крузо.
методичка, добавлен 27.09.2010
Понятие рычага, его типы. Использование рычага в доисторические времена. Первое письменное объяснение принципа работы рычага, данное Архимедом. Закон равновесия, сформулированный им. Идея составного рычага Дж. Уатта. Применение рычага в современном мире.
презентация, добавлен 13.03.2014
Простые механизмы, их значение. Простейшее механическое устройство, применяемое для подъёма тяжёлых предметов. Наклонная плоскость в виде призмы и её применение, поднятие груза с помощью подвижного блока на высоту: выигрыш в силе и проигрыш в расстоянии.
презентация, добавлен 04.10.2012
Сущность второго закона Ньютона. Условия равновесия, устойчивое состояние, его характеристики. Понятие рычага как простейшего механического устройства. Его принцип действия и основные составные. Тело человека как рычаг, использование в быту, технике.
реферат, добавлен 09.01.2013
Рычаг как простейший механизм. Рассмотрение понятия рычага и способов его использования в технике, повседневной жизни и природе. Прыжки в высоту с шестом как наглядный пример. Рассмотрение примеров комбинированных механизмов с использованием рычага.
реферат, добавлен 20.05.2014
Простые механизмы - приспособления, служащие для преобразования силы. Блок - колесо с желобом, укрепленное в обойме. Выигрыш в силе - проигрыш в расстоянии. Примеры простых устройств, их действие и применение. Равенство работ при использовании механизмов.
презентация, добавлен 22.10.2015
Простые механизмы как приспособления, которые служат для преобразования силы. Применение и значение для человечества изобретений с действием этих механизмов. Рычаг, его значение и условие равновесия. Использование рычага в простонародье в деревнях.
реферат, добавлен 04.10.2012
История изобретения и принцип действия рычага - простейшего механического устройства, используемого для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече. Частные случаи рычагов: дифференциальный ворот и блок.
презентация, добавлен 07.01.2014
Простые механизмы как механические устройства, которые служат для преобразования величины или направления силы. Рычаг - твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры. Пандусы и трапы - одни из основных примеров наклонных плоскостей.
Слайд 2
Цель урока:
в результате познавательной деятельности познакомиться с практическим применением простых механизмов
Слайд 3
Задачи урока:
проверить умения учащихся систематизировать полученные знания. развивать мышления учащихся и способствовать овладению ими исследовательских компетенций. приобщать к общечеловеческим ценностям развивая коммуникативные навыки.
Слайд 4
Классические расчеты действия простых механизмов принадлежат выдающемуся античному механику Архимеду из Сиракуз.
Слайд 5
Простые механизмы в быту
Рассмотрим рычаг. Рычагом называют твердое тело, которое может вращаться вокруг некоторой оси. Рычаг - это необязательно длинный и тонкий предмет. F2 F1 О F2 F1 Различные простые механизмы, которые нас окружают, позволяют получить выигрыш в силе или расстоянии, делают нашу жизнь удобнее. Рычаг встречается в механизмах и инструментах облегчающих труд человека. O F2 F1
Слайд 6
Простой механизм "рычаг" имеет две разновидности: блок и ворот.
При помощи рычага можно маленькой силой уравновесить большую силу. Рассмотрим, например, подъем ведра из колодца. Рычагом является колодезный ворот - бревно с прикрепленной к нему изогнутой ручкой, или колесом. Ось вращения ворота проходит сквозь бревно. Меньшей силой служит сила руки человека, а большей силой - сила, с которой ведро и свисающая часть цепи тянет вниз
Слайд 7
Простой механизм «наклонная плоскость» и её две разновидности – клин и винт.
Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия.Если нужно поднять груз на высоту, всегда легче воспользоваться пологим подъемом, чем крутым. Причем, чем положе уклон, тем легче выполнить эту работу. "Тело на наклонной плоскости удерживается силой, которая... по величине во столько раз меньше веса этого тела, во сколько раз длина наклонной плоскости больше ее высоты".
Слайд 8
Клин - одна из разновидностей наклонной плоскости
Клин, вбиваемый в полено, действует на него сверху вниз. При этом он раздвигает образующиеся половинки влево и вправо. То есть клин изменяет направление действия силы. Кроме того, сила, с которой он раздвигает половинки бревна, гораздо больше силы, с которой молот воздействует на клин. Следовательно, клин изменяет и числовое значение приложенной силы. Деревообрабатывающие и садовые инструменты представляли клин – это струг, тесла, скобели, лопата, мотыга. Землю обрабатывали сохой, бороной. Убирали урожай с помощью граблей, кос, серпов.
Слайд 9
Винт - разновидность наклонной плоскости
Винт – это вид наклонной плоскости. С его помощью можно получить значительный выигрыш в силе. Поворачивая гайку, надетую на болт, мы поднимаем её по наклонной плоскости и выигрываем в силе На рисунок вы видите картонный треугольник, расположенный рядом с цилиндром (рис. "б"). Наклонной плоскостью служит ребро картона. Обернув треугольник вокруг цилиндра, мы получим винтовую наклонную плоскость (рис. "в"). Подобно клину, винт может изменять направление и/или числовое значение приложенной силы. Поворачивая рукоятку штопора по часовой стрелке, мы вызываем продвижение винта штопора вниз. Происходит преобразование движения: вращательное движение штопора приводит к его поступательному движению.
Слайд 10
Простые механизмы в технике-рычаг
При пользовании рычагом более длинный его конец проходит больший путь. Таким образом, получив выигрыш в силе, мы получаем проигрыш в расстоянии. Это значит, что, поднимая маленькой силой груз большого веса, мы вынуждены совершать большое перемещение. Еще до нашей Эры люди начали применять рычаги в строительном деле. Например, на рисунке вы видите использование рычага при постройке пирамид в Египте. О том, что рычаги, блоки и прессы позволяют получить выигрыш в силе, мы уже знаем. Однако "даром" ли дается такой выигрыш?
Слайд 11
Наклонная плоскость
При строительстве храмов египтяне транспортировали, поднимали и устанавливали колоссальные обелиски и статуи, вес которых составлял десятки и сотни тонн! Главным подъемным приспособлением египтян была наклонная плоскость - рампа. Остов рампы, то есть ее боковые стороны и перегородки, на небольшом расстоянии друг от друга пересекавшие рампу, строились из кирпича; пустоты заполнялись тростником и ветвями. По мере роста пирамиды рампа надстраивалась. По этим рампам камни тащили на салазках таким же образом, как и по земле, помогая себе при этом рычагами. Когда колонна вползала в яму, через лаз выгребали песок, а затем разбирали кирпичную стенку и убирали насыпь.
Слайд 12
Блок-
Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг. Моменты сил с обеих сторон блока одинаковы, следовательно, одинаковы и силы создающие эти моменты: Выигрыша в силе он не дает, но позволяет изменить направление действия силы, что иногда необходимо. Это колесо с желобом по окружности для каната или цепи, ось которого жестко прикреплена к стене или потолочной балке. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах. Подвижный блок Архимед принимал за неравноплечий рычаг, дающий выигрыш в силе в 2 раза. Относительно центра вращения действуют моменты сил, которые при равновесии должны быть равны. Блоки также не дают выигрыша в работе, подтверждая "золотое правило " механики.
Слайд 13
В настоящие время блоки широко используются в промышленности на транспорте.
Спортивные парусные суда, как и парусники прошлого, не могут обойтись без блоков при постановке парусов и управлении ими. Современным судам нужны блоки для подъема сигналов, шлюпок. Такой системой блоков могут пользоваться планеристы для подъема в воздух своих аппаратов. Эта комбинация подвижных и неподвижных блоков используется на линии электрофицированной железной дороги для регулировки натяжения проводов.
Слайд 14
ВОРОТ-
Это два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси, например, колодезный ворот с ручкой. Такое сложное громоздкое устройство средневекового периода - ворот или ступальные колеса широко использовались в рудничном деле. Их приводили в движение люди, ступая по планкам колеса. Ворот можно рассматривать как неравноплечий рычаг: выигрыш в силе, даваемый им, зависит от соотношения радиусов R и r.
Слайд 15
На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики.
Портальные поворотные краны. Грузоподъемность - 300 кН. Скорость подъема груза - 0,17 м/с. Простые механизмы используются и в устройстве шагающих экскаваторов. В его большом ковше может поместиться экскаватор для городских строек. Строительные башенные краны. Грузоподъемность - 20 - 400 кН. Скорость подъема до 1м/с.
Слайд 16
Простые механизмы помогут передвинуть дом, чтобы расширить улицу. Под дом подводят рамы, опускают на катки, уложенные на рельсы, и включают электролебедки. Лебедка - конструкция, состоящая из двух воротов с промежуточными передачами в механизме приводом. Грузоподъемность современных лебедок может быть свыше 100 кН. Они работают на канатных дорогах, на буровых установках, выполняют строительно-монтажные и погрузочно-разгрузочные работы.
Слайд 17
Простые механизмы широко использовались древними и в военных целях. Уже в 212 г.до н.эры с помощью крюков и захватов, соединенных с блоками, сиракузцы захватывали у римлян средства осады. Сооружением военных машин и обороной города руководил Архимед. (Посмотрим фрагмент мультфильма «Коля, Оля и Архимед»)
Демонстрируется известный мультфильм (Фрагмент) «Коля, Оля и Архимед»
Слайд 18
Простые механизмы в природе
Законы физики используются не только в работе самых удивительных приборов и машин, но и распространяются на явления живой природы. Однако в живой природе многие из этих законов не проявляются в открытом виде, поэтому подметить их может только опытный глаз наблюдателя.
Слайд 19
Рычаг
В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами, например, у человека – кости конечностей, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев.
Слайд 20
Эксперимент.
Возьмите ручку, пишите что-нибудь или рисуйте и наблюдайте за ручкой и движением пальцев. Скоро вы обнаружите, что ручка – это рычаг. Найдите точку опоры, оцените плечи и убедитесь, что и в этом случае вы проигрываете в силе, но выигрываете в скорости и расстоянии. Собственно при письме сила трения грифеля о бумагу невелика, так что мышцы пальцев не слишком напрягаются. Но есть такие виды работ, когда пальцы должны работать во всю, преодолевая значительные силы, и при этом совершать движения исключительной точности: пальцы хирурга, музыканта.
Слайд 21
Много простых механизмов можно указать не только в теле животных и человека, но и в строении растений. Рассмотрим пример, как работает в цветке шалфея «рычажный механизм» для загрузки насекомых пыльцой. Цветок на растении располагается горизонтально. Нижняя его губа служит очень удобной посадочной площадкой для шмелей. Отсюда насекомое начинает путь внутрь цветка, к нектару. Но тут на его дороге встает «шлагбаум» - две тычинки. Они прикреплены к цветку так, что короткая и твердая нижняя часть каждой из них является одним плечом рычага, а верхняя длинная, на которой качается пыльник, - это другое плечо. Шмель пытается проникнуть внутрь цветка, нажимает на нижнее плечо. Верхнее при этом опускается, и пыльники вымазывают пыльцой спинку насекомого.
Слайд 22
«Колющие орудия» многих животных и растений – когти, рога, зубы и колючки – по форме напоминают клин (видоизменённая наклонная плоскость); клину подобна и заострённая форма головы быстроходных рыб. Многие из этих клиньев имеют очень гладкие твёрдые поверхности, чем и достигается их большая острота.
В растениях рычажные элементы встречаются реже, что объясняется малой подвижностью растительного организма. Типичный рычаг – ствол дерева и корни. Глубоко уходящий в землю корень сосны или дуба оказывают огромное сопротивление, поэтому сосны и дубы почти никогда не выворачиваются с корнем. Наоборот, ели, имеющие часто поверхностную корневую систему, опрокидываются очень легко.
Слайд 23
Отгадайте загадки:
Два кольца, два конца, а посредине гвоздик. Две сестры качались – правды добивались, а когда добились, то остановились. Кланяется, кланяется – придет домой – растянется. Зубасты, а не кусаются Два братца пошли в воду купаться, два купаются, а один на берегу валяется. Посмотрите ещё раз внимательно на отгадки (они написаны на доске) и назовите их одним словом.
Посмотреть все слайды
«Применение простых механизмов» - Рычаг силы: F2 < F1. Простые механизмы. Слесарный станок. Наклонная плоскость. Свод стопы. В технике. Токарный станок. Проблемный вопрос: Подумайте, можно ли используя рычаг, получить выигрыш в работе? Рычаг. Блок. Рычаг скорости: F2 > F1. Занимательные рассказы о законах физики: Сост. Живой природе.
«Простые механизмы 7 класс» - Демонстрируются приемы экспериментального исследования с использованием дидактических материалов. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ: Планирование проекта. Аннотация проекта. Контроль проводится по нескольким направлениям. Оценка и стандарты. Планирование проекта: По информатике проект позволяет осваивать информационные технологии в процессе реализации проекта.
«Простые механизмы в быту» - Ворот. Классические расчеты действия простых механизмов. Простые механизмы. Простой механизм «наклонная плоскость». Рычажный механизм. Простые механизмы в технике. Познакомиться с практическим применением простых механизмов. Блок. Клин. Загадки. Простой механизм "рычаг". Лебедка. Спортивные парусные суда.
«Простые механизмы» - Колесо. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах. Вывод. Блок. До н. э.)-величайший математик,физик и инженер древности. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности. Рычаг,блок,наклонная плоскость,винт,клин. Рычаг. Поэтому для подвижного блока идеальный выигрыш в силе равен 2.
«Кулачковый механизм» - Кулачковая система и связанные с ней механизмы. Нурок с програмным кулачковым валом механического органа Бруггера. Видео из Политехнического музея. Ручной привод машины. Куратор коллекции музыкальных автоматов Политехнического музея. Основные тоны закрытых труб на октаву ниже открытых. Механический орган Павла Бруггера (Москва, 1880).
«Золотое правило механики» - Во сколько раз мы выиграли в силе. Задачи. Винт. Пользуясь рычагом, подняли груз на высоту 8 см. Что же называется простым механизмом. Ворот. Блок. «Золотое» правило механики». Клин. Где применяет человек простые механизмы в своей жизни. Цель нашего урока. Наклонная плоскость. Блок-простой механизм.
Всего в теме 8 презентаций
Урок физики в 7 классе.
Тема: Простые механизмы в технике, быту и природе.
Цель: повторить и обобщить знания учащихся по теме, показать практическое применение знаний науки физики «вокруг нас»
Урок – аукцион.
Структура урока:
Повторить основные знания по теме.
Объяснение правил аукциона.
«Продажа» предметов аукциона.
Лирическая пауза.
Итоги.
Задание на дом параграфы 58, повт.60,упр.30
На доске записана тема урока, рисунки двух рычагов.
Подготовлены двое помощников – ведущих.
К уроку ребятам было дано задание «найти» пословицы о простых механизмах.
Например:
«Человек неученый, что топор неточеный». русская пословица.
«Хотя клин невелик, им можно разбить вдребезги дерево» марийская.
«Травинки, сплетенные в канат, могут слона свалить»древнеиндийская
« Мир как ветреная мельница: без устали вращается» лакская.
Ход урока.
Ребята, сегодня у нас необычный урок, а урок аукцион. Что это такое объясню позже.
Девиз нашего урока: «Человек неученый, что топор неточеный».
Как Вы думаете ребята, имеет ли топор отношение к теме нашего урока?(заслушиваем мнение ребят и делаем вывод). А сейчас у нас вводная разминка, мы повторим с вами основные вопросы темы «простые механизмы»
1.Что такое простые механизмы?
2.Назовите пять простых механизмов? (рычаг, блоки подвижный и неподвижный, наклонная плоскость, клин, винт, ворот, полиспаст)
3.Что называется рычагом?
4.Что называется плечом рычага?
5. По рисунку запишите буквенным выражением плечи сил F 1 и F 2 . (рисунки на доске. Вызываются к доске желающие)
6. В чем состоит правило равновесия рычага?
7.Что называется моментом силы? Формула.
8. Как выражается момент силы и её плечо?
9. В чём состоит правило моментов?
10. По рисунку запишите моменты сил. Что у вас получилось?(у доски)
11. Как найти выигрыш в силе?
12. Дают ли простые механизмы выигрыш в работе?
Молодцы, ребята. Вижу, что вы готовы к аукциону.
Что это такое, кто знает? …Ребята слово «аукцион» связано как вы правильно сказали связано с продажей «с молотка». Сегодня мы будем необычно « продавать» товар за ваши знания. Дело покупателя «расхваливать» товар. Выигрывает тот, кто до счета «три» последним даст ответ. Отличные оценки покупателю - цена нашего товара. Итак, аукцион начинается. Проведут его наши ведущие аукциона.
Звук гонга.
Гонга звон! Гонга звон! Сейчас у нас - аукцион!
Собирайся весь народ! Мы играем без забот!
Только у нас один единственный раз.
Люд честной, торопись, можешь выиграть приз!
Эй, удачливые люди! Кто из вас активней будет?
По таланту и уму – приз достанется тому,
Кто расскажет больше, лучше, - тот оценку «5» получит!
Удар гонга. Вашему вниманию предлагается первый предмет. Что это?
Например - плоскогубцы. Ответы учеников.
Это плоскогубцы. Это рычаг, длина ручки - это одно плечо. А длина губки - другое. Они дают выигрыш в силе, который можно рассчитать, взяв отношение длин плеч. У плоскогубцев рукоятки пластмассовые, для изоляции. Они рифленые, чтобы увеличить силу трения, было удобнее ими работать. Сбоку плоскогубцы имеют зазор, чтобы перекусывать проволоку. Губки имеют частые насечки, чтобы было легче удержать предметы. Плоскогубцы не дают выигрыша в работе. Ими можно закручивать гайки….
Когда перестают поднимать руки и добавлять свои ответы предмет считают проданным.
Удар гонга. Следующий лот… После импровизированной продажи плоскогубцев, гвоздодёра и ножниц по ткани(или металлу) лирическая пауза: (учитель и ведущие « в лицах» читают рассказ)
Ефим Ефимовский «Ракета и травинка»
« Рассказ о том как Архимед удивил царя Гиерона и весь сиракузский люд на берегу Ионического моря»
Сиракузы. Третий век до нашей эры.
Однажды по берегу моря вдвоём
Гулял Архимед с сиракузским царём.
Царь молвил: -Науки твои нелегки..
Триеру тащили на мель моряки.
Тянули корабль, выбиваясь из сил.
И тут Архимед Гиерона спросил:
Ты помнишь мой винт для подъёма воды?
В Египте рабам облегчил я труды.
А знаешь, как людям помог бы рычаг
В труде непосильном. К, примеру,
Один бы сумел на песчаный причал
Втащить я.. Вот эту триеру.
Стоит Гиерон, потирает висок:
Ты втащишь вот эту триеру? Один? На песок?
Триеру на берег втащу я один.
Триеру с гребцами и грузом.
Вот ты через месяц сюда приходи..
Узнали про то в Сиракузах..
В назначенный срок собирается люд
На пристани, солнцем согретой.
Глядят на машину, но чуда не ждут:
Не втащит! Да слыхано ль это!
(Гиерон)-Я вижу верёвки и много колёс,
И я поражаюсь размеру,
Но даже Геракл, ухватившись за трос,
Не втащит на берег триеру…
И тут Архимед повернул колесо-
Триера послушно ползёт на песок.
Плывет по земле! --закричали купцы.
А стражникам сделалось жутко.
По воздуху веслами машут гребцы,
Как будто лишились рассудка.
(Гиерон)-Не верю глазам! Столько силы в плечах!
(Архимед) --Нет царь! Эту силу умножил рычаг!
Взглянул Архимед: небо, море кругом, синее море и горы.
Я Землю бы мог повернуть рычагом,
Лишь дайте мне точку опоры.
А сейчас вопрос: Почему Архимед, даже если бы нашел точку опоры, не смог бы повернуть Землю? (заслушиваются ответы)
После «продажи», объявляется последний тур аукциона. В этом туре участвуют только те ученики, кто принимал участие в аукционе- это претенденты приза аукциона. Приз книга!(«Занимательные опыты по физике».)
В случае, если претенденты затруднятся дать ответ на вопрос, может ответить любой ученик, но свой ответ он должен подарить в пользу претендентов. Почему?
«Отдал другим – богаче стал, зажал –считай, что проиграл»
Всё справедливо, решенье не каприз
Лучшему эрудиту будет первый приз!
Итак, вопрос: Почему вытянутой рукой нельзя удержать такой же груз, как согнутой?
Желающие подходят и поднимают гантели рукой согнутой в локте и прямой рукой. Говоря о своих ощущения в руке.
Когда рука вытянута, действие мышечной силы составляет малый угол с продольной осью руки. Чтобы в таком случае, удержать такой же груз, как и согнутой рукой, нужно значительно увеличить мышечное усилие. Если рука согнута, то плечо силы в 2 раза меньше, чем при вытянутой руке. Значит вытянутой рукой труднее удержать груз, чем согнутой.
Учитель вручает приз победителю, благодарит всех участников и помощников – ведущих аукциона. А теперь ребята, поделитесь своими знаниями – какие вы нашли пословицы к уроку. Заслушиваются пословицы и комментируются.
Подводим итог урока. Что нового вы узнали сегодня о простых механизмах?
Какие правила, известные древним ученым завершат наш сегодняшний урок.(формулируется условие равновесия рычага и «золотое правило механики»). Учащимся ставятся оценки за урок.
Своё отношение к уроку вы можете отметить смайликами, которые лежат на столе, при выходе из класса. На дверь повесить 3 конвертика с соответствующими оценками: удовлетворительно, хорошо, отлично.
Литература:
Ефим Ефимовский. Ракета и травинка. Издательство «Детская литература» ,М,1984г.
И.Л.Юфанова. Занимательные вечера по физике в средней школе.М, «Просвещение», 1990г.