Виведення умови рівноваги важеля. Лабораторна робота "з'ясування умови рівноваги важеля"

Мета роботи:перевірити на досвіді, при якому співвідношенні сил та їхніх плечей важіль перебуває у рівновазі. Перевірити з досвіду правило моментів.

З підручника (§§56, 57) ви пам'ятаєте, що якщо сили, що діють на важіль, обернено пропорційні плечам цих сил, важіль знаходиться в рівновазі.

Твір сили її плече називається моментом сили.

М 1 - момент сили F 1; М 2 - момент сили F 2;

Приклад виконання роботи:

Обчислення:

Якщо під час роботи відносини плечей сил виявляться не зовсім рівними відносинам сил, не соромтеся. Використовуваний вами важіль дуже точним приладом не назвеш, та й при вимірах плечей і сил може бути допущена певна помилка. Так що якщо рівність у вас вийде приблизно цього достатньо для того, щоб зробити правильний висновок.

Додаткове завдання.

Динамометр покаже значення сили F2≅1Н.

Сили, що діють на важіль у цьому випадку, будуть спрямовані наступним чином: Сила F 1 (сила тяжіння, що діє на грузики) буде спрямована вертикально донизу, її плече l 1 = 15 см.

Сила F 2 (сила пружності динамометра пружини) буде спрямована вертикально вгору; її плече l 2 = 15 див.

Ханафіна Тотигуль
Конспект уроку з фізики Лабораторна робота. З'ясування умови рівноваги важеля»

Лабораторна робота №5

З'ясування умови рівноваги важеля.

Цілі уроку:

1. Формування навчально-пізнавальної компетенції через з'ясування умови рівноваги важеля.

2. Перевірити на досвіді, при якому співвідношенні сил та їхніх плеч важіль знаходиться в рівновазі.

3. Перевірка з досвіду правила моментів.

1. Правила техніки безпеки.

2.Тренувальні завдання та питання:

Що являє собою важіль?

(Важільє тверде тіло, здатне обертатися навколо нерухомої опори).

Що називають плечем сили?

(Плечем сили називають відстань від точки опори до лінії дії сили).

Сформулюйте правило рівноваги важеля.

(Для того щоб врівноважитименшою силою велику силу необхідно, щоб її плече перевищувало плече більшої сили. Виграш у силі, отриманий за допомогою важелявизначається ставленням плечей докладених сил).

Запишіть формулу правила рівноваги важеля.

(F2/F1=l1l2)

Сформулюйте правило моментів.

(Важель знаходиться в рівновазіякщо момент сили, що обертає його за годинниковою стрілкою, дорівнює моменту сили, що обертає його проти годинникової стрілки).

Напишіть формулу правила моментів.

(М1=М2 або F1l1=F2l2)

3. Виконання роботи:

1. Шляхом обертання гайок на кінцях важеля врівноважте його такщоб він розташувався горизонтально.

2. підвісьте два вантажі до лівого плеча важеляз відривом l1=18 див від осі обертання.

3. Шляхом проб встановіть місце на правому плечі важеля, до якого слід підвісити три вантажі, щоб врівноважити два попередні. Виміряйте відстань від цього місця до осі обертання (l2).

4. Вважаючи, що кожен вантаж важить 1Н, заповніть порожні місця таблиці.

l1,м F1,H l2,м F2,Н М1,Нм М2,Нм

5. Зробіть висновок про справедливість правила моментів.

(Важель знаходиться в рівновазіякщо момент сили, що обертає його за годинниковою стрілкою, дорівнює моменту сили, що обертає його проти годинникової стрілки).

4.Додаткове завдання:

Підвісьте три вантажи праворуч від осі обертання важеля на відстані 5 см. За допомогою динамометра визначте, яку силу потрібно докласти на відстані 15 см від осі обертання правіше за вантажі, направивши її вгору, щоб утримувати важіль у рівновазі

Розробка уроків (конспекти уроків)

Лінія УМК А. В. Перишкіна. Фізика (7-9)

Увага! Адміністрація сайту сайт не несе відповідальності за зміст методичних розробок, а також за відповідність розробці ФГОС.

Тип уроку:комбінований.

Форми проведення:колективна робота з усім класом, робота у групах, індивідуальна робота.

Методи:бесіда, розповідь, лабораторна робота щодо з'ясування умови рівноваги важеля.

Мета уроку: вивчити найпростіший і найпоширеніший простий механізм - важіль.

Завдання уроку:

• Навчальна: закріпити поняття простих механізмів,важеля та їх роль життя людини; з'ясувати умову рівноваги важеля, навчити застосовувати правило рівноваги важеля.
• Виховна: виховувати пізнавальний інтерес до нових знань, створювати умови для бажання самостійного пошуку нових знань.
• Розвиваюча: продовжити розвиток умінь та навичок аналізувати знання та робити висновки, розвиток уваги, спостережливості через зміну навчальної діяльності.
• формувати практичні вміння та навички при використанні приладів;
• розвивати творче мислення учнів.

Обладнання:комп'ютер, проектор, важіль-лінійка, набір вантажів, ножиці, ваги ваги, блок, скелет людини, похила площину.

Хід уроку

1. Організаційний момент (2хв)

2. Повторення. Актуалізація знань. (20 хвилин)

А) Демонстрація: ножиці, ваги важеля, блок, важіль-лінійка, скелет людини. (2 хв)

Учням задається проблемне питання: Що об'єднує ці пристрої та пристрої? (Прості механізми -важелі, похила площина)

Назвіть ці прості механізми, до яких важелів вони належать?

Б) Відповісти на питання:(5 хв)

• Що таке прості механізми та для чого вони потрібні?
• Що таке важіль (1рода, 2 роди)?
• Що таке плече?
• Правило рівноваги важеля?
• Що таке момент сили?
• У чому полягає правило моментів?

В) Робота із презентацією.(9 хв)

• Скласти блок-схему різновидів найпростіших механізмів. (3 хв)
• Розділити прості механізми на дві групи. (5 хв)
• Перевірка. (критерії представлені у презентації) (1 хв)

Г) Застосування простих механізмів – важелів.(4 хв)

Робота в міні-групах (2 особи) з елементами гри-змагання.

Кожній групі видається лист із зображенням скелетом людини, а на столі стоїть демонстраційний макет.

Завдання: за 1 хвилину обвести в кружальце всі можливі важелі на прикладі скелета людини.

Після закінчення часу групи змінюються аркушами та підраховується кількість обведених важелів (критерії представлені у презентації). Вибираються три переможці (за найбільшою кількістю). Роботи збираються. (самооцінка + оцінка вчителя)

При спільному обговоренні на макеті з'являються всі можливі важелі.

3. Виконання лабораторної роботи. (18 хв)

(Дітям видаються роздруківки, які вони заповнюють під час виконання роботи)

Мета роботи:перевірити на досвіді, при якому співвідношенні сил та їхніх плечей важіль перебуває у рівновазі. Перевірити з досвіду правило моментів.

Хід роботи:

1. Підвісити на гачок праворуч на відстані 12 см від осі один вантаж.
2. Врівноважте важіль одним вантажем. Виміряйте ліве плече.
3. Знову врівноважте важіль, але вже двома вантажами. Виміряйте ліве плече.
4. Знову врівноважте важіль, але вже трьома вантажами. Виміряйте ліве плече.
5. Вважаючи, що кожен вантаж важить 1 Н, записую дані та виміряні величини до таблиці.

1. Обчислити ставлення сил та відношення плечей для кожного з дослідів та отримані результати записую в останній стовпчик таблиці.
2. Перевірити, чи підтверджують результати дослідів умова рівноваги важеля під дією прикладених до нього сил та правило моментів сил.

(F₁)/(F₂)=(l₂)/(l₁).

М 1 = F 1 * l 1 = = H/м

M 2 = F 2 * l 2 = = Н/м

7. Зробити висновок.

Висновок: … .

4. Підсумок уроку. (1 хв.)

Висновок: У скільки разів сила збільшилася, стільки разів плече поменшало. При рівності моментів сил, що обертає важіль за годинниковою стрілкою та проти, він перебуває в рівновазі.

5. Домашнє завдання.

(видається кожному індивідуально наприкінці уроку) (1хв)

1. § 60, упр 30 (1-3.5).
2. Завдання (с.180) *,
3. * Виміряйте за допомогою лінійки плечі важеля (ножиць, гайкового ключа, гвоздодера, ножиць по металу) та визначте виграш у силі вибраних простих механізмів.

6. Рефлексія. (На отриманих листочках) (3 хв)

Метод безоцінного контролю "Міні-огляд".

Записати в одному реченні:

• на одному боці аркуша «Важливе» (що важливе було сьогодні на уроці),
• іншою – «Неясне» (що залишилося незрозумілим).

Урок формування експериментальних умінь має на меті:

• навчальна - сформувати поняття правила та умови рівноваги, правила моментів, показати його значення в науці; вміти пояснювати правила застосування важелів та застосовувати їх для пояснення результатів практичної роботи;
• розвиваюча - показати учням соціальну та практичну значимість матеріалу, що вивчається, формувати вміння узагальнювати дослідні дані, порівнювати і робити висновки,
• виховна – виховувати культуру розумової праці, продовжити роботу з формування комунікативних умінь, позитивної мотивації вчення, естетичного сприйняття світу, прищеплювати любов до науки та пізнання.

Обладнання для уроку: комп'ютер, проектор, важіль на штативі, набір вантажів, лінійка.

Хід уроку:

I. Мотивація.

1.З якими правилами ми познайомилися на минулому уроці?

(- правило важеля та правило моментів).

2. Що потрібно знати, щоб записати ці правила?

(- плече та силу)

3. Запишіть ці правила.

Правило моментів: М1 = М2;

Правили важеля: F 1 * L 1 = F 2 * L 2

4. У яких дуже знайомих і часто застосовуваних приладах зустрічаються важелі?

(ножиці, кусачки, важелі ваги).

II.Актуалізація опорних знань.

1. Поясніть призначення цих предметів (проекція малюнків на дошці).

• Ножиці для різання паперових листів.
• Ножиці для різання металевих листів.
• Важелева вага для визначення маси тіла.

2. Чому одні ножиці ріжуть товстий шар паперу, а інші – ні?

Ножиці діють з урахуванням правила рівноваги важеля. Застосовуючи невелику силу до довгої частини ножиць з одного боку, отримуємо більшу силу на короткій частині ножиць з іншого боку. Для того щоб ножиці різали товстий шар паперу або картон, леза у них роблять короткими, а ручки довгими.

3. Застосуйте та поясніть правила для кожного з цих предметів:

а) довжина ручки та довжина леза у ножиць для різання паперу майже однакові тому, що не потрібно великих зусиль;

б) довгі ручки та короткі леза ножиць для різання металевих листів створюють велику силу в місці зіткнення леза ножиць та металу; у скільки разів вони коротші, у стільки ж разів більша сила, що виникає при застосуванні;

в) важільні ваги мають однакові плечі, отже сила, що діє з лівої та з правої частини ваг, однакові. Знаючи масу гир, визначають масу вантажу.

ІІІ. Лабораторна робота №5 «З'ясування умов рівноваги важеля»

(На три варіанти):

1варіант: L 1 = 18см; F 1 = 2 Н; F 2 = 3H; L 2 =?

2 варіант: L 1 = 12см; F1 = 2H; F 2 = 3H; L 2 =?

3 варіант: L 1 = 18см; F1 = 1H; F 2 = 3H; L 2 =?

Вказівки до роботи:

1.Зміцнити важіль на штативі.

2.Вравновесить важіль без вантажів з допомогою спеціальних болтів.

3.Вравновесить важіль, використовуючи набір вантажів і лінійку відповідно до завдання свого варіанта.

4.Зобразити на схемі врівноважений важіль.

5.Виміряти довжину плеча L 2 .

6.Визначити моменти сил M1 та M2.

7.Порівняти значення M1 і M2.

8. Зробити висновок.

IV. Підведення підсумків.

1.Висновок про справедливість правила моментів.

(Звіт від кожного варіанта).

Розміщуючи набори вантажів на вказаній відстані, ми отримали наступний результат:

добуток сили на плече цієї сили з лівого боку важеля і з правого боку важеля однаковий.

Отже, умова рівноваги виконується, момент сили однаковий.

Загальний висновок із зробленого експерименту:

Використовуючи різні набори вантажів у всіх групах, що виконують варіант практичного завдання, вийшов наступний результат: добутки сили на плече цієї сили з лівого боку важеля та з правого боку важеля однакові.

Отже, умова рівноваги важеля виконується, правило моментів справедливе. M1 = M2.

2. Анкета з рефлексії.