ФІЗИКА

Фізика 7 клас.

 Тема. Взаємодія тіл. Сила.                                               

Мета: сформувати в учнів  поняття про сили та їх вимірювання, 

              ознайомити з видами сил та їх проявами  в живій природі;

              розвивати логічне мислення, інтелект, пам’ять, зв’язне мовлення,  

              вміння  порівнювати, аналізувати;

              виховувати спостережливість, культуру  мовлення, працьовитість, 

              колективізм.

Обладнання: динамометр, тягарець, пластилін, залізна кулька, пружина, штатив, посудина з  

                       водою і коркова кулька, магніт і магнітна стрілка.

Тип уроку: урок формування і засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Учитель. Сьогодні  у кожного з вас є чудова можливість випробувати себе в ролі знавця явищ природи, позмагатися з однокласниками , побути   досвідченим експертом в деяких питаннях, показати практичні навички і довести усім, що знання – це сила. Свої успіхи будете відмічати у картках самооцінювання. А в кінці уроку зробимо підсумок вашим досягненням.

Пам’ятайте, що від природодослідника вимагається спостережливість та чіткі висновки.

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

Учитель. Проведемо  розминочку і перевіримо які ж ви знавці домашнього завдання.

Метод «Семафор».  Поміркуй, чи правильне твердження.

1.    Клин не є механізмом. (-)

2.    Ножиці – це простий механізм (-)

3.    Автомобіль – це машина. (+)

4.    Важіль є давнім простим механізмом. (-)

5.    Підйомний кран не є машиною. (-)

6.    Алюміній – це метал матового кольору. (+)

7.    Сонячну енергію можна перетворити на електричну. (+)

8.    Блок – це дуже складний механізм. (-)

9.    Комп’ютер – це машина, яка обробляє інформацію. (+)

    10.  Вітряні установки можна застосовувати для вироблення електроенергії. (+) 

11.  Земля притягує до себе не всі тіла. (-)

12    Мідь – це пластик. (-)

13.Теплову енергію можна отримати тільки від Сонця. (-)

ІV. Підготовка до сприйняття нового матеріалу.

Учитель. Краса природи викликає замилування в кожного з нас, надихає письменників та художників на твори мистецтва. Тіла природи стали персонажами казок, про них складено прислів’я. Природа дивує, зачаровує, а інколи і лякає. Подивіться відеофрагмент і скажіть які почуття викликає у вас побачене.         Відеоролик (цунамі, торнадо…)

Учні: моторошно, страх, викликає почуття жалю, хочеться допомогти, вражає велика сила удару, велика розруха.

Учитель.  Із усіх коментарів я виділив – «вражає велика сила». Слово «сила» дуже часто вживається у тих випадках коли  згадується про явища природи.  ( «сила вітру», «сила хвилі»…)

Досліди.

1.     Ставимо  гирю на конструкцію з пластиліну, конструкція  руйнується.

2.     Розтягуємо пружину.

3.     Б’ємо м’ячем по столу, він підскакує.

4.     Занурюємо у воду корок, він спливає.

5.     Рухаємо магнітом  магнітну стрілку.

      Усе, що відбувається у навколишньому світі, пов’язане із взаємодією тіл.

М’яч, кинутий угору, повертається на землю, локомотив приводить у рух вагони.

    V. Вивчення нового матеріалу.

 Чому це відбувається нам потрібно буде з’ясувати на сьогоднішньому уроці.

Запишемо тему уроку.    «Взаємодія тіл. Сила.»

Сьогодні на уроці ми:

1.    Сформуємо  поняття «сила».

2.    Ознайомимося з приладом для вимірювання сили.

3.    Навчимося вимірювати значення сили.

4.    Визначимо види сил.

5.    Розглянемо питання практичного застосування та спостереження сил у природі.

    Етап проектування.

1.    Характеристика сили як фізичної величини за планом:

-         позначення

-         одиниці вимірювання

-         прилад для вимірювання сили

2.    Ознайомлення з видами сил.

3.    Практична робота «Вимірювання сили.»

4.    Практичне значення сили.

 Організація виконання плану.

 Бесіда.     – які ви знаєте явища пророди? (електричні, звукові, теплові, магнітні, світлові, механічні)

                   - Наведіть приклади явищ природи. (блискавка, летить м’яч,  летить літак, падає сніг, опадає листя, замерзає вода, магніт притягує магнітну стрілку, горить свічка, падає метеор…)

   - Які з наведених вами прикладів належать до механічних явищ?

Дослід.  До пружини, закріпленої в штативі, підвісили тягарець. Деякий час  він буде рухатись вниз, а пружина розтягуватись. Що відбувається?

(Змінюються розміри пружини та швидкість її окремих частин)

Висновок. Усі тіла в природі пов’язані між собою та взаємодіють.                                   Змінюється швидкість тіл або їх розміри та форма.

Для опису будь-якого  випадку взаємодії тіл використовують поняття сили.

—   Що ж таке сила?

Сила – це міра взаємодії тіл.

Силу позначають латинською буквою F.

Одиниця сили  - Ньютон (Н). Одиниця названа на честь англійського вченого Ісаака Ньютона.

Для вимірювання сили використовують прилад - динамометр. Простий динамометр має пружину, стрілку та шкалу. Якщо до кінця пружини прикладати силу,  то стрілка відхилиться на деяку кількість ділень та покаже значення  сили. Для вимірювання сили м’язів використовують динамометр, який називають силоміром.

-         Що таке сила?

-         Як позначається сила?

-         Назвіть одиницю вимірювання сили?

-         На честь кого було названо цю силу?

-         Яким приладом вимірюють величину сили?

-         Як ви вважаєте, скільки сил існує в природі? (безліч, оскільки спостерігається безліч взаємодій. На початку уроку ми бачили досліди, де спостерігали: рух під дією магніту, розтяг гуми, рух м’яча, рух тіла у воді).

Учитель. Залежно від виду взаємодії двох тіл розрізняють  такі види сил:

-         магнітна

-         електрична

-         виштовхувальна

-         ,сила тяжіння

-         сила пружності               

-         сила тертя                                                                    

Крім числового значення силу характеризує напрямок.

Фізкультхвилинка

Австралійський  дощ

Учитель.   Чи знаєте ви, що таке австралійський дощ? Ні? Тоді давайте разом послухаємо, який він. Зараз ви по черзі будете передавати мої рухи. Слідкуйте уважно.

-         в селі піднявся сильний вітер  (тертя долонями).

-         починає капати дощ (клацання пальцями).

-         дощ сильнішає (стукіт долонями по грудям).

-         а ось і град, справжня буря (тупіт ногами).

-         дощ стихає, стихає буря (стукіт долонями по грудям).

-         поодинокі крапельки падають на землю (клацання пальцями).

-         тихий шелест вітру(тертя долонями).

          -  сонце! (тягнемо руки до Сонця).

 З проявами дії різних сил ми зустрічаємося не тільки в повсякденному житті, а навіть в казках.

—   Пригадайте,в яких казках і творах ми можемо прочитати про прояв сили?                                            

 («Робін Гуд» натягував свій лук, «Царівна Жаба», та багато інших)

  Попрацюємо письмово над тестами та методом самоперевірки оцінимо результати.

Тести

1.     Підкинутий м’яч падає на землю завдяки…

А) Вазі тіла.    Б) Силі пружності.   В) Силі земного тяжіння

2.     Сила, що повертає у попереднє положення розтягнену пружину називається…

А) Силою пружності  Б) Виштовхувальною силою  В) Силою тертя  

3.     Одиницею вимірювання сили є…

А) літр (л)    Б) метр(м)   В) Ньютон (Н)  Г) Паскаль (Па)

4.     Для вимірювання сили  застосовують…

А) Динамометр.   Б) Терези.  В) Лінійку.

5.     Напрямок сили тертя…

А) Вертикально вниз.   Б) Протилежно руху тіла.   С) Під кутом 90 °

6.     Сила характеризується числовим значенням та …

А) Напрямком.   В) Температурою.   С) Відстанню.

Учень.   «Цікаво знати.»

Як людина використовує сили, що виникають у природі?

   Люди навчилися використовувати силу води й вітру для своїх потреб. Так, 5000 років тому єгиптяни, приєднавши до своїх кораблів вітрила, змусили вітер штовхати їх. 2000 років тому на берегах річок з'явилися великі водяні колеса, які обертала течія. Такі колеса подавали воду на поля та рухали жорна млинів, де мололи зерно. Там, де не було ні річок, ні джерел, будували вітряні млини, або вітряки, що працювали під дією сили вітру. Тому їх споруджували на підвищеннях, відкритій місцевості. Перший вітряк у Європі з'явився у 1150 році.

Робота з підручником. 

V. Усвідомлення досягнення мети.

Наведіть приклади до кожного з видів сил.

Сила тяжіння
Сила пружності
Сила тертя

Групова робота

І група                  Чому на гірку везти санчата важче, ніж  з гори?

ІІ група                 Чому  в ожеледь тротуар посипають піском?

ІІІ група               Для чого на головці і у верхній частині цвяха роблять насічки?

ІV група              Яка сила допомагає спортсмену виконувати стрибки вгору на батуті?

Практична робота. Робота в парах з картками консультантами.

І група. Вимірювання сили тяжіння.

Підвісьте брусок до динамометра. Подивіться на якій позначці приладу зупиняється стрілка. Зробіть запис за прикладом.

F=2.5 Н

ІІ група. Вимірювання сили тертя.

Покладіть дерев’яний брусок на стіл. Під’єднайте до нього динамометр і, потягнувши рівномірно за нього виведіть брусок із стану спокою. Виміряйте силу тертя і зробіть запис за прикладом

F= 1,2 Н

VІ. Підсумок уроку.

Учитель.  Перелічимо головні моменти  сьогоднішнього уроку.

(інтерактивна вправа ланцюжок)

* Сила - це    міра взаємодії тіл.

* Сила характеризується     числовим значенням і напрямком, її вимірюють за допомогою динамометра.

* Одиниця вимірювання сили - ньютон (Н).

* Є сили   тяжіння, тертя, пружності та інші.

* У природі постійно діють різні  види сил.

* Людина в процесі своєї діяльності використовує силу   власних м'язів, м'язів тварин та силу різноманітних машин.

* Створюючи машини чи пристрої, конструктори за допомогою спеціальних динамометрів визначають найбільші значення сили, яку ті можуть проявляти.

* Усі природні явища -  результат дії різних сил.

Учитель. Запитання.    Чи зможете ви  практично  використати знання одержані на сьогоднішньому уроці?

VІІ. Домашнє завдання: Вивчити характеристики сил.  Підготуватись до практичної роботи.

Творче завдання: підготувати  навчальний проект з цікавими задачами про сили, намалювати малюнок “Сили в природі”. 

Фізика 8 клас

Тема:    Прості механізми.

Мета:  сформувати поняття про важіль та блок  як прості механізми ;  

             з’ясувати умову рівноваги важеля;

             розвивати логічне мислення, інтелект, пам’ять, зв’язне мовлення, вміння        

            порівнювати, аналізувати;                                                                                                                                      

            виховувати спостережливість розвивати логічне  мислення та пізнавальний інтерес          

             учнів.

Основні поняття: прості механізми, важіль, нерухомий блок, рухомий блок, плече сили, момент сили, рівновага важеля.
Обладнання: важіль, тягарці, штатив, лінійка, важіль із сантиметровими поділками й отвором посередині, динамометр, пластилін для зрівнова­жування важеля, нитка.
Тип уроку: засвоєння нових знань.

Дайте мені точку опори – і я зрушу Землю.

Архімед

Хід уроку
I. Організаційний момент

Послухайте вірш:

Похилою площиною                                                                              
 Донизу не котись,                                                                                                                       А розумом і силою                                                                                                                                                                  Здіймайся весь у вись.
Хоч ми душею лірики                                                                                                                                                                                І про казкове мріємо,    
 Та користь всім від фізики                                                                                                                Прекрасно розуміємо.
Механіку шануємо                                                                                                                                                                        І силу поважаємо,                                                                                                                                                                      Бо саме їм завдячуємо                                                                                       Тим, що в житті ми маємо.

II. Актуалізація опорних знань               Фізичний диктант.

1. Яка фізична величина є характеристикою взаємодії тіл?
2. Яка сила діє на тенісний м’яч, що змінює на­прям свого руху, вдаряючись об тенісну ракетку?
3. Одна особина сарани має масу 3 г. Якою є її вага?
4. На антилопу Канни діє сила тяжіння 217 Н. Яка маса цього ссавця?
5. Морські зірки, губки, голонтурії  (морські водяні тварини) мають на своєму тілі виступи, шорохуватості. Завдяки їм вони повільно опускаються у воду, а не швидко тонуть під дією сили тяжіння. Яке з відомих вам явищ сприяє цьому?
6. На нерухомій опорі стоїть людина масою 60 кг, тримаючи на плечах гирю масою 20 кг. Яким є модуль рівнодійної ваги людини? Зробіть креслення цих сил у зручному масштабі.

III. Мотивація навчальної діяльності
Інтерактивна вправа «Розсипані слова»:
«Одного разу Архімед, – читаємо ми в Плутарха, – написав сіракузькому царю Перону, якому він був родич і товариш, що довільною силою можна підняти будь-який вантаж. Захоплений силою до­ведення, він додав, що якщо б була інша Земля, він, перейшовши на неї, зрушив би з місця нашу».
Із слів складіть речення (вислів Архімеда), що є епіграфом нашого уроку: «точку і Землю дайте я опори мені зрушу».
Як ви розумієте цей вислів? Чи зміг би Архімед, маючи точку опори, підняти Землю?(Вислуховуємо думку учнів, але запитання залишаємо відкритим.)
IV. Вивчення нового матеріалу
І. Поняття простих механізмів.
З давніх-давен людина використовує певні зна­ряддя для виконання роботи: молоток — щоб …(продовжують учні) забити цвях; лопата — … ; коса —…; сокира —…; гострозубці — … тощо.
Пристрій, який використовують для вико­нання роботи, і який перетворює значення сили або її напрямок, називають простим механізмом.
1. Класифікація простих механізмів.
2. Важіль
Важіль – це тверде тіло, що може обертатися навколо нерухомої опори. Кожному відомо, що важкий предмет (камінь, шафу, верстат), який не можна перемістити безпосередньо руками, лег­ко зсунути з місця за допомогою довгої і міцної жердини – важеля. За допомогою важелів три тисячі років тому під час спорудження пірамід у Стародавньому Єгипті пересували й піднімали на велику висоту важкі кам’яні брили. 

Характеристики важеля.

Для встановлення правила важеля вводимо такі характеристики.
Плече важеля – частина важеля, до якого при­кладена сила відносно осі обертання. Важіль має два плеча.
Точка прикладання сили – це точка, в якій на важіль діє сила.
Вісь обертання – лінія, перпендикулярна до поздовжньої осі важеля. Важіль може вільно обер­татися навколо цієї осі.
Лінія дії сили – це лінія, яка показує напрям дії сили.
Плече сили – найменша відстань від осі обер­тання до напрямку дії сили. Плечі важеля не завжди дорівнюють плечам сил. (Рівність спостерігається за умови прикладання сил перпендикулярно до важеля.)
Плечі сил позначають l₁, і l₂, відповідно сили, прикладені до важеля, позначають F₁, і F₂, пере­міщення під дією сил відповідно s₁ i s₂, швидкості точок прикладання сил – υ₁ і υ₂

Правило рівноваги важеля.

Демонструючи піднімання вантажу за допо­могою важеля та вимірявши прикладені сили та плечі важеля, доводимо правильність наступних співвідношень:
Правила рівноваги важеля: важіль перебуває в рівновазі тоді, коли сили, які діють на нього, обернено пропорційні плечам цих сил.
Це правило встановив Архімед.
Важелі можна використовувати двояко. У важелях першого типу сили прикладені по різні боки від осі обертання (продемонструвати). У важелях другого типу – сили прикладені з одного боку від осі обертання (продемонструвати). Умова рівно­ваги важеля справджується для обох випадків.
3. Момент сили.
Розглянемо формулу . Використову­ючи основну властивість пропорції, можна за­писати:  F₁l₁ = F₂l₂
У лівій частині рівності стоїть добуток сили на її плече, у правій — також.
Добуток модуля сили, яка обертає тіло, на її плече називають моментом сили і позначають літерою М. Отже,  М=Fl.
Момент сили вимірюється в ньютон-метрах (Нм) . Правило рівноваги важеля можна сформу­лювати так: важіль перебуває в рівновазі під дією двох сил, якщо момент сили, яка обертає важіль за рухом стрілки годинника, дорівнює моменту сили, яка обертає його проти руху стрілки годинника. Правило називають правилом моментів.

Значення моменту сили.

Момент сили – одна з основних величин, які вивчають у фізиці. Ця величина характеризує дію сили, показує, що вона залежить і від модуля сили, і від її плеча. Справді, ми вже знаємо, наприклад, що дія сили на двері залежить і від модуля сили, і від точки прикладання сили: двері тим легше по­вернути, чим далі від осі обертання прикладено силу, яка на них діє; гайку легше викрутити довгим гайковим ключем, ніж коротким і т. д.
4. Блок.
Блок – це колесо з жолобом, закріплене в обоймі, яке обертається навколо своєї осі.
Через жолоб блока пропускають мотузку, трос або ланцюг.
Блоки бувають рухомі та нерухомі.
Нерухомий блок – блок, вісь якого закріпле­на і під час піднімання вантажів він не підні­мається й не опускається (продемонструвати модель).
Нерухомий блок можна розглядати як рівно­плечий важіль, плечі якого дорівнюють радіусу колеса. Тому нерухомий блок виграшу в силі не дає – він лише змінює напрям сили.(Накреслити на дошці малюнок, на якому вказати сили та плечі цих сил.)
Рухомий блок – блок, вісь якого опус­кається і піднімається разом з вантажем.(Продемонструвати модель. Накреслити малю­нок, на якому вказати прикладені сили та плечі.) Плече сили натягу троса вдвічі більше, ніж плече сили тяжіння вантажу. Тому рухомий блок дає ви­граш сили в два рази, хоча при цьому вільний край мотузки переміщується на вдвічі більшу відстань, ніж вантаж.
P = 2F, де F – сила прикладання, P – вага, яку підіймають.
h = 2l, де h – висота на яку підіймають вагу, l – довжина мотузки блоку
Досить часто використовують систему з рухо­мих та нерухомих блоків.
Така система блоків дає можливість змінювати напрям прикладної сили з одночасним виграшем у 2 рази.
5. Коловорот.
Одним із різновидів важеля є коловорот. Коловорот – це нерухомий блок, який оберта­ється разом із закріпленою в ньому віссю (демон­страція коловорота). Коловорот використовується в колодязях. Він дає виграш у силі у стільки разів, у скільки разів довжина ручки коловорота більша, ніж його радіус.

6. Похила площина.
У багатьох випадках замість того, щоб підні­мати вантаж на деяку висоту, його вкочують або пересовують на ту саму висоту за допомогою по­хилої площини. Похила площина — це площина, розміщена під кутом до горизонту.
Піднімаючи вантаж уздовж похилої площини, виграємо в силі у стільки разів, у скільки довжина схилу площини більша за її висоту.
7. Клин.
Клин – тверде тіло, поздовжнім перерізом якого є прямокутний трикутник.Найчастіше використовують клин у формі двох прямокутних клинів, складених своїми основами. Клин – основна частина колючих, ріжучих, стругальних інструментів: ножиць, ножа, сокири, рубанка, лемеша плуга тощо. «Колюча зброя» ба­гатьох тварин і рослин – кігті, роги, зуби і колюч­ки – за формою нагадують клин. На клин схожа і загострена форма голови швидкісних риб. Багато із цих клинів мають дуже гладенькі тверді поверхні, що забезпечує їхню гостроту.
8. Гвинт.
Гвинт – прямий циліндр, який має на поверх­ні гвинтову лінію (нарізку). Гвинтовою лінією називається лінія, описана на поверхні циліндра гіпотенузою прямокутного трикутника, накруче­ного на циліндр, при цьому основа трикутника має дорівнювати довжині кола циліндра. Гвинт використовується в домкраті, гвинтовому пресі, свердлику (продемонструвати).

Багато простих механізмів використовуються самостійно або як складові частини більш склад­них механізмів і машин.
Для всіх простих механізмів справедливе «золо­те правило механіки»: у скільки разів виграємо у силі, у стільки ж разів програємо у відстані.
V. Закріплення вивченого матеріалу.
Розв’язування задач усно. 
1. Чи підніме людина, яка стоїть на підлозі і має вагу 600 Н, за допомогою нерухомого блока ван­таж, маса якого 82 кг? (Не підніме.)
2. А за допомогою рухомого блока? (Так.)
3. На яку довжину потрібно протягнути вільний кінець мотузки рухомого блока, щоб вантаж, який висить на гачку блока, підняти на 120 см? (2,4 м.)
4. Довжина схилу похилої площини утричі більша за її висоту. Яку слід прикласти силу, щоб підняти вантаж вагою 1,2 кН? (400 Н.)

Розв’язування задач біля дошки:
1. Яка довжина важеля, до  кінців якого прикладені сили 5 Н і 10 Н, якщо він перебуває в рівновазі, а менше плече дорівнює 40 см? (1,2 м)

2. Який максимальний вантаж може підняти хлопчик вагою 420 Н, користуючись одним рухо­мим і одним нерухомим блоком, якщо вага блока 20 Н? (820 Н)
VI. Узагальнення знань
Повернемося до поставленого запитання: «Чи міг Архімед, маючи точку опори, підняти Землю?».
Відповідь. Звичайно, Архімед не зміг би здій­снити свій намір, якби йому і дали точку опори (яка б лежала поза Землею) та важіль потрібної довжини. Якщо б великий механік древності знав, яка величезна маса Землі, він, напевно, не висловив би свого гордого виклику. Піднімаючи Землю всього на 1 см, довге плече важеля опи­сало б дугу величезної довжини. Переміщення довгого кінця важеля цим шляхом, наприклад, зі швидкістю 1 м/с, тривало б мільйони років.
VII. Домашнє завдання
1.  § 38, 39 (підручник В. Сиротюк).
2. Розв’язати задачу: на менше плече важеля діє сила 300 Н, на більше – 20 Н. Довжина меншого плеча 5 см. Визначити довжину більшого плеча.
3. Підготуватись до лабораторної роботи № 8 «З’ясування умови рівноваги важеля».