Конспект урока с презентацией "Решение задач по теме "Статика"; 10 класс

Конспект урока с презентацией 10 класс.

Автор Никулина Оксана Ивановна.

Место работы МОУ «Галёнковская средняя общеобразовательная школа Октябрьского района»

Должность: учитель физики

Источники материалов:

1. Физика. Справочные материалы / О.Ф. Кабардин. – М. : Просвещение, 1991.

2. www.wallpaperworld.com

3. http://igrudom.ru/

4. http://www.teoretmeh.ru/statika2.htm

5. http://www.physics.ru/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph14/theory.htmlhttp://class-fizika.narod.ru/van19.htm

6. Учебник Физика 10 класс Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., М.:Просвещение, 2009.

Решение задач по теме: «Статика». (Слайд 1)

Эпиграф к уроку: «Ум заключается не только в знании, но и в умении применять знания на деле».

Аристотель. (Слайд 2)

Цели урока:

1. Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме: «Статика»;

2. Вспомнить условия равновесия тел;

3. Углубить знания учащихся по данной теме;

4. Показать значимость данной темы в повседневной жизни.

Задачи:

1. Образовательная:

• 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.

2. Развивающая:

• 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.

3. Воспитывающая:

• 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.

Оборудование: компьютер с проектором, неваляшка, таблица, раздаточный материал, набор брусков, динамометр, измерительная лента, деревянные линейки, презентация.

Ход урока.

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. (Слайд 3)

1. Фронтальный опрос. (Слайд 4).

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. (Слайд 6).

У каждого предмета есть центр тяжести. Изучение этого свойства тел необходимо для понимания понятия равновесия тел, при решении конструкторских задач, расчёте устойчивости сооружений. В своём труде «О равновесии плоских тел» Архимед употреблял понятие центра тяжести. Прошло 17 веков, и Леонардо да Винчи сумел найти центр тяжести тетраэдра.

«Люди, как известно, твари прямоходящие, а посему их центр масс при стоянии занимает наивысшее положение». Центр тяжести человека расположен в нижней части живота, т.к. вес ног составляет около половины веса тела. Устойчивость тела зависит от положения центра тяжести и от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и больше площадь опоры, тем тело устойчивее. (Слайд 7). Посмотрите на примеры и мысленно проведите вертикаль через центр тяжести человека к плоскости, на которую он опирается. Лежит ли проекция центра тяжести в пощади опоры человека? Стоя или при ходьбе проекция центра тяжести лежит в площади , ограниченной опорой и равновесие сохраняется без труда. (Слайд 8). Увеличение площади опоры за счёт дополнительной опоры (одной или двух палок) помогает сохранить устойчивость и равновесие. При падении центр тяжести находится в стороне от точек опоры. В результате человек теряет равновесие и падает.

Большинство тел покоятся на опорах.

Задание:(Слайд 9).

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.

Сделайте соответствующие выводы.

Учащиеся делают вывод (Слайд 10).

Возьмём призму на шарнирах с отвесом в центре тяжести её.

Пока стоит. Ещё держится! Ой, падает!

Равновесие остается устойчивым , пока линия отвеса проходит через площадь опоры.

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. (Слайд 11). Сообщение учащихся (на 3 мин) о неваляшках.

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.

Один ученик с каждого ряда даёт анализ решения экспериментального задания.

Решение экспериментальных задач. (Слайд 12).

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. (рис)

Решение: т.к бруски однородны, то точка приложения силы тяжести каждого из брусков будет лежать посредине 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.

Совместное решение экспериментальных задач.

1. О пределите 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 (Слайды 13,14).

0,3 0,2 0,1 0 0,1 0,2 0,3

?

F₂ F₃ F₄

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=F₆ L₆

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).

N₁ -? N₂ -?

Рис слайд 16.

α=45⁰

L 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.

m= 0,1 кг 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? (Слайд 17,18).

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. (Слайд 19,20)

Итог урока. Рефлексия учащихся.

Д/з (Слайд 21)