Усі уроки фізики 10 клас І семестр - Рівень стандарт - 2018 рік

Розділ І. Механічний рух

3. ЕЛЕМЕНТИ СТАТИКИ ТА ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ

УРОК № 38 / I.3-1. РІВНОВАГА ТІЛ. МОМЕНТ СИЛИ, ЦЕНТР ТЯЖІННЯ ТІЛА. СТІЙКІСТЬ РІВНОВАГИ

Мета: 1) ознайомити учнів з питаннями статики, ввести види рівноваги тіл, які мають вісь обертання (або не мають), розглянути умови рівноваги тіл; ввести поняття плеча сили, моменту сили, сприяти засвоєнню алгоритму розв'язування задач на застосування правила моментів;

2) продовжити формування математичної компетентності учнів: умінь перетворювати формули, аналізувати математичні закономірності та розраховувати значення моментів різних видів сил;

3) продовжити формування пізнавального інтересу учнів, продовжити розвиток навичок монологічного та діалогічного мовлення з використанням фізичних термінів, сприяти розвитку вмінь спілкування, взаємодопомоги, формування навичок колективної роботи, продовжити роботу з розвитку уваги учнів, самостійності та цілеспрямованості.

Очікувані результати: учні дають характеристики сили як векторної величини; розрізняють види сил та показують їх напрямок на рисунках, визначають плече сили, застосовують правило моментів для розв'язування задач.

Тип уроку: урок вивчення та засвоєння нових знань.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ 0,5 хв

II. АНАЛІЗ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ 2 хв

Діяльність учителя

Компетентності

Діяльність учнів

Учитель коментує результати контрольної роботи та аналізує помилки, допущені учнями при її виконанні

Формування самоосвітньої та предметної компетентностей: гнучкості та оперативності мислення, виявлення прогалин у власних знаннях теоретичного матеріалу

Учні з'ясовують помилки, допущені при виконанні контрольної роботи

III. МОТИВАЦІЯ НА ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (ЦОР) 5 хв

Діяльність учителя

Компетентності

Діяльність учнів

Учитель пропонує учням декілька дослідів зі статики, організовує обговорення причин, що зумовлюють явища збереження рівноваги

Формування компетентності у природничих науках: наукове розуміння природи, розвиток умінь спостерігати, аналізувати і висувати гіпотези для пояснення побаченого; розширення знань про історію фізики та її відкриттів, формування інформаційної компетентності — вміння обробляти інформацію, подану в дослідах, у цифровому форматі, відеоряді тощо, та перетворювати її в текстову

Учні дають відповіді на запитання, згадують основні поняття, необхідні для засвоєння нового матеріалу

Дослід 1

Учитель демонструє декілька дослідів на рівновагу тіл.

Наприклад, дві виделки, які перебувають у стані рівноваги на вертикально розташованій паличці на підставці (можна вставити у будь-який фрукт).

Подібний дослід (див. рисунок) справить на учнів неабияке враження. Для його проведення необхідні 2 виделки, шматочок пластиліну, зубочистка та склянка. Кулька із пластиліну діаметром приблизно 4 см, виделки розташовані в пластиліні приблизно під кутом 45°.

Дослід 2

Спробуйте з’ясувати причину підняття подвійного конусу по похилій площині.

Відповіді на поставлені запитання зможете знайти після вивчення матеріалу уроку.

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ 25 хв

Діяльність учителя

Компетентності

Діяльність учнів

Учитель проводить експеримент, у якому демонструються рівновага тіл на горизонтальній площині, похилій площині (для тіл, які не мають осі обертання), на опуклій та випуклій поверхнях, види рівноваги тіл, що мають вісь обертання

Формування предметної та світоглядної компетентностей: вміння аналізувати побачений дослід, робити висновки, на підставі чого формувати нові знання

Учні аналізують результати дослідів, роблять висновки та записують їх у зошитах

1. Рівновага тіл

· Статика — це розділ механіки, у якому вивчають умови рівноваги тіл, тобто умови, при яких тіло перебуває в стані рівноваги. Невиконання умов рівноваги тіла призводить до зміни стану спокою тіла або зумовлює його рух.

· Рівновага — це такий стан тіла (системи тіл), коли під дією прикладених сил тіло не отримує прискорення.

1). Рівновага тіл за відсутності обертання

Для того щоб тіло, яке може рухатись поступально (без обертання), перебувало в рівновазі, необхідно, щоб геометрична сума сил, прикладених до тіла, дорівнювала нулю

2). Рівновага тіл із закріпленою віссю обертання

· Величину, що дорівнює добутку модуля сили (F) на її плече (d), називають моментом сили(M).

[M]= Н ∙ м

Т. O — вісь обертання; d — плече сили F.

· Перпендикуляр, опущений з осі обертання на пряму, вздовж якої діє сила, називають плечем сили.

Моменти сил, що обертають тіло проти годинникової стрілки, вважають позитивними, а за годинниковою стрілкою — негативними.

Умови рівноваги F1d1 = F2d2 або -F1d1 + F2d2 = 0.

Правило моментів M1 = M2 або -M1 + M2 = 0.

Тіло, що має нерухому вісь обертання, перебуває в стані рівноваги, якщо алгебраїчна сума моментів усіх сил, що діють на тіло відносно осі, дорівнює нулю.

2. Різновиди рівноваги тіл

Виокремлюють:

□ стійку рівновагу;

□ нестійку рівновагу;

□ байдужу рівновагу.

· Стійка рівновага — це рівновага, за якої тіло, виведене зі стану рівноваги й покинуте на самого себе, повертається у висхідне положення.

Це відбувається, якщо за невеликого зміщення тіла у будь-якому напрямку від початкового положення рівнодійна сил, що діють на тіло, відрізняється від нуля і напрямлена до положення рівноваги. Наприклад, кулька, що лежить на дні сферичної заглибини (рис. а).

· Нестійка рівновага — це рівновага, за якої тіло, виведене зі стану рівноваги й покинуте на самого себе, буде відхилятися ще більше від положення рівноваги.

У цьому випадку за невеликого зміщення тіла зі стану рівноваги рівнодійна сил, прикладених до тіла, відрізняється від нуля і напрямлена від положення рівноваги. Прикладом може слугувати кулька, що перебуває у верхній точці опуклої сферичної поверхні (рис. б).

· Байдужа рівновага — це рівновага, за якої тіло, виведене зі стану рівноваги й покинуте на самого себе, не змінює свого положення (стану).

У цьому випадку за невеликого зміщення тіла з початкового положення рівнодійна сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю. Наприклад, кулька на плоскій поверхні.

1). Види рівноваги тіла, що має точку підпори

2). Види рівноваги тіла із закріпленою віссю обертання

3). Види рівноваги тіл, що мають площу підпори

Якщо вертикаль, проведена через центр тяжіння тіла, перетинає площу його підпори, — стійке положення тіла (а, б), якщо не перетинає — нестійке положення тіла (г), а у випадку (в) — тіло перебуває в стані рівноваги.

V. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ УЧНІВ 10 хв

Діяльність учителя

Компетентності

Діяльність учнів

Учитель пропонує запитання, умови 1-2 задач, виправляє неправильні відповіді

Формування швидкості та оперативності мислення, розвиток пам'яті та уваги, розвиток математичної компетентності — формування вмінь перетворювати формули, знаходити числові значення математичних виразів

Учні дають відповіді на запитання, з'ясовують незрозумілі питання, розв'язують задачі на застосування умов рівноваги тіла

Задача 1

Драбину 4 м підставили до ідеальної гладенької стіни під кутом 60° до горизонту. Коефіцієнт тертя між драбиною і підлогою 0,33. На яку відстань вздовж драбини може піднятися людина перед тим, як драбина почне ковзати? Масою драбини знехтувати.

Розв'язання

Накреслимо рисунок і позначимо всі сили, що діють на драбину.

На драбину діють: сила тиску людини на драбину сила тертя сили нормальної реакції стіни та підлоги

Ковзання драбини можна розглядати як комбінацію двох рухів: 1) поступального руху в напрямку, протилежному напрямленню осі х; 2) обертального руху навколо точки дотику драбини з підлогою O.

Перша умова рівноваги драбини має вигляд:

Визначимо моменти сил відносно нижнього краю драбини.

Друга умова рівноваги драбини:

Звідки відстань вздовж драбини, на яку може піднятися людина:

Підставивши останнє співвідношення у формулу відстані вздовж драбини, на яку піднялася людина, маємо:

Обчислимо:

Відповідь: людина може піднятися вздовж драбини на 0,8 м.

Задача 2

Дві кулі масами 3 та 5 кг скріплено стрижнем, маса якого 2 кг. Визначте положення загального центра мас системи, якщо радіус першої кулі 5 см, радіус другої 7 см, а довжина стрижня 30 см.

Відповідь: центр тяжіння системи розташовано на відстані 5 см від середини стрижня в бік більшої кулі.

VI. РЕФЛЕКСІЯ

VII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити відповідний параграф підручника, конспект уроку, формули, відповісти на запитання після параграфа, виконати завдання за задачником.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.