Рычажные весы физика 7 класс как можно сделать

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 10.09.2024

Участник: Вавилина Екатерина Анатольевна
Руководитель: Завершинская Ирина Андреевна

В 7 классе мы начали изучать физику по УМК Перышкина А.В.

Я спешила познакомиться с этой наукой, потому, что моя мама закончила физический факультет Куйбышевского государственного университета. Она всегда говорит, что физика – это очень интересно и очень увлекательно!

Сейчас я учусь в 9 классе, скоро экзамены. На ОГЭ, кроме математики и русского языка, я выбрала физику. Физика, действительно, очень интересная, увлекательная наука, но и сложная.

В учебнике физики Перышкина А.В. за 7 класс в §19 мы найдем определение массы. Масса тела – это физическая величина, которая характеризует его инертность.

А в § 26 найдем определение веса. Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Масса измеряется в килограммах, а вес в ньютонах.

Масса – это вещь постоянная. Массу можно изменить, если от тела, например, отломать кусочек. С весом все гораздо сложнее…

В 7 классе, до изучения второго закона Ньютона, в учебнике говорилось, что если тело и опора покоятся или движутся равномерно и прямолинейно, то вес тела равен силе тяжести и определяется по той же формуле:

А в § 2 для дополнительного чтения, мы впервые узнали, что такое невесомость. В состоянии невесомости вес тела равен нулю, а сила тяжести, как и масса тела, нулю не равны.

Удивительно, но в момент прыжка, когда на нас действует только сила тяжести, а сопротивлением воздуха можно пренебречь, то наш вес равен нулю. Можно считать, что мы находимся в невесомости.

А вот в 9 классе в § 11 был введен второй закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

И поэтому, вес тела – это результат совместного решения двух уравнений, составленных в соответствии со вторым и третьим законами Ньютона.

Если тело лежит на неподвижной опоре относительно Земли, то на тело действуют сила тяжести направленная вертикально вниз, и сила нормального давления или сила реакции опоры. Силы, действующие на тело, уравновешивают друг друга. В соответствии с третьим законом Ньютона тело действует на опору с некоторой силой – весом, равной по модулю силе реакции опоры и направленной в противоположную сторону. Т.е. вес численно равен силе тяжести, это как раз то, о чем мы говорили в 7 классе.

Если же наше тело, будет находиться в лифте, который движется с ускорением, то вес тела может быть больше или меньше силы тяжести. Результат зависит от направления ускорения.

Но очень важно понимать, что это вовсе не одно и то же!

Однако, массы некоторых тел очень большие. А человеку часто приходится поднимать, двигать тяжелые предметы. С давних пор человек применяет различные вспомогательные приспособления для облегчения своего труда.

В § 55-56 учебника физики для 7 класса мы познакомились с простыми механизмами и в частности – рычагом.

В нашем современном мире рычаги находят широкое применение как в природе, так и в повседневной жизни, созданной человеком. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги.

С помощью рычагов три тысячи лет назад при строительстве пирамид в Древнем Египте передвигали и поднимали на большую высоту тяжелые каменные плиты.

Рычаги позволяю получить выигрыш в силе!

Рычаги встречаются в разных частях тела человека и животных. Это, например, конечности, челюсти. Много рычагов можно увидеть в теле насекомых и птиц.

Рычаги так же распространены и в быту. Это и водопроводный кран, и дверь, и различные кухонные приборы

Правило рычага лежит в основе действия рычажных весов, различного рода инструментов и устройств, применяемых там, где требуется выигрыш в силе или в расстоянии.

Рычаг – это твёрдое тело, которое может вращаться вокруг точки опоры. Рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил равна нулю. Момент силы – это величина, равная произведению силы на плечо этой силы. M = Fl. Плечо – это кратчайшее расстояние от точки опоры, до линии, вдоль которой действует сила (перпендикуляр).

Различают рычаги 1 рода, в которых точка опоры располагается между точками приложения сил, и рычаги 2 рода, в которых точки приложения сил располагаются по одну сторону от опоры.

Примеры: рычаги первого рода — детские качели (перекладина), ножницы; рычаги второго рода — тачка (точка опоры — колесо), приподнимание предмета ломом движением вверх; рычаги третьего рода — задняя дверь багажника или капот легковых автомобилей на гидравлических телескопических упорах, подъём кузова самосвала (с гидроцилиндром в центре), движение мышцами рук и ног человека и животных.

Рычаги очень часто встречаются в живой природе.

В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами.

у человека – кости рук и ног, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев,
у кошек рычагами являются подвижные когти;
у многих рыб – шипы спинного плавника;
у членистоногих – большинство сегментов их наружного скелета.

Рычажные механизмы скелета в основном рассчитаны на выигрыш в скорости при потере в силе. Особенно большие выигрыши в скорости получаются у насекомых.

Для осуществления полета крылья должны иметь особое расположение и возможность свободно двигаться. Крыло насекомых можно сравнить с двуплечим рычагом. Короткое плечо представлено его внутренней частью (основанием), которая скрыта под мембраной, а длинное располагается снаружи: собственно, эту видимую часть и принято считать крылом. На внутренней поверхности экзоскелета, сразу под местом сочленения крыла с телом, находится плотный выступ, который называют плейральным столбиком; данная структура играет роль точки опоры при взмахе крыльев.

Также рычажный механизм есть у цветка шалфея. От оси у тычинок шалфейного цветка отходят два плеча: длинное и короткое. На конце длинного, изогнутого, как у коромысла, плеча висит пыльцевой мешочек. А короткое плечо сплющено, оно-то и закрывает вход в глубину цветка. Потянется шмель своим хоботком к нектару и обязательно толкнет короткое плечо. А оно тотчас приведет в движение длинное плечо - коромысло. То в свою очередь ударяет по спине шмеля своими пыльниками - вот и сработал рычаг.

В скелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами, например, у человека – кости конечностей, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев.

Пантографы широко используются в технике.

Так одним из основных видов городского транспорта является трамвай. Большинство трамваев используют электротягу с подачей электроэнергии через воздушную контактную сеть с помощью токоприёмников, чаще всего токоприёмник изготовлен в виде пантографов.

Очень часто пантографы используют в мебели. В этом случае пантограф по представляет собой штангу с подъемным механизмом. Обеспечивая легкий доступ к верхнему ярусу, пантограф способствует более эффективному использованию внутреннего пространства шкафа и лучшей организации хранения вещей.

Практическая часть

Прежде чем изготовить пантограф, я изготовила качели – рычаги.

Качели с перемещаемым сиденьем

Всем известны обычные детские качели рычажного типа, когда 2 ребёнка садятся по разным концам качелей и качаются, поочерёдно отталкиваясь от земли ногами. Но дети бывают разного веса. И обычно лёгкий ребёнок сидит наверху, а тяжёлый перевешивает его. Последний должен больше работать ногами, чтобы качели хоть как-то качались. Чтобы уравнять работу обоих, можно сделать перемещаемое сиденье на конструкции качелей. Тогда в зависимости от веса ребёнка подбирается длина рычага и у обоих детей уравниваются возможности и количество отталкиваний от земли в единицу времени.

2 модель:
тяжёлый груз перевешивает ребёнка

3 модель: При перемещении сидения равновесие снова устанавливается

Изготовление пантографа

Работая над этим материалом, я не только повторила основные законы, определения. Я узнала много нового о рычагах. Изготовила пантограф и научилась его использовать. Изготовила небольшой анимационный материал.

Планируемые результаты:
предметные:
• усвоение понятия масса тела;
• развитие навыков самостоятельной работы с лабораторным оборудованием,
• овладение опытом исследовательской деятельности в процессе прямых измерений массы;
• использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, анализ).
метапредметные:
регулятивные УУД:
• использование приобретённых знаний в различных новых ситуациях,
• формирование способов действий: умение переводить проблему в задачу, формулировать цели действия, выбирать адекватные способы действия, давать оценку полученному результату,
• умение ориентироваться в потоке технической, справочной и научной информации.
коммуникативные УУД:
• умение работать в парах и брать ответственность за принимаемые решения, согласованно выполнять совместную деятельность, уметь договариваться, уметь высказывать свою точку зрения, правильно выражать мысли, уважать в общении и сотрудничестве партнера и самого себя.
познавательные УУД:

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: фронтальная работа, беседа, работа в парах, индивидуальная работа, лабораторный эксперимент.
Средства обучения: мультимедийный проектор, компьютер, слайд презентации.
Оборудование к уроку: рычажные весы с разновесами; цилиндры одинакового объема, изготовленные из разных металлов; и др. тела.

Ход урока
1) Организационный этап.
Приветствие учащихся. Проверка готовности к уроку, эмоциональный настрой.
2) Целеполагание.
Учитель предлагает ознакомиться с предложенным оборудованием. Ученики рассматривают оборудование.
Учитель предлагает ответить на вопросы:
- перечислите, что находится у вас на столах;
- что можно сделать, имея такое оборудование?
- сформулируйте тему урока, цели и задачи.
Отвечая на вопросы, учащиеся формулируют тему урока, цели и задачи. Учитель помогает наводящими вопросами.
Учитель предлагает сформулировать тему и цель лабораторной работы.
Предлагает сравнить сформулированные тему и цель лабораторной работы с тем, что написано в учебнике.
Учащиеся сравнивают с записями учебника.
Предлагает записать тему и цель работы, которые больше понравились ученику.
Записывают тему и цель лабораторной работы в тетрадях.
3) Изучение нового материала.
Учитель предлагает учащимся вспомнить правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ.
Учащиеся перечисляют правила техники безопасности, дополняя друг друга.
Учитель предлагает ответить на вопросы:
- вы когда-нибудь измеряли массу тела с помощью рычажных весов?
- какие правила нужно соблюдать при работе с весами?
Учитель предлагает, работая в парах, сформулировать правила при работе с весами. Ученики работают в парах.
Затем учитель предлагает одному из учеников озвучить свои правила. Другие - дополняют ответ.
Учитель предлагает посмотреть правила в учебнике и сравнить с тем, что было сказано.
Ученики начинают выполнять лабораторную работу по инструкции учебника и оформлять отчет в тетради. Учитель контролирует соблюдение техники безопасности и помогает по мере необходимости.
Через 15 минут учитель предлагает выписать результаты измерения одного из тел на доске. Несколько учеников озвучивают свои результаты.
Учитель задает вопрос:
- почему у вас получились разные массы у цилиндров, сделанных из одинакового вещества?
Ученики выдвигают предположения.
Учитель напоминает о погрешностях прямого измерения.
- Чему равна абсолютная погрешность измерения массы?
Предлагает записать массу с учетом погрешности (записывает на доске).
Учащиеся дополняют запись, сделанную при выполнении лабораторной работы. Проверяют.
4) Закрепление.
Учитель предлагает выполнить задание: выбрать ту запись, где правильно записана масса с учетом погрешности (слайд презентации)
1) m = (3, 4 ± 0, 02) г
2) m = (13 ± 0, 05) г
3) m = (3, 2 3 ± 0, 02) г
4) m = (8, 41 ± 0, 005) г
Предлагает проверить.
5) Рефлексия.
Учитель предлагает ученикам оценить свою лабораторную работу. Ученики ставят оценку себе в тетрадь. Тетради сдают учителю на проверку.
6) Домашнее задание: найти другие способы определения массы тела.

В прошлом уроке мы уже познакомились с методом, позволяющим определить массу тела. Но для этого нам необходима идеальная ситуация, когда два тела взаимодействуют между собой, мы знаем их скорости (или отношение этих скоростей) и массу одного из этих тел. Тогда мы можем использовать соотношение. С помощью этого способа в науке рассчитывают массы небесных тел, молекул, атомов.

Но в повседневной жизни мы используем другой способ — весы.

Виды весов

Существует огромное количество видов, вот наиболее распространенные из них.

По принципу действия:

рычажные весы (рисунок 1). Являются самыми распространенными. Именно рычажные весы вы будете использовать при выполнении лабораторных работ;

пружинные весы (рисунок 2). Под действием силы тяжести, которая действует на груз, прикрепленный к пружине, пружина растягивается.Рядом прикреплена шкала, по которой можно определить массу.

электронные (рисунок 3).

Также весы бывают разные по точности взвешивания: для грубого взвешивания, технические, аналитические, специальные и др.

Весы используют практически во всех сферах жизни: от медицины до промышленности. Существуют специальные автомобильные весы для взвешивания грузовых автомобилей (рисунок 4). Их грузоподъемность может составлять до 50 тонн.

Рисунок 4. Бесфундаментные автомобильные весы.

В противовес таким гигантам на современном рынке представлены различные модели и совсем крохотных весов, которые умещаются в ладони (рисунок 5). Такие весы используются для взвешивания ювелирных украшений, медицинских препаратов.

Рисунок 5. Портативные электронные весы.

Измерение массы на весах

Рассмотрим повнимательнее рычажные весы, которые мы будем использовать (рисунок 4).

Рисунок 4. Учебные весы.

Главная часть таких весов — это коромысло (1). К середине коромысла прикреплена стрелка — указатель (2). В некоторых моделях весов она может быть направлена наверх. Стрелка может отклоняться вправо или влево. К концам коромысла подвешены две чашки (3).

Весы будут находиться в равновесии, если на чашках весов будут лежать тела равной массы.

В наборе к учебным весам мы имеем специальный комплект гирь (4): от достаточно крупных до совсем маленьких. Для удобства их использования имеется пинцет (5).

Чтобы определить массу тела, необходимо поместить его на одну чашку весов. На другую чашку ставим гири разной массы до тех пор, пока весы не придут в равновесие.

Цель работы: определить массу тел с помощью рычажных весов.
Приборы и материалы: весы с разно весами, несколько небольших тел разной массой
Опыт Название тела Масса тела
1. Монета 205 гр
2. Ластик 13 гр
3. Колпачок ручки. 3 гр

мы научились находить массу тела)
у нас тоже это было
я написала именно так) у меня 5

Ластик и колпачок своих денег не стоят. А что за монета у тебя такая была на 205 грамм?

Если это для лабораторной, то грамотным считается писать так: Я опытным путём научился (лась) использовать рычажные весы с разновесами для измерения массы тела. И пришёл (шла) к выводу, что для наиболее точных измерений требуется сделать несколько взвешиваний для каждого тела. В опыте использовались монета, ластик и колпачок.

Georgian Georgian Знаток (376) Не за что, пиши в личку, если что.)

Читайте также: