Цель: выяснить условия, при которых тело находится в равновесии. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
Ход урока
I . Организационный момент
II . Проверка домашнего задания
1. Какова единица измерения момента силы в системе СИ?
2. Какую роль играет момент силы во вращательном движении?
3. Как определяется знак момента силы?
4. Чему равен момент силы, проходящий через ось вращения?
III . Изучение нового материала
Мы уже знаем, что всякое тело под влиянием сил, действующих со стороны Других тел, испытывает ускорение. Однако в некоторых случаях тело, находящееся под действием нескольких сил, все же может оставаться в покое.
Эксперимент 1
Через неподвижный блок перекинута веревка, за один конец привязана гиря, за другой – динамометр.
Тело находится в покое, но на него действуют одновременно две силы, равные по величине и направленные по одной прямой в противоположные стороны, тело остается в состоянии покоя.
Изучение условий равновесия тел (или иначе условий равновесия сил) составляет задачу статики.
Статика позволяет определить условия равновесия разнообразных сооружений, которые создает человек: зданий, мостов, арок.
Эксперимент 2
Через неподвижный блок перекинута веревка, за один конец привязана гиря, за другой – динамометр. Приложим усилия чуть больше, чем вес тела. Что произойдет? Груз начнет двигаться.
Вывод. Следовательно, статика дает указания не только об условии равновесия тел, но и о том, в каком направлении возникнет движение, если равновесие тел нарушится.
Уже в древности возникали вопросы, связанные с применением различных механизмов (рычага, блока) для поднятия грузов. Поэтому строителей и в те времена интересовали не только условия равновесия груза, но и условия, при которых груз двигался в определенном направлении. И статика имела практическое применение для инженеров древности. Статика является частным случаем динамики. Выясним с помощью законов Ньютона при каких условиях любое тело будет находиться в равновесии.
1. Если тело находится в покое, то ускорение каждого элемента тела равно нулю.
2. Для равновесия тела необходимо и достаточно, чтобы геометрическая сумма всех сил, действующих на любой элемент этого тела, была равна нулю.
3. Для абсолютно твердого тела это условие называют первым условием его равновесия.
IV . Решение экспериментальной задачи
Определите показание динамометров, если груз имеет массу 1 кг.
Оборудование: штатив, два демонстрационных динамометра, деревянный или алюминиевый подкос ВС, линейка.
Получили модель кронштейна. Ставятся вопросы для обсуждения. Почему стрелка динамометров при подвешивании груза отклоняется в разные стороны? Зависят ли показания динамометров от угла АСВ? Изменятся ли показания приборов, если длину подкоса уменьшить, деревянный стержень заменить металлическим? Где используются кронштейны?
Задачу можно сначала решить, а потом измерять силы. Можно и наоборот.
V . Решение задач
Лодку равномерно тянут к берегу двумя канатами, расположенными в горизонтальной плоскости. Угол между канатами 90°. К канатам приложены силы по 120 Н каждая. Какова сила сопротивления воды?
Домашняя работа
§ 70-71. Упражнение 40
