конспект-уроку з фізики для 7 класу: Механічна робота.

Фізика 7 клас.

Тема : Механічна робота.

Мета :

• забезпечити знання учнями характерних ознак виконання роботи ; сформувати вміння визначати механічну роботу, вміння працювати з довідковими таблицями ; навчити спостерігати, виконувати досліди та пояснювати їх на основі здобутих знань;
• розвивати інтерес до вивчення фізики, індивідуальні творчі здібності школярів, просторове уявлення та логічне мислення, слухову й зорову пам’ять учнів;
• виховувати працелюбність та вимогливість до себе; показати важливість фізики у повсякденному житті; викликати допитливість та перевірити вміння використовувати знання на практиці.

Тип уроку : урок засвоєння нових знань.

Обладнання : важки, лінійки, динамометри, дерев’яні бруски, м’яч, комп’ютер,          портрети Джоуля та Віктора Понселе.

Хід уроку.

Радість бачити і розуміти

 є найбільш прекрасний

дарунок природи.

А.Ейнштейн.

І. Організаційний момент.

• Діти! Приготуйтеся до уроку фізики, відкрийте зошити, підручники з фізики. Повторимо правила ТБ на уроках фізики.

ІІ. Актуалізація необхідно життєвого досвіду дитини.

• Людина з перших кроків свого життя виконує роботу. Ще в давні часи люди навчились виконувати роботу за допомогою різних знарядь. Тепер використовують різні механізми, які замінюють роботу багатьох робітників.(Демонстрація за допомогою слайдів деяких механізмів).
• Яке призначення механізмів?

ІІІ. Повідомлення теми і мети уроку.

Тема уроку : «Механічна робота», на якому ви познайомитесь з характерними ознаками виконання роботи; навчитесь пояснювати досліди та визначатимете механічну роботу за допомогою вивчених формул. А допомагати мені будуть творчі групи : експериментатори, дослідники та науковці.

IV. Створення проблемної ситуації.

Пропоную двом учням, рівномірно рухаючи, підняти важок масою 100г на висоту 1м та важок масою 300г – на висоту свого зросту.

• Що потрібно для виконання роботи під час піднімання важка вгору?

V. Викладення нового матеріалу.

1. Що таке механічна робота?

Слово «робота» у повсякденному житті має багато значень. Ми використовуємо його :

• Для позначення професії (Оксана Дмитрівна працює лікарем);
• Для позначення характеру діяльності (робота рятувальника небезпечна);
• Для характеристики стану (холодильник працює);
• Для оцінки результату праці та характеристики складності праці (вантажник виконав нескладну роботу з переносу ваги) і т.д.

Поняття «робота» у фізиці має певний сенс. Механічна робота (або робота сили) відбувається в тому випадку, коли відбувається рух тіла під дією сили. Наприклад, піднімаємо що-небудь, пересуваємо, переносимо – відбувається механічна робота.

Французький учений Віктор Понселе на початку ХІХст писав : «Дії, виконувані різними двигунами, нескінченно різноманітні. Щоб мати можливість порівнювати їх між собою, треба ввести величину, що для всіх двигунів служила б загальною мірою». Такою мірою Понселе запропонував вважати добуток сили на переміщення точки її прикладання. Таку величину він назвав механічною роботою.

Якщо напрямок сили F збігається з напрямком переміщення S точки прикладання сили, робота А дорівнює добутку модуля сили на модуль переміщення : А=FS.

Слово надається дослідникам :

• Дослід №1. Учень пропонує своїм однокласникам за допомогою динамометра перемістити брусок горизонтальною поверхнею столу. Питання : Чи виконується робота? Чому?
• Робота – скалярна величина, але скалярні величини можуть бути позитивними, негативними або рівними нулю. Якщо напрямок руху тіла збігається з напрямком прикладеної сили, то ця сила виконує додатну роботу і її обчислюють за формулою А=FS. Якщо напрямок руху протилежний напрямку дії сили, то ця сила виконує від’ємну роботу і її обчислюють за формулою А= - FS.
• Дослід №2. Учень підкидає м’яч і ловить його. Пояснює дослід : коли м’яч летів вгору, то його робота додатна, коли ж він летить вниз, то робота від’ємна.
• Дослід №3. Учень котить м’яч і пояснює, що робота додатна.

2. Коли робота дорівнює нулю?

З формули для роботи сили А=FS випливає, що у випадку, коли хоча б один зі співмножників дорівнює нулю, робота дорівнює нулю незалежно від величини іншого співмножника.

Наприклад, тіла, що лежать на столі, чинять тиск на стіл, але роботи не виконують (S=0).

Під час руху планет по круговій орбіті навколо Сонця робота сили притягання дорівнює нулю.

За одиницю роботи беруть роботу, яку виконує сила 1Н на шляху 1м :

[Дж]=1Н 1м.

1 Джоуль названо на честь англійського вченого Джоуля, який досліджував механічний рух. (доповідь учня про Джоуля).

• Дослід №4.  Учні рівномірно переміщують горизонтальною поверхнею столу брусок на відстані 20см, 30см, 40см і знімають покази динамометра. За вивченою формулою розраховують значення роботи в цих трьох випадках.

• Чи змінюється робота із збільшенням сили?
• Чи змінюється робота із збільшенням переміщення?

3. Робота різних сил.

Слово вчителя. А зараз слово надається іншій групі – дослідникам.

• Робота сили тяжіння. Коли тіло рухається вниз, напрямок сили тяжіння збігається з напрямком переміщення. При цьому робота сили тяжіння додатна й дорівнює : А=mgh. Коли тіло рухається вгору, сила тяжіння спрямована протилежно переміщенню. Тому під час руху тіла вгору робота сили тяжіння від’ємна й дорівнює : А= - mgh. Наприклад, тіло, підкинуте вгору.
• Робота сили пружності. Коли стисла пружина розпрямляється, сила пружності, що діє з її боку, спрямована так само, як переміщення, тому робота сили пружності додатна. При цьому деформація пружини зменшується, тобто при зменшенні деформації сила пружності пружини виконує додатну роботу. Коли ми стискаємо недеформовану пружину, сила, що діє з боку пружини, спрямована протилежно деформації. Виходить, при збільшенні деформації сила пружності пружини виконує від’ємну роботу. Наприклад, пружина з важком «стрибає».
• Робота сил тертя. Сила тертя ковзання або кочення спрямована завжди протилежно швидкості, а, отже, і переміщенню тіла, тому робота сили тертя ковзання або кочення від’ємна. В результаті дії сили тяжіння або пружності швидкість тіла може збільшуватись або зменшуватись : у першому випадку робота додатна, у другому – від’ємна. А в результаті дії сили тертя ковзання або кочення швидкість тіла завжди зменшується : робота цих сил завжди від’ємна.

Слово вчителя. У розглянутих вище випадках на тіло діяла тільки одна сила. Якщо на тіло, що рухається, діє кілька сил, то кожна з них може виконувати роботу. При цьому можна підрахувати й роботу кожної з них окремо, й роботу рівнодійної цих сил.

VI. Закріплення вивченого матеріалу.

Слово вчителя. Як розв’язувати задачі на знаходження механічної роботи, ви вже маєте уявлення. А тепер повторимо, від чого залежить ця величина.

• Від чого залежить механічна робота?
• Що таке сила? Переміщення?
• В яких випадках робота дорівнює нулю?

Досить правил та задач. Зараз ви відпочинете, а я розповім вам казку. Але слухайте її уважно, тому що під час своєї розповіді я буду вам задавати питання.

Казка про царівну-жабу.

Десь, в якімсь царстві, жив собі цар, а в нього були три сини. Прийшов час їм женитися. Цар і каже :

• Беріть мідні стрілочки й пускайте в чужі землі. Хто до кого влучить у двір, там тому й молоду брати.

От вони повиходили в поле, понатягували луки та давай стріляти. Старший стрельнув в княжий двір, де взяв собі за дружину княжу доньку. Середній влучив у боярський двір, де взяв собі за дружину боярську доньку. Прийшла черга стріляти Івану-царевичу. Вийшов він у поле та випустив свою стрілу.

Питання : Яку роботу виконує стріла та царевич?

Ось стріла впала у болото. А там мешкала царівна-жаба. Побачила вона стрілу і вирішила її взяти собі.

Питання : Що потрібно враховувати, щоб знайти роботу в момент часу, коли жаба-царівна стрибала до стріли?

Вирішив царевич йти на пошуки своєї стріли. Сів на коня й поскакав.

Питання : Чи виконує роботу кінь царевича та сам царевич?

Приїхав на болото і побачив свою стрілу у жаби. Царевич просить :

• Поверни мені мою стрілу!
• Ні, не дам, - каже жаба, - цієї стріли нікому, тільки віддам тому, хто мене за дружину візьме.
• Як я буду жабу за дружину брати? – відказує Іван-царевич.
• Вирішуй сам, але стріли я тобі не віддам.

Пожурився царевич і почав думати, що йому робити. Коли він думав, то ходив вперед-назад по прямій лінії.

Питання : Розрахуйте роботу царевича, якщо маса його тіла 80кг, а переміщення його було таким : пройшовши 2м в одну сторону, він повернувся і пройшов ще 5м, повернувся і пройшов 4м, повернувся і пройшов 3м, повернувся і пройшов ще 6м .

Погодився Іван-царевич взяти її за дружину. Підняв її з болота та пішов додому.

VII. Домашнє завдання.

Для науковців : складіть кінець казки самі, придумайте питання до різних ситуацій, на які потрібно було б дати відповіді з точки зору фізики та фізичних понять, зокрема механічної роботи.

Для експериментаторів :

• 33 стр.130. Придумайте 6 запитань, які розпочинаються : Що? Де? Коли? Як? Чому? Навіщо?

Для дослідників : Відшукайте приказки та прислів’я про роботу, та поясніть їх.

Для всього класу :

• 33 стр.130 – вивчити правила, формули.

VIII. Підсумки уроку.

1. Якщо ви поповнили свої знання на уроці про механічну роботу, то підніміть праву руку.
2. Якщо ви після цього уроку запам’ятали, що механічна робота залежить від прикладеної сили та переміщення тіла, то підніміть другу руку.
3. Якщо ви переконались, що робота може мати від’ємне значення, сплесніть в долоні.
4. Якщо вам було приємно досліджувати, сплесніть ще раз.
5. Якщо ви зрозуміли, що радість бачити і розуміти є найбільший дарунок природи, як сказав А.Ейнштейн, погладьте себе по голівці.
6. Якщо вам сподобалась моя казка, скажіть : «Так!»
7. Якщо вам було приємно працювати, посміхніться один одному і скажіть : «Дякую за співпрацю!»

А я кажу вам «Дякую». Урок закінчено.