Механічна робота. .Потужність. Енергія.

Міністерство освіти і науки України

ДНЗ «Вінницький центр професійно – технічної освіти технологій та дизайну»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відкритий урок з фізики

«Механічна робота. Потужність. Кінетична та потенціальна енергія. Розв’язування задач»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                  Викладач

Кравчук О. М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вінииця 2019

Тема уроку: Механічна робота. Потужність. Кінетична та потенціальна енергія. Розв’язування задач.

Дидактична мета уроку: Розкрити та повторити сутність поняття енергії як фізичної величини, яка описує стан тіла і зміна якої визначає роботу; повторити види енергії; дати уявлення про сутність закону збереження енергії в механічних процесах.

Розвивальна мета уроку: Розвивати математичну компетентність та компетентність у науках та технологіях, вміння аналізувати навчальний матеріал, умови задач, пробуджувати в учнів пізнавальний інтерес, стимулювати розвиток ініціативи, кмітливості.

Виховна мета уроку: Виховувати цілеспрямованість в досягненні поставленої мети та відповідальне відношення до праці.

Методична мета: Використання комп’ютерних технологій при викладані матеріалу.

Ключові та предметні компетентності: математична компетентність, компетентність у технологіях та комп’ютерна, мовна компетентність.

Тип  уроку:   Урок узагальнення й систематизації вивченого матеріалу.

Форма організації навчальної роботи: групова

Методи і прийоми навчання: пояснювально – ілюстративний, аналіз інформації, фронтальне опитування, самостійна робота.

Оцінювання: традиційне, за 12-бальною системою.

Час проведення: 45 хвилин

Матеріально – технічне і дидактичне забезпечення:  проектор, ноутбук, диск, картки-завдання, презентації, підручнки.

Міжпредметні зв’язки: математика, географія, біологія, перукарська справа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хід уроку

                                                                            ЕПІГРАФ

Недостатньо тільки отримувати знання, їх треба застосовувати

Йоганн Вольфганг фон Гете

 

І. Організаційний момент

Створення психологічної атмосфери уроку; підготовка необхідного обладнання; залучення учнів до ділового ритму уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів. Мотивація навчальної діяльності

На минулих уроках ми з вами ознайомимося з такими поняттями, які мають досить велике практичне значення. Але спочатку давайте згадаємо, що ми живемо в цивілізованому світі, та користуємося його досягненнями. А якими саме? Це світло, тепло, вода. Уявіть собі, що раптом вимкнули електрику. Зникне освітлення, не працюватимуть телевізори, магнітофони, комп’ютери, холодильники, зупиниться електротранспорт. Чимало незручностей спричинить раптове відключення опалення. Що ви відчуєте?

А якщо в усьому місті раптово не стане води? Що тепер ви відчуєте?Звичайно не можна приготувати їжу, помити руки.

Це все є різні прояви одного і того самого поняття – енергії. Давайте пригадаємо що ж таке енергія та які є види енергії, в чому вимірюється енергія.

 

14

15

з

16

17

с

м

18

1

п

р

я

м

о

2

ш

в

и

д

к

і

с

т

ь

о

л

л

н

я

б

3

т

е

р

т

я

а

ю

ж

19

4

д

ж

о

у

л

ь

х

20

є

і

к

т

21

5

п

о

т

е

н

ц

і

а

л

ь

н

а

м

о

ь

н

н

6

з

м

е

н

ш

у

є

т

ь

с

я

я

7

е

н

е

р

г

і

ю

х

22

у

я

т

8

м

а

с

а

ж

9

в

и

с

о

т

а

н

у

н

ч

і

м

10

м

і

р

о

ю

н

11

ч

а

с

с

12

д

о

д

а

т

н

я

н

т

13

в

а

т

ь

 

 

По горизонталі:

1. Механічна робота … пропорційна силі та шляху. (прямо)
2. Фізична величина, від якої залежить кінетична енергія. (швидкість)
3. Яка сила виконує роботу під час зупинки автомобіля після вимкнення двигуна? (тертя)
4. Одиниця енергії в СІ. (Джоуль)
5. Енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин одного тіла. (потенціальна)
6. Повна механічна енергія з часом …(зменшується)
7. Якщо тіло або система тіл можуть виконати механічну роботу, то тоді вони мають … (енергія)
8. Фізична величина, від якої залежить кінетична енергія. (маса)
9. Фізична величина, від якої залежить потенціальна енергія. (висота)
10. Механічна робота є … зміни енергії тіла. (висота)
11. Величина, від якої залежить потужність. (час)
12. Якщо напрямок сили збігається з напрямком руху тіла, то робота … (додатня)
13. Одиниця потужності в СІ. (ват)

По вертикалі:

14. Під час виконання механічної роботи енергія тіла …(змінюється)
15. Величина, від якої залежить робота. (сила)
16. Корисна дія людини або якогось пристрою. (робота)
17. Величина, від якої залежить робота. (шлях)
18. Яка сила виконує роботу у випадку падіння сливи з дерева на траву? (тяжіння)
19. Енергія, зумовлена рухом тіла. (кінетична)
20. Фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи. (потужність)
21. Робота, яку виконує сила тяги. (механічна)
22. Повна механічна енергія, це … кінетичної та потенціальної енергій тіла. (сума)

 

ІІІ. Повідомлення теми й мети уроку

Отже, ми з Вами пригадали що ж таке робота та енергія, які є види енергії та в яких одиницях вона вимірюється. І на сьогоднішньому уроці ми з Вами навчимось застосовувати наші знання для розв’язування задач. Запишіть тему уроку  «Механічна робота. Кінетична та потенціальна енергія. Розв’язування задач».

Крім того, так як ви навчаєтесь на перукарів, тому ми спробуємо відповісти на запитання – навіщо ж перукареві фізика?

ІV. Закріплення вивченого матеріалу. Розв’язування задач

Перед тим, як ми розпочнемо розв’язувати задачі, давайте пригадаємо основні формули роботи, кінетичної та потенціальної енергії. Зробимо за допомогою методу «Ланцюг формул».

 

P =        *t

                                      A= *S

 

  = *x

 =  *g

 

 =2 ÷x²

  =2   ÷gh

 =2 ÷v²

 

 =

  =                  =mgh

 

 Відповіді : P = A*t,  A =F*S, F = m*g, , , m=, E_п= mgh, F=kx, ,  .

 

Задача 1.

Розрахуйте роботу, яку виконують ножиці масою 30 г при стрижці волосся методом «Каре», якщо за 5 хв вони пройшли шлях рівний  1м?

 

      Дано:                                       Розв'язання

m = 30 г = 0,03 кг    А = FS        A=mgS

t = 5 хв = 300с              F =mg                              

S = 50 см = 0,5 м     A = 0,03 ∙10∙0,5 = 200∙5∙0,5= 0,15 Дж

A = ?

         Відповідь: 0,15 Дж

Задача 2.

Визначте потенціальну енергію локона, стиснутого на 3 см силою 50 Н.

 

      Дано:                                       Розв'язання

х = 3 см = 0,03 м          

F=50 Н                                F = kx

   Е_п = ?                    = = 0,75 Дж

         Відповідь: 0,75 Дж

Задач 3. Визначте кінетичну енергію коклюшки масою 4 г, якщо під час

накручування волосся вона рухається зі швидкістю 2 см/с.

             

 

 

  Дано:                                       Розв'язання

m = 4 г = 4*10^-3 кг        

v = 2 см/с = 2*10^-2 м/с    = Дж

Е_к = ?

         Відповідь:   Дж

Задача 4. Електродвигун фену для сушіння волосся, розвиває потужність

1500 Вт. Яку роботу виконає двигун протягом 10 хв?

                 Дано:                                       Розв'язання

         Р = 1500 Вт                  P = A*t,           

        t = 10 хв = 600 с         Дж.

А = ?                                     

                     Відповідь:       Дж. 

 

Задача 5.

Визначте роботу, виконану піднімальним краном при рівномірному підйомі тіла масою 4 т на висоту 5 м. Дано:                                       Розв'язання m=4 т = 4000 кг     A =FS        A=mgS  S = 5 м                   F = mg        A = ?                       A = 4000 *10*5 =200000 Дж         Відповідь: 200 кДж

 

Задача 6. Людина йде берегом і тягне проти течії на мотузці човен, прикладаючи силу 200 Н. Кут між мотузкою і берегом становить 30⁰. Яку роботу здійснює людина, переміщуючи човен на 5 м?

Дано:                                       Розв'язання

F = 200 H            А = Е_п       

α= 30^о                           А =mgh=Fh                               

S = 5 м                A = 200 ∙5∙sin30^o = 200∙5∙0,5= 500 Дж

A = ?                    Відповідь: 500 Дж

Задача 7. З якою швидкістю рухається автомобіль, якщо відомо, що його
кінетична енергія дорівнює 50 кДж, а маса — 2,5 т?

                Дано:                                       Розв'язання

m = 2,5 т = 2500 кг         ,      ,

Е_к = 50 кДж = 50000 Дж,    

v = ?                                      ==6,3 м/с

         Відповідь: 6,3 м/с

Задача 8. При пробивані дошки швидкість кулі масою 8 г зменшилась від 600 м/с до 330 м/с. Яка робота виконанна з подолання опору дошки?          

Дано:                                       Розв'язання

v₁ = 600 м/с                   За теоремою про кінетичну енергію

v₂ = 330 м/с                    

m = 8 г = 8 10^-3 кг       

     А= ?                          

  Дж.                    

 Відповідь:       Дж.          

                  

                                   Самостійна робота

1 варіант Яку роботу виконує сила тертя, коли автомобіль масою 1000 кг, що мав швидкість 90км/год, гальмує до швидкості 54км/год?

2 варіант Автомобіль масою 1,5 т збільшив швидкість свого руху від 15 до 25 м/с. Визначте роботу рівнодійної сил, які діють на автомобіль.

 

 

V. Підсумок уроку та рефлексія

Скарбничка цікавих фактів

• Хто придумав термін «робота»?

Термін “робота” у фізику ввів французький учений Понселе у 1826 році.

• Один крок – багато чи мало?

Крок людини еквівалентний роботі в 60,44 Дж (для людини масою 60 кг): занесення ноги – 2,8 Дж; горизонтальне переміщення тіла – 18,12 Дж; вертикальне переміщення тіла – 39,52 Дж.

• Наше серце

Протягом життя серце людини виконує таку ж роботу, яка потрібна була б для підйому поїзда на найвищу гору Європи – Монблан (4810 м).

• Хто він – сер Джоуль?

Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1889) народився в Англії у родині власника пивоварного заводу. Через слабке здоров’я до 15 років Джеймс не відвідував школу. Але в 15 років під керівництвом відомого хіміка Джона Дальтона успішно освоїв математику, фізику та хімію. Після смерті батька, продавши свою частку спадщини, Джоуль приступив до самостійних наукових досліджень, вклавши у це все свої гроші. За своє досить довге життя він провів тисячі експериментів в галузі електромагнетизму, теплових явищ.

 

У вас на партах лежать по три смайлики: задоволений, пасивний, роздратований. Оберіть і покажіть мені той смайлик, емоції якого вам найбільше імпонують після  сьогоднішнього заняття.

задоволений, пасивний, роздратований.  

 

VІ. Оцінювання навчальних досягнень учнів

VІI. Домашнє завдання

• В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий Фізика 10 клас, 2018 р. §15-16 (повторити)
• Вправа 16 (задача №1, 3, 5)