Розробка уроку. Механічна робота. Одиниці роботи. Розв’язання задач. (7 клас)

Тема.  Механічна робота. Одиниці роботи. Розв’язання задач.

Мета уроку:  сформувати поняття роботи та її одиниць; навчити учнів

обчислювати механічну роботу.

Тип уроку:  урок вивчення нового матеріалу.

План уроку:

1. Організаційний момент. Мотивація навчальної діяльності. Повідомлення теми і мети уроку (5 хв.)                                                                                             

2. Вивчення нового матеріалу: 1. Що таке механічна робота?

                2. Робота різних сил.                     (35 хв.)

     (актуалізація опорних знань)

                                                       3. Демонстрації

                4. Розв’язання задач.  

3. Узагальнення.  Оцінювання роботи учнів на уроці. Рефлексія (3 хв.)                                                                                        

4. Завдання додому                                                                                  (2 хв.)

Хід уроку

І. Організаційний момент.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Вправа «асоціативний кущ»: учні називають асоціації, які в них викликає слово «робота». Наприклад:

                                               діяльність

                                               праця

Робота                                   рух

                                             професія                                        

Учитель: Слово «робота» в повсякденному житті має багато значень. Ми використовуємо його: а) для позначення професії (Ігор Юрійович працює вчителем); б) для позначення характеру діяльності (робота рятувальника небезпечна); в) для характеристики стану (холодильник працює); г) для оцінки результату праці (шахтарі виконали велику роботу); д) для характеристики складності праці (вантажник виконав нескладну роботу з переносу ваги) і т. ін. Поняття «робота» у фізиці має певний сенс. Механічна робота (або робота сили) відбувається в тому випадку, коли відбувається рух тіла під дією сили. Прикладів можна навести багато: щоразу, коли ми самі що-небудь піднімаємо, пересуваємо, переносимо, відбувається механічна робота.

ІІІ. Повідомлення теми і мети уроку. Учні формулюють очікувані результати.

     ІV. Вивчення нового матеріалу.

1. Що таке механічна робота?

 Механічна робота – це фізична величина, яка дорівнює добутку сили, яку приклали до тіла, на переміщення, під час якого ця сила діяла на тіло.

- це сила що діє на тіло, а S – переміщення, що здійснило тіло, під час дії сили.

Одиницею роботи, як слідує з визначення, є:

,

тобто робота, виконана силою в 1 Н при переміщенні точки прикладання сили на 1м у напрямку дії сили. Робота — скалярна величина.

Для зручності запису й розрахунків, також використовують кратні одиниці роботи, такі як кілоджоуль (кДж), мегаджоуль (МДж)…

2. Робота різних сил.

Перш ніж перейти до цього питання, з дітьми необхідно повторити сили, які вже вивчали у І семестрі.

Актуалізація опорних знань:

Сила тяжіння ;

Сила тертя ;

Сила пружності  ;

Сила Архімеда .

Тобто під силою F, у формулі роботи, маємо розуміти дію сил, що зумовлюють рух тіла, залежно від фізичної ситуації. Якщо робота виконується проти сили тяжіння, коли тіло піднімають на висоту , відповідно отримаємо:

Якщо робота виконується проти сили тертя, при перетягування тіла на якусь відстань , то:

При розтягуванні пружини, робота виконується проти сили пружності, таким чином:

3. Демонстрації:

А) Визначення роботи, виконуваної при переміщенні бруска по горизонтальній поверхні.

Б) Визначення роботи, виконуваної при підйомі вантажів на різну висоту.

У розглянутих вище прикладах 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, і роботу рівнодійної цих сил.

     4. Розв’язання задач.

1. Робітник перевіз вантаж на відстань 25 м, приклавши силу в 200 Н. Яка при цьому була виконана робота?

       Розв’язання

Відповідь: 5 кДж.

2. Мішок з картоплею масою 50 кг підняли з льоху глибиною 2 м, а потім перетягнули по підлозі на відстань 2 м. В якому випадку виконали більшу роботу? Коефіцієнт тертя дорівнює 0,1.

Перевіримо в СІ: 

Підставимо числові значення:  

Відповідь: При піднятті мішку, робота була виконана більша, ніж при перетягуванні його по підлозі.

3. Яку роботу виконує хлопчина, повільно піднімаючи на висоту 60 см під водою камінь масою 50 кг і об’ємом 0,02? Уважайте .

              СІ           Розв’язання 

       Намалюємо малюнок:

  (1)

                           Силу рівнодіючу знайдемо спроектувавши силу Архімеду і тяжіння на вісь : 

Таким чином:        (2)

Доповнимо рівняння:          (3)

         (4)

Підставимо (3) і (4) в (2), отримаємо:

     (5)

Підставимо (5) в (1), отримаємо:

Перевіримо в СІ:           

підставимо числові значення:

Відповідь: в 180 Дж.

V. Узагальнення.

Бесіда з учнями за питаннями:

1. Яку фізичну величину називають роботою?

Очікувана відповідь учнів:

Це фізична величина, яка дорівнює добутку сили, яку приклали до тіла, на переміщення, під час якого ця сила діяла на тіло.

2. У яких одиницях вимірюється робота?

Очікувана відповідь учнів:

Робота вимірюється у джоулях.

3. Наведіть приклади роботи, яку ви можете виконати, не підводячись за парти. Проти яких сил ви виконали цю роботу?

Очікувана відповідь учнів:

А) Підняти книгу. Робота виконується проти сили тяжіння.

Б) Пересунути книгу. Робота виконується проти сили тертя.

В) Розтягувати гумку. Робота виконується проти сили пружності. 

V. Оцінювання роботи учнів на уроці.

VІ. Рефлексія.

Чи досягнуті очікувані результати, сформульовані учнями на початку уроку?

VІІ. Завдання додому: параграф 17  вивчити. Задачі після параграфу письмово.