Розробка уроку на тему «Механічна робота»

План-конспект уроку фізики  _________

в 10 класі

Тема. Механічна робота

 Мета уроку:

навчальна - розкрити фізичний зміст поняття роботи

 розвивальна – формувати в учнів вміння користуватися науково-популярною  літературою та виявлення творчих здібностей при розв’язуваннні вправ;

 виховна – виховати трудолюбивість, точність і чіткість при відповідях  і    розв’язуванні завдань та навчити дітей «бачити» фізику навколо себе

 Тип уроку: комбінований

План уроку

Хід уроку

І. Організаційна частина

ІІ. Мотивація пізнавальної діяльності

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Що таке механічна робота?

Ми дуже часто використовуємо поняття «робота» в повсякден­ному житті. Роботою називають і підйом цебра з колодязя, і достав­ку продуктів з магазина, і розв’язування складної задачі. Згадаємо, що загальноприйняте поняття «робота» відрізняється від поняття «механічна робота». Наприклад, у процесі підняття вантажу на ви­соту Л поняття механічної та «біологічної» роботи збігаються.

Якщо ми просто тримаємо в руках певний вантаж і не пересу­ваємося, то ми виконуємо певну біологічну роботу при скороченні м’язів. З механічної точки зору, ніякої роботи тут не відбувається, тому що відсутнє переміщення.

Про механічну роботу говорять тоді, коли тіло змінює своє по­ложення в просторі під дією сили.

^ Якщо сила спрямована під кутом а до переміщення тіла, то робота

^ Робота сили дорівнює добутку модуля сили на модуль перемі­щення й на косинус кута між напрямом сили й напрямом пере­міщення.

Одиницею вимірювання роботи в СІ є джоуль (Дж):

^ один джоуль — це робота, яку виконує сила ві Не процесі пере­міщення тіла на 1 му напрямі дії сили:

1. Дж = 1 Н*1 м.

З формули для роботи випливає, що робота може бути позитив­ною, дорівнювати нулю й бути негативною, залежно від того, який кут становить напрям сили з напрямом переміщення:

А >0, якщо α <90°;

А = 0, якщо α = 90°;

А<0, якщо α >90°.

2. Робота різних сил

Робота сили тяжіння

Обчислимо роботу внутрішніх сил системи, що складається із Землі й піднятого над поверхнею Землі тіла.

Якщо тіло падає з певної висоти, напрям сили тяжіння збіга­ється з напрямом переміщення. При цьому під час руху тіла вниз робота сили тяжіння позитивна. Якщо тіло масою т падає з висо­ти й, то робота сили тяжіння дорівнює:

Під час руху тіла вгору сила тяжіння вже спрямована проти­лежно переміщенню, тому в цьому випадку робота сили тяжіння негативна. Отже, у разі підйому тіла масою т на висоту Л робота сили тяжіння дорівнює:

Робота сили пружності

У разі зменшення деформації пружини сила пружності, що діє з боку пружини, спрямована так само, як переміщення, тому робо­та сили пружності позитивна.

Із закону Гука випливає, що в разі зменшення деформації пру­жини до нуля, модуль сили пружності зменшується до нуля, тому середнє значення сили пружності дорівнює:

У разі збільшення деформації пружини сила пружності, що діє на тіло з боку пружини, спрямована протилежно деформації.

У цьому випадку робота сили пружності негативна.

Робота сили тертя ковзання

Сила тертя ковзання завжди спрямована протилежно напряму швидкості, а отже, і переміщенню тіла, тому робота сили тертя ков­зання завжди негативна.

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. У яких випадках робота позитивна? негативна? дорівнює нулю?
2. Морем пливе корабель. Чи виконує при цьому роботу сила тя­жіння?
3. Чи виконує роботу сила тяжіння, що діє на супутник, який ру­хається навколо Землі коловою орбітою?
4. Позитивну чи негативну роботу виконує сила тяжіння, коли тіло ковзає вниз похилою площиною?
5. Яку роботу — позитивну чи негативну — ми виконуємо, розтягу­ючи пружину? Яку роботу виконує при цьому сила пружності?

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Тренуємося розв'язувати задачі

1. Ліфт масою 300 кг піднімається на ЗО м, а потім повертається назад. Яку роботу виконує сила тяжіння, що діє на ліфт під час руху вгору? під час руху вниз? протягом усього шляху?
2. Людина йде берегом і тягне проти течії на мотузці човен, при­кладаючи силу 200 Н. Кут між мотузкою й берегом становить 30°. Яку роботу виконує людина, переміщаючи човен на 5 м?
3. Під дією сили 5 Н пружина розтяглася на 2 см. Яку роботу вико­нала зовнішня сила внаслідок розтягання цієї пружини на 5 см?

2. Контрольні запитання

1. Тіло кинули вертикально. Яким є знак роботи сили тяжіння:

а) під час підйому тіла;

б) під час його падіння?

2. Позитивну чи негативну роботу виконує сила тертя, що діє на санчата, коли їх тягнуть по схилу гори? коли ними з’їж­джають з гори?
3.    Чи залежить значення роботи сили тяжіння від довжини про­йденого тілом шляху? від маси тіла?
4.    Яку роботу — позитивну чи негативну — виконує сила пруж­ності під час стискання пружини? під час повернення пружини в недеформований стан?

V. Домашнє завдання

1.    П.: § 34.