Розробка уроку на тему: "Робота. Одиниці роботи" для учнів 7 класу за новою програмою

Тема: Механічна робота. Одиниці роботи.

Мета: пояснити учням, що таке «механічна робота», допомогти учням          з’ясувати коли робота буває додатною, від’ємною або дорівнює нулю. Ввести визначення одиниці роботи.

Обладнання та матеріали: підручник, лінійка, олівець

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Структура уроку: І.  Організаційний етап

                                 ІІ. Актуалізація опорних знань

                                 ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

1. Механічна робота
2. Одиниці роботи
3. Джеймс Прескот Джоуль
4. Значення механічної роботи
5. Геометричний зміст механічної роботи
6. Формули для обчислення роботи
7. Удосконалення практичних навичок та навичок розв’язувати задачі

Механічна робота - це фізична величина, яка характеризує зміну стану тіла під дією сили і дорівнює добутку сили на шлях, пройдений тілом у напрямку цієї сили:

A = F· l

де     А – символ, який позначає роботу

         F – символ, який позначає значення сили

         l - символ,який позначає шлях

Одиниця роботи. За одиницю роботи беруть роботу, що здійснюються силою в  1 Н, на шляху рівному 1 м. Одиниця  роботи — джоуль (Дж) названа в честь англійського вченого Джеймса Джоуля.

1 Дж = 1 Н ⋅ м

При проведенні розрахунків не дуже зручно користуватись великими числами, тому використовуються кратні та частинні одиниці  кілоджоуль (кДж) та міліджоуль (мДж).

 кіло (к) означає 10³ або 1000,  мілі (м) означає 10⁻³ или 0,001.

Джеймс Прескот Джоуль

Значення механічної роботи.  Оскільки робота – це скалярна величина, то вона може бути додатною, від’ємною або дорівнювати нулю.

Розглянемо випадки:

1. А>0, напрямок сили збігається з напрямком руху тіла; тоді А= Fl
2. А<0, напрямок сили протилежний  напрямку руху тіла; тоді А= - Fl
3. А=0, напрямок сили перпендикулярний до напрямку руху тіла; А=0

Геометричний зміст роботи. Для того, щоб пояснити геометричний зміст роботи, треба побудувати графік залежності сили від шляху, який долає тіло.

Графік залежності незмінної сили F від шляху l
 являє собою пряму, паралельну осі шляху

Формули для обчислення роботи. 

1. У випадку, коли тіло перміщують за допомогою пружини.

де , де k – жорсткість пружини, x – видовження пружини , а

А = kx· vt

2. У випадку, коли тіло підіймають

           де F = mg, а  h = l, тоді формула набуває вигляду

A = mgh

3. У випадку, коли рота не виконується

Розв’язування задач. Вправа 30 (ст.. 203, В.Г. Баряхтар, С.О. Довгий)

1. Тягар нерухомо висить на пружині. Чи виконує роботу сила пружності, яка діє на тягар? Чи виконує роботу сила тяжіння? Чому? Поясніть.

(Відповідь: Сила пружності не виконує роботу, бо вантаж висить нерухомо. Сила тяжіння не виконує роботу, бо тіло не рухається.)

2. Чи виконує роботу сила тяжіння, що діє на баскетбольний м’яч, який:

а) лежить не землі? (ні, м’яч не рухається)

б) котиться підлогою спортивної зали? (ні, А=0)

в) летить угору? (так, А<0)

г) падає? (так, А>0)

Якщо виконує, то яку – додатну чи від’ємну?

3. Наведіть приклади ситуацій (не розглянуті в параграфі), коли сила, яка діє на тіло, виконує додатну роботу; від’ємну роботу; не виконує роботи.

4. Прикладаючи горизонтальну силу 50Н, поверхнею столу протягли з незмінною швидкістю вантаж. При цьому було виконано роботу 150Дж. Який шлях подолав вантаж?

5. Камінь масою 4 кг падає з висоти 5м. яка сила виконує додатну роботу під час падіння каменя? Чому дорівнює ця робота?

6. Хлопчик веде велосипед, прикладаючи горизонтальну силу 40Н. при цьому велосипед рухається рівномірно. Визначте швидкість руху велосипеда, якщо за 5хв хлопчик виконав роботу 12кДж.

7. Під тиском газу поршень у циліндрі рівномірно пересунувся на 4 см. яку роботу виконав газ? Тиск газу в циліндрі є незмінним і становить 0,6МПа;  площа поршня  дорівнює 0,005м².

8. Виразити  у джоулях: а) 1,5кДж;  б) 11кДж

9. Виразити у кілоджоулях: а) 55000Дж = 55кДж; б) 4000 = 4кДж

10. Виразити в міліджоулях: а) 5,8 Дж =5800 мДж; 6,5Дж = 6500мДж

IV. Домашнє завдання. §30, вправа 30 (№8). Окремим учням (№9)

V. Підсумки уроку