Розробка уроку по темі "Механічна робота. Енергія. 7 клас"

Тема. Механічна робота. Потенціальна і кінетична енергія.

Мета. 

Навчальна. З’ясувати фізичний зміст понять: робота, потенціальна і кінетична енергія. Одиниці вимірювання цих величин.

Розвиваюча. Сформувати й розвивати в учнів наукові знання про механічну роботу, одиниці її вимірювання. Розвивати критичне та логічне мислення.

Виховна. Виховувати в учнів екологічно спрямоване мислення, бережливе та господарське ставлення до природи.

Тип уроку. Засвоєння нових знань.

Епіграф: Робота мучить, зате годує й учить. (Народне прислів’я).

               У природі немає нічого недоцільного.(М. де Монтель).

Вступ (3 хв).

Добрий день. Сьогодні в нас в класі відбувається щось відмінне від попередніх уроків. В класі багато незнайомих людей. А це тому що всі учні вашого класу найсміливіші і найстаранніші і що найголовніше найкраще люблять і знають фізику в цілому районі. Чи так це чи ні ми й попробуємо з’ясувати на сьогоднішньому уроці. І я впевнений що при вашій допомозі ми підтвердимо це перед всіма присутніми що сказане мною не просто слова а так і є насправді.

Отже справимося ми з цим завданням ?......(так).

Активізація класу.

На кожному уроці ви отримуєте нові знання, розширюєте свій кругозір. Це й буде на сьогоднішньому уроці. Але перш ніж перейти до вивчення нового пригадаємо що ми вже вивчили на уроках природознавства в 5 класі §22, 23, на попередніх уроках фізики.

(черговий будь ласка запиши на листку прізвища відсутніх, а в кінці уроку здасте)

Актуалізація опорних знань.(5 хв)((8)) 1.Які є види взаємодії тіл?

2.Які явища свідчать про існування сили тяжіння?

3.Як взаємодіють заряджені тіла? 4.Наведіть приклади магнітних взаємодій?

Пояснення нового матеріалу (12 хв) ((20))

Щоб описати взаємодію тіл потрібно знати певні поняття і величини. Для повного опису взаємодії тіл використовуються поняття роботи, імпульсу, сили, енергії.

На сьогоднішньому уроці ми розглянемо що розуміють в фізиці під поняттями робота і енергія.

Тому й тема сьогоднішнього уроку : Механічна робота. Енергія. Види енергії. Ми постараємося з’ясувати зміст понять роботи, енергії і її видів, перетворення енергії, її використання.

Поняття енергії тісно пов’язане з поняттям механічної роботи. Це слово вам відоме і його ви не раз вживали. Хто з нас не чув влучних народних приказок «Не терши, не м’явши, не їсти калача», «Щоб рибу їсти, потрібно в воду лізти», «З лежі не справиш одежі». Усі вони відображають життєвий досвід народу – корисні для себе наслідки цілеспрямованих дій людина отримує при переміщеннях тіл, на які діють сили. Ось чому саме і наш урок проходить саме під таким девізом.

Хто скаже  що ми розуміємо під поняттям роботи?...........???

Якщо узагальнити ваші відповіді то можна дати таке означення роботи – це міра дії сили. В приведених (більшості) ваших прикладах поняття роботи стосувалося роботи як загальновживаного поняття (фізіологічної роботи, роботи пов’язаної з діяльністю людини). Однак не всяка робота в широковживаному розумінні є механічною роботою. В чому ж тут справа?

В побуті роботою ми називаємо діяльність яка втомлює людину. Втомитись також можна, нерухомо сидячи за столом під час гри в шахи, або лежачи на канапі читаючи підручник фізики. Дуже втомлюється вартовий, який нерухомо стоїть на чатах. Читання книги, розв’язування задачі, виконання малюнка, обчислення бухгалтера – в ідеальному випадку, якщо вважати що частини тіла здійснюють незначні рухи (сторож) не вважаються роботою в фізиці. Взагалі розумова робота в фізиці не вважається механічною роботою. 

З ваших повідомлень випливає що робота характеризує дію якоїсь певної сили.

Яким же чином робота характеризує дію сили?

При забиванні гвіздка молотком нас не цікавить малим чи великим молотком ми будемо його забивати, з якої висоти будемо опускати, з якою частотою будемо вдаряти молотком по гвіздку, нам важливо щоб гвіздок забити в дошку (звичайно дотримуючись правил ТБ). Санки з вантажем можна тягнути повільно, швидко, ривками, з зупинками можна штовхати але важливим є результат – переміщення вантажу на певну відстань.

В повсякденному житті мірою роботи є втомлюваність. Користуючись цим поняття давайте встановимо від яких величин залежить робота. (від сили і шляху).

А=FS.

Отже механічна робота виконується лише в тому випадку коли на тіло діє сила і воно переміщується під дією цієї сили.

Фрагмент №1(демонстрація фрагменту із «уроки фізики в 7 класі» Робота. Одиниця Дж.

Робота вимірюється в Дж. (на честь видатного англійського вченого Джеймса Прескотта Джоуля – одного з авторів закону збереження енергії)

Що ж це за робота в 1 Дж. Велика чи мала?

В кожного на столі лежать важки масою 100г, сила тяжіння 1Н. Візьміть його в праву руку. Підніміть його вверх на витягнуту руку (1м) це ви й виконали роботу в 1Дж. Проробіть ще 2 рази. Тепер візьміть важок в ліву руку і підніміть три рази.

Ось ми й виконали вправу ранкової гімнастики яку потрібно виконувати кожного ранку щоб бути здоровим.

Якщо 2 важки – 2 Дж.

Серце за одне скорочення виконує роботу 1 Дж тобто підніме вантаж 1 Н на 1 м.

В повсякденному житті розрізняють динамічну (механічну) і статичну роботу. Тримаємо вантаж в витягнутій руці: механічна робота рівна нулю, а статична не дорівнює нулю бо рука з часом стомлюється. Статична робота дуже стомлює. Важко всидіти на одному місці не рухаючись. Тому на мої зауваження або інших вчителів тепер ви зможете як великі вчені дати аргументовану відповідь що статична робота вас дуже втомила і потрібно переходити до інших форм роботи. Для меншої стомлюваності потрібно сидіти на стільці із спинкою а гне на лавці чи табуретці. Важливу роль тут відіграє і правильна осанка. При статичному навантаженні стомлюваність розвивається швидше. Якщо вантаж тримати нерухомо в витягнутій руці то м’язи стомлюються набагато швидше ніж тоді коли цей вантаж піднімати і опускати. Це пояснюється тим, що при ритмічній роботі працюють різні групи м’язів; і в проміжках між скороченнями вони відпочивають.

В фізиці крім числового значення величина характеризується ще й напрямком. (Щоб відкрити двері має значення напрям дії сили чи ні?) Чи залежить величина роботи від напрямку? Будемо вважати що умови руху в усіх напрямках однакові.  (брусок з ниткою на столі).

Не залежить. Такі величини в математиці називають скалярними.

Запитання:(3 хв) ((23))

1.                      №602. Наведіть приклади механічної роботи, під час виконання якої долається опір сили тертя.

2.                      №603. Чи виконує роботу сила тяжіння, яка діє на гирю, що стоїть на столі?

3.                      У байці Леоніда Глібова «Лебідь, Рак і Щука» йдеться про

таке;

Колись-то Лебідь, Рак і Щука Приставить хуру узялись. От троє в неї запряглись,

Смикнули – катма ходу…

Як ви гадаєте, чи виконує хтось із них роботу? А можливо всі?

Енергія.

Часто під час характеристики людини ми використовуємо слово «енергійна». Що це означає? (Це означає що людина може виконати «багато» роботи).

Але чи завжди тіло може виконати роботу.

Гвіздок а біля нього лежить на столі молоток. Не може. Щоб забити гвіздок його потрібно підняти і опустити. Якщо тіло може виконувати роботу то говорять що воно має енергію. Однак тіло може мати велику енергію але не виконувати роботу. 

Енергія – це фізичний термін, автором якого є англійський професор Уїльям Томсон. Енергію не можна побачити. Її не відчуєш на смак ані на дотик.

Енергія позначається буквою W і вимірюється в Дж. Отже робота є мірою зміни енергії.

Енергію яку мають тіла внаслідок взаємодії між собою (або частини одного тіла) називають потенціальною. Тіло підняте над землею, стиснута пружина, тятива лука. Значення потенціальної енергії залежить від нульового рівня.

(Фрагмент Застосув пот енергії).

Енергія яку має тіло внаслідок свого руху називається кінетичною. Куля з рушниці, рухомий автомобіль, м’яч від удару футболіста.

Енергія перетворюється з одного виду в інший.

Кулька падає на пісок, рух візка з піднятою гирею)

Закон збереження : енергія не зникає безслідно і не виникає з нічого, вона лише перетворюється з одного виду в інший. Куля впала з висоти – потенціальна в кінетичну а кінетична в внутрішню (нагрілася, в енергію молекул).

Джоуль протягом майже 40 років проводив найрізноманітніші досліди по перетворенню енергії з одного виду в інший. Він настільки був захоплений перевіркою цієї ідеї що навіть під час своєї весільної подорожі до Швейцарії не тільки милувався величчю Альп, а й виміряв висоту водоспаду і різницю температуру води перед спадом і в кінці падіння, щоб і тут оцінити співвідношення роботи і кількості теплоти.

Формули енергії.

Запитання підручника. Стор. 42.

1.   Від чого залежить механічна робота?

2.   Як називається одиниця роботи?

3.   Які види механічної енергії ви знаєте?

4*. Якими одиницями вимірюється енергія? 5* У чому полягає закон збереження і перетворення енергії?

Фрагмент. Висновки.

1.                      Що розуміють в фізиці під словом енергія?

2.                      Які види енергії ви знаєте?

3.                      Чи може тіло одночасно мати потенціальну і кінетичну енергію?

4.                      Чому футболіст, перед тим, як вибити якомога далі м’яч від воріт, розбігається? (До удару ногою, додається кінетична енергія спортсмена)

5.                      Стиснуту пружину зв’язали і кинули в кислоту. Кислота «роз’їла» пружину. Куди зникла потенціальна енергія стиснутої пружини?

Домашнє завдання. §6. Запитання 4,5. Для допитливих. Стор.42.

Підсумки, оцінки зауваження.

Будь-який рух, дія, в тому числі і скорочення м’язів, потребує певних затрат енергії. В людини нараховується 656 різних м’язів, з них 17 рухаються коли ми посміхаємося. А м’язи потрібно тренувати.

Тож не забувайте посміхатися.