Урок фізики "Потужність"

Покровська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів

Троїцького районної ради Луганської області

 

 

 

 

 

 

Потужність

 

 

 

 

 

 

                                      Урок фізики

Антонець Тетяни Володимирівни,

                                                                    вчителя фізики вищої категорії

                                                                        Покровської ЗОШ I-III ступенів

                                                Троїцького району

                                                 Луганській області

 

 

 

 

 

 

 

  

Тема: Потужність

Мета: Сформувати поняття потужності. Виробляти навички самостійної роботи, вміння застосовувати отримані знання на практиці, вміння планувати і проводити фізичний експеримент, вміння працювати в парах.                                                                                                 

          Розвивати пізнавальну активність, логічне мислення, спостережливість, пам'ять, увагу.

          Виховувати переконаність в необхідності придбання знань, інтерес до вивчення фізики, зібраність.

Обладнання: комп'ютер, ППЗ «Фізика 7»,  мультимедійна презентація «Потужність», динамометри, штативи, дерев'яні дошки, дерев'яні бруски, інструкції до експериментальному завданням «Вимірювання потужності», портрет Д. Ватта, тести за темою «Потужність».

Урок засвоєння нових знань.

 

 

Хід уроку

I Організаційний момент.

II Підготовка учнів до активного засвоєння знань.

1.                Актуалізація опорних знань.

1)       фронтальна бесіда

- При яких умовах відбувається механічна робота?

- Як обчислити механічну роботу?

- У якому випадку механічна робота дорівнює 1 Дж?

- Чому дорівнює 1 кДж? 1 МДж?

2. Мотивація навчання.

     Зверніть увагу на монітор. Що ви бачите? Як ви думаєте, яке відношення має кінь до автомобіля та фізики? (Слайд 1)

3. Повідомлення  теми і завдань уроку.

     Сьогодні на уроці ми будемо вивчати фізичну величину - потужність. З'ясуймо, як позначається ця величина, в яких одиницях вимірюється, навчимося обчислювати і вимірювати потужність.

III Засвоєння нових знань.

1.                Демонстрація фрагмента на моніторі, бесіда

     Звернемося до відеофрагменту. Певна кількість блоків потрібно підняти на другий поверх будівлі, що будується. Цю роботу може виконати людина власноруч або за допомогою крана. Подивіться уважно, як це відбувається, зверніть увагу, в чому відмінність у виконанні роботи. (фрагмент з ППЗ «Фізика 7»)

           

- Однакову кількість блоків було піднято в першому і другому випадку?

- На однакову  висоту були підняті ці блоки?

- Однакова робота була виконана?

- Яку відмінність ви спостерігали в роботі крана і людини?

- Чому машина і людина на виконання однакової роботи витратили різний час?

Дійсно, швидкість виконання роботи характеризує потужність

N = A / t

1 Ватт = 1 Джоуль / 1 секунда

- Як знайти роботу, знаючи потужність і час?

- Як знайти час, знаючи потужність і роботу?

(правило)

Існують кратні і дольні одиниці потужності

1 мВт = 0,001 Вт = 10 ^-3 Вт

1 кВт = 1000Вт = 10 ^3 Вт

1 МВт = 1000000Вт = 10 ^6 Вт

     Одиниця потужності названа на честь англійського винахідника Джеймса Уатта.   Уатт жив з 1736 по 1819 роки. Його найвідоміша робота стосувалася парових двигунів - він винайшов першу в світі парову машину. Свій винахід він пропонував використовувати для викачування води з шахти. Для того щоб пояснити шахтовласникам, скільки коней зможе замінити одна парова машина, Уатт ввів поняття «кінська сила». «Кінська сила» - це середня робота за 1 секунду, яку міг скоїти сильний англійський ломовий кінь, рівномірно працюючи цілий день (слайд 2).

  Насправді потужність, яку середній кінь здатний розвивати довгий час, менше отриманої Уаттом  величини і становить близько  ½ л. с., тим не менш, ця одиниця виміру користувалася популярністю і тільки в         1948 році в Міжнародній системі одиниць була введена нова одиниця виміру потужності - ват.

1 к. с. = 735, 5 Вт (слайд 3)

Потужність автомобілів і зараз вимірюють як в кВт, так і в кінських силах. Так, потужність "Volkswagen Golf" - 102 к .с.- 75 кВт; потужність "Volkswagen Touareg "   225 к с. (слайд 4) На даний момент найпотужніший легковий автомобіль серійного виробництва - «Бугатті» - «1000+ 1 к. с.»

Вважається, що потужність людини  при спокійній ходьбі дорівнює приблизно 0,1 к. с., тобто 70 - 90 Вт (слайд 5).

- Як ви думаєте, чи буде змінюватися потужність людини при бігу, при стрибках? Як? Чому?

Дійсно, потужність «живих організмів», у тому числі і людини, може змінюватися. Наприклад, людина при бігу може розвивати потужність до  730 Вт, потужність лева може становити 150 кВт, а потужність мухи - 0,000001 Вт (слайд 6).

     Зверніть увагу на монітор. Ви бачите два автомобілі - «Запорожець» і «Джип» (слайд 7).

- Чи однакову швидкість можуть розвинути ці автомобілі на одній і тій же трасі за однаковий час?

- Від чого залежить швидкість їх руху?

Встановимо точну залежність між потужністю і швидкістю.

 ;  ;  ;  ;  ; 

Під час рівномірного руху автомобіля двигун виконує роботу, долаючи силу опору, тобто розвиває певну силу тяги.

При F = const, якщо N>, то υ>

Таким чином, при однакових силах опору, швидкість буде більше у того автомобіля, у якого потужність двигуна більше.

Розглянемо випадок, коли N = const

В автомобілях та інших транспортних засобах існує коробка передач, за допомогою якої можна зменшуючи швидкість збільшувати силу тяги, і навпаки, зменшуючи силу тяги збільшувати швидкість.

Наведіть приклади, коли при русі необхідно збільшити силу тяги. Як при цьому змінюється швидкість?

якщо F>, то υ <,

якщо F <, то υ>

Яким чином конструктори домагаються зменшення сили опору?

IV Закріплення знань.

1.Інтерактівний опитування

(слайди 9-47)

1) Вибери правильну формулу для обчислення потужності

•        N = A * t
•        N = A / t
•       A = N * t

2) В яких одиницях вимірюється потужність?

•       Джоуль
•       Ватт
•        Ньютон

3) Переведи 1,1 кВт в Вт

•       1100 Вт
•       110 Вт
•       11000 Вт

4) Що характеризує потужність?

•       швидкість зміни сили
•       швидкість зміни роботи
•        швидкість зміни шляху

5) Хто розвиває більшу потужність: людина, що повільно піднімається по сходах, або спортсмен тієї ж маси, що здійснює стрибок з жердиною?

•       спортсмен
•       людина
•        потужність однакова

6) Яка старовинна одиниця потужності використовується дотепер?

•        кошача сила
•        жаб'яча сила
•        кінська сила

7) Трактор має три швидкості: 3,08 м / с; 4,18 м / с і 5,95 м / с. На якій швидкості при тій же потужності він буде розвивати більшу силу тяги?

•        3,08м / с
•        4,18 м / с
•        5,95 м / с

8) Скільки ватів в 4 МВт?

•        40 Вт
•        4000 Вт
•        4000000 Вт

9) Відро води з колодязя хлопчик рівномірно підняв у перший раз за 20 с, а другий раз - за 30 с. Що можна сказати про потужності?

•        більше в перший раз
•        більше вдруге
•         однакова

10) Як розрахувати роботу, знаючи потужність?

•        A = N * t
•        A = N / t
•         N = A / t

11) Потужність зі швидкістю пов'язана співвідношенням

•        N = F / υ
•        N = F * υ
•         N = υ / F

12) 1 кінська сила дорівнює

•   100 Вт
•   735,5 Вт
•    1 Вт

13) Вкажіть одиниці, які не є одиницями вимірювання потужності.

•       Дж
•       кВт
•        Вт

2.     Експериментальна робота.

Наступне завдання - експериментальне, ви повинні виміряти потужність за допомогою обладнання, яке знаходиться у вас на партах. Працюємо в парах, завдання виконуємо на аркушах-інструкціях.

3.     Самостійна робота

              Тестування

I варіант

1 (+) Атомний криголам має двигун потужністю 32 МВт.

Яка потужність двигуна в ватах?

А. 320 Вт Б. 3200 Вт В. 32000 Вт Г. 32000000 Вт

2 (+) Електродвигун вентилятора за 20 с виконав роботу 1 000 Дж.

Яка потужність вентилятора?

А. 5 Вт Б. 50 Вт В. 1000 Вт Г. 20 000 Вт

3 (+ +) Вентилятор потужністю 50 Вт включений на 20 с. Яку роботу він виконає за цей час?

А. 2,5 Дж  Б. 1000 Дж  В.70 Дж  Г. 30 Дж

4 (+ +) Визначте потужність, що розвивається двигуном трактора, який при швидкості руху 18 км / год долає силу опору,  яка дорівнює 40 кН.

А. 200 кВт Б. 200 Вт В. 720 кВт Г. 720 Вт

II Варіант

1 (+) Потужність двигунів космічного кораблі 15 МВт.

Яка потужність двигуна в ватах?

А. 150 Вт  Б. 15000000 Вт В. 15000 Вт Г. 1500 Вт

2 (+) Велосипедист за 5 с виконав роботу 400 Дж. Обчисліть потужність велосипедиста.

А. 80 Вт  Б. 2000 Вт  В. 50 Вт    Г. 8 Вт

3 (+ +) Яку роботу виконає за 4 с двигун потужністю 500 Вт?

А. 125 Дж  Б. 200Дж  В. 2000 Дж  Г. 1000 Дж

4 (+ +) Визначте потужність, що розвивається тепловозом, який при швидкості руху 72 км / год долає силу опору 44 кН.

А. 880 кВт   Б. 3168 кВт    В. 3168 Вт    Г. 880 Вт

Взаємоперевірка за кодом відповідей (слайд 48).

V Підсумок уроку.

VI Домашнє завдання.

§ 31, Упр 31 (6)

 

 

 

 

Додатковий матеріал

Експериментальне завдання

«Вимірювання потужності»

 

Обладнання: штатив, динамометр, дерев'яний брусок, похила площина, лінійка, секундомір.

Виконання роботи:

1.   Покладіть дерев'яний брусок на нижню частину похилій площині.
2. Прикріпивши до бруска динамометр, рівномірно тягніть його вгору вздовж похилої площини.
3. Визначте силу тяги, яку покаже динамометр.

     F =

 

4. Виміряйте шлях, пройдений бруском по похилій площині.

 s =

 

 5. За допомогою секундоміра визначте час руху бруска.

 t =

 

 6. Обчисліть роботу, яку необхідно прикласти для підйому бруска по похилій площині.

  

 

7. Обчисліть потужність N