Урок фізики в 7 класі за темою: «Потужність»

            Урок фізики в 7 класі за темою: «Потужність»

 

 

 Мета уроку: сформувати в учнів поняття потужності як фізичної величини, що характеризує швидкість виконання роботи.

 Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

 

Хід уроку:

 

1. Організаційний момент

II. Перевірка домашнього завдання (Учень коментує задачу).

На відрізку дороги автомобіль розганяється від 18 км/год до 54 км/год. Яку роботу виконала сила, яка розганяла автомобіль? Маса автомобіля

становить 1,2 т.

Дано:

= 18км/год = 5м/с

= 54км/год = 15м/с

m = 1,2 т = 1200кг

А - ?

Розв’язання:

Робота сили, що розганяє автомобіль приводить до збільшення його кінетичної енергії:

  А = W-W=

Перевіримо одиниці: = кгкг= Дж.

Визначимо числове значення шуканої величини:

   = 1200

Отже, А= 60000 Дж = 60кДж.

Відповідь: А= 60 кДж.

 

 III. Актуалізація опорних знань та способів дії.

 Бліц – турнір: ( Кожному учню видана картка з цим завданням. Учні вибирають правильну відповідь).

1. У якому з випадків сила тяжіння виконує роботу?

А. Камінь лежить на Землі.     Б. Хокейна шайба ковзає по площадці.

В. Яблуко падає з яблуні.    Г. Автомобіль прискорюється на горизонтальній дорозі.

 

2. Одиниця роботи в СІ — це...

А.... ньютон.       Б.... джоуль      В.... ват.      Г.... паскаль.

 

З. Одиницю енергії 1 Дж можна записати як...

A....1. Б....1 В....1 Г....1

4. Кінетична енергія тіла .

А....прямо пропорційна до його швидкості.

Б....прямо пропорційна до квадрата його швидкості.

В....обернено пропорційна до його швидкості.

Г...обернено пропорційна до квадрата його швидкості.

 

5. Повна механічна енергія тіла — це сума

А.... його потенціальної енергії та внутрішньої енергії.

Б.... його потенціальної енергії та кінетичної енергії.

  В.... його кінетичної енергії та внутрішньої енергії.

  Г.... його потенціальної енергії, кінетичної енергії та внутрішньої енергії.

 

6. Від чого залежить потенціальна енергія тіла, піднятого на деяку висоту над                   землею?

   А. Від маси й швидкості руху тіла.

   Б. Від висоти над поверхнею землі й маси тіла.

   В. Тільки від швидкості руху тіла.

   Г. Тільки від маси тіла.

 

7. У якому з показаних на рисунках випадків робота сили додатна?

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  А.                  Б.                        В.                       Г.

 

8. Робота не виконується, якщо кут між векторами сили та переміщення дорівнює ...

А. ...нулю. Б. ...30°. В.... 90°. Г.... 180°.

 

9. Яка фізична величина має одиницю ват?

 

А. Робота. Б. Енергія. В. Сила. Г. Потужність.

 

 

 IV. Мотивація навчальної та пізнавальної діяльності учнів.

 

Відправною точкою розвитку людської цивілізації можливо, став час, коли людина почала виготовляти прості снаряддя та зброю, будувати примітивне житло, орати землю. Спочатку вона використовувала для виконання роботи тільки м’язову силу своїх рук, потім силу свійських тварин: коней, волів, ослів, верблюдів. Це дозволило за менший час виконувати ту саму роботу. Але справжній прорив стався завдяки використанню машин та механізмів, потягів, кранів, екскаваторів. Сучасні машини можуть виконувати роботу в тисячі разів швидше за людину. Яка ж характеристика машин є показником їхньої ефективності. З цією характеристикою ви ознайомитесь сьогодні на уроці.

 

 

 

 

 

V. Вивчення нового матеріалу.

 

 Звернемося до нашого підручника (підручник «Фізика 8 клас, Ф.Я. Божинова, І.Ю. Ненашев).

 Розглянемо рис. 27.1 і 27.2, зробимо висновок, що швидкість виконання роботи у фізиці характеризують потужністю.

 Потужність – фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи і чисельно дорівнює відношенню виконаної роботи до часу, за який цю роботу виконано.

 

 Потужність позначається символом N і обчислюється за формулою:

 

,

 

 де А – виконана робота, t – проміжок часу за який ця робота виконана.

 

 

 Звідси А = N t,

 

Для вимірювання потужності використовується одиниця Вт. Це потужність, за якої робота в 1 Дж, виконується за 1с.

 

 

 

Одиниця потужності названа ватом на честь англійського винахідника Джеймса Ватта, що створив першу парову машину.

 У техніці часто застосовують більше одиниці потужності – кіловат (кВт)

і мегават (МВт).

 Потужність є важливою характеристикою будь-якого двигуна. Потужності двигунів створених людиною, можуть коливатися в дуже широких межах: від часток вата (двигун електричної бритви) до сотень і тисяч мегават (ракетний двигун).

 

 VI. Закріплення вивченого матеріалу.

 

 Навчаємося розв’язувати задачі.

 Визначити середню потужність насоса, який подає 4.5 м води на висоту 5м за 5 хвилин.

 Дано:                                                      Розв’язання:

                                                              

 t = 5 хв = 300с               Розпишемо роботу, виконану насосом, як добуток модуля

g = 8,9                               піднімальної сили F насоса на висоту піднімання води h: 

N − ?                                                                      A=Fh

 

Піднімальна сила насоса дорівнює за модулем вазі води, що піднімається:

F = P = m g = V g.

 

Підставимо значення модуля сили у формулу роботи:

 

A=

 

Отже середня потужність насоса :

 

 

Обчислення:

 

|N|==== Вт,

 

{N}==735

 

Відповідь: =735 Вт.

 

Потужність транспортного засобу, наприклад, автомобіля, зручно виражати не через роботу і час, а через силу і швидкість. Нехай тіло рухається з постійною швидкістю і сила, що дії на це тіло, спрямована уздовж переміщення тіла. Позначимо модуль швидкості - v, а модуль сили – F. Тоді робота сили A = F S. Підставляючи цей вираз у формулу для потужності N = , маємо

N = v.

 Під час руху з постійною швидкістю сила тяги двигуна компенсує силу опору руху. Наведена формула для потужності пояснює чому водій перемикає двигун на малу швидкість коли автомобіль їде вгору схилом або поганою дорогою: для збільшення сили тяги при тій самій потужності мотора необхідно зменшити швидкість руху.

 Два учня розв’язують експериментальні задачі самостійно, а потім пояснюють всьому класу.

 Маючи динамометр, секундомір і вимірювальну стрічку, визначте середню потужність, яку ти розвиваєш, коли:

 а) пересуваєш вантаж по столу;

 б) підіймаєш цей вантаж із підлоги на стіл.

 В цей час весь клас разом з учнем біля дошки розв’язує задачу:

 Кінь тягне віз зі швидкістю 3 м/с, прикладаючи силу 100 Н. Яку  потужність розвиває кінь?

Дано:

 = 3м/с                    N=Fv

 F=100H                   Перевіряємо одиниці: Н ==Вт.

 N-?                           Визначемо числове значення шуканої величини:

                                         

                                        = 3 100 = 300.

       Отже N = 300 Вт.

       Відповідь: N = 300 Вт.

 

 Клас разом з учнем розв’язує задачу підвищенної складності:

 Потужність двигуна підіймального крана дорівнює 4 кВт. Вантаж якої маси він може підняти за 2 хв. на висоту 15м?

 Дано:                                                   Розв’язання:

N = 4кВт = 4000Вт     Для розрахунку середньої потужності підіймального

t = 2 хв = 120с               крана застосуємо основну формулу потужності:

h = 15м                                                        

g.= 10                         Розпишемо роботу, виконану підіймальним краном,

       m - ?                                 як добуток модуля підіймальної сили F на висоту

                                                піднімання:

 

A = Fh.

                                                Підіймальна сила підіймального крану дорівнює за

                                                модулем вазі вантажу, що піднімається.

 

       F = P = m g

 

Nt = mgS

                                                                          m=

 

Перевіряємо одиниці:

 

                                        == кг.

 

Визначемо числове значення шуканої величини:

 

=

m = 3200 кг = 3,2 т

 

Учні доповідають розв’язування експериментальних задач.

 

 

 

 VII. Самостійна робота.

 І варіант

 Автомобіль рухається дорогою зі швидкістю 180 км/год. Визначте силу опору його руху, якщо потужність, яку розвинув двигун автомобіля, становить 75 кВт?

 

 ІІ варіант

 Двигун трактора, оре поле зі швидкістю 7,2 км/год, розвиває потужність 100 кВт. Чому дорівнює сила опору руху трактора?

 Учні працюють в парах (взаємоперевірка задачі, зразок на відкідній дошці, яка зараз відкрита).

 Аналіз самостійної роботи.

 VIII. Підсумок уроку.

 Вчитель вмикає дві лампочки різної потужності (25 Вт, 100 Вт) і повідомляє учням, що з потужністю струму вони зустрінуться в курсі вивчення фізики 9 класу. При підбитті підсумків вчитель звертає увагу учнів на очікувані результати уроку і передаючи уявний мікрофон запитує: Яку праску потужністю 1600Вт  або 2400Вт Ви би купили і чому?

 Вчитель: Наш урок закінчено. Дозвольте оголосити результативність уроку. (Учні отримують оцінки). На уроці всі гарно попрацювали. Я дякую всім за співпрацю, за вашу старанність і кмітливість.

 Домашнє завдання:

 Опрацювати параграф 27, підручник Ф.Я. Божинова. І.Ю. Ненашев «Фізика 7 клас». Харків. Ранок-нт 2014, вправа 27 №5, №6.