Урок на тему: "Механічна. Потужність".

Тема: Механічна робота. Потужність.

Мета уроку: сформувати поняття роботи та потужності і їх одиниць; навчити учнів обчислювати роботу та потужність; продовжити формування наукового стилю мислення.

Компоненти ключових компетентностей:

•           уміння – учні вчяться розуміти та аналізувати поняття роботи та потужності і їх одиниць, робити висновки про їх фізичні властивості на основі отриманих даних. Вчяться вирішувати практичні завдання та задачі, пов’язані з визначенням роботи та потужності.
•           ставлення – учні навчаються збирати дослідницькі дані та аналізувати їх.

Навчальні ресурси: підручник з фізики, фізичні прилади,  таблиці СІ та префіксів, навчальна презентація, динамометр, дротове з’єднання, USB, реєстратор  Einstein Lad Mate, штатив з муфтою і лапкою, дерев’яна дошка, дерев’яний брусок..

Тип уроку: урок формування нових знань.

План уроку:

 І. Організаційний момент

       ІІ. Актуалізація опорних знань

       ІІІ. Оголошення теми та мети уроку

       ІV. Мотивація навчальної діяльності

       V. Вивчення нового матеріалу

VІ. Закріплення нових знань та вмінь

 

VІІ. Підбиття підсумків уроку

 

VIII. Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Вчитель: Добрий день, рада вітати вас! Перевірте готовність до уроку, вам знадобляться зошити, ручки, щоденники і, звичайно ваш розум, пам'ять та праця.

Почати урок хочу зі слів:

Куди б тебе не вабила фантазія й турбота, основою буття твого є все таки РОБОТА.

Сподіваюсь, сьогодні на уроці, кожен з вас дізнається багато нового, корисного і цікавого для себе.

У кожного з вас на парті є картки самооцінювання, в які ви будете заносити одержані бали протягом уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Вчитель: Розпочнемо урок, як завжди, з повторення. У кожного з вас на парті є карточки: червоного і зеленого кольору. Якщо ви згодні з тим, що написано на дошці, піднімайте зелену картку. Якщо ви не згодні, то піднімаєте червону картку.

Наприклад: (наводиться приклад)

За кожну правильну відповідь ставимо собі 1 бал. На кожне запитання всього 3 секунди.

Розпочинаємо.

•           Сила позначається літерою Р
•           Сила – це фізична величина, яка є мірою дії одного тіла на інше (мірою взаємодії тіл)
•           Одиниці сили –см
•           Шлях позначається літерою S
•           Шлях розраховується за формулою l =vt
•           Одиниця шляху в СІ є кілограм

Отже, ми повторили з вами фізичні величини (силу, шлях), одиниці вимірювання (Н, м), - все це знадобиться нам для вивчення нової теми уроку.

ІІІ. Оголошення теми і мети уроку

Тема уроку. Механічна. Потужність.

ІV. Мотивація навчальної діяльності

Вчитель: А як ви розумієте слово РОБОТА?

Учні: (очікуванні відповіді)- робота кухаря, перукаря, робота мобільного телефона.

Вчитель: так, в побуті під поняттям роботи ми розуміємо якусь дію, ми говоримо: робота пекаря, робота мобільного телефона, роботу виконують вода і повітря, машини і механізми, будівельники і вантажники). (Слайди 1,2,3,4,5)

А чи виконує роботу екскаватор, що піднімає вантаж, та ексаватор, що утримує вантаж на висоті? (відео 1).

Спортсмен, що піднімає штангу, та утримує штангу? (відео).

Наше завдання з’ясувати, в якому випадку робота виконується, а в якому – ні. І, взагалі, що мають на увазі фізики, коли говорять про роботу.

V. Пояснення нового матеріалу.

Вчитель: У фізиці «механічною роботою» називають роботу будь якої сили (тяжіння, пружність, тертя) над тілом, в результаті дії якої, тіло переміщується.

Практичний експеремент: (виконує вчитель) штовхаю вчительський стіл.

Запитання до учнів:

-що я прикладаю до стола?

- Чи здійснюється переміщення?

- Чи виконала я роботу? (так)

- Чому?

Вчитель: Яка ж робота є механічною?

Давайте звернимося до підручника (параграф 30, стр. 200)

Учні: Механічна робота – це фізична величина, яка характеризує зміну положення тіла під дією сили і дорівнює добутку сили на шлях, подоланий тілом у напрямку цієї сили.

 

Вчитель:

1. Робота позначається літерою А.

Роботу можна розрахувати за формулою:  A = Fl

 

Де A – механічна робота

 F-значення сили, що діє на тіло

 l - шлях, який подолало тіло, рухаючись у напрямку цієї сили, якщо тіло піднімаємо, або опускаємо позначаємо – h

Одиниці роботи в системі СІ – Дж (Джоуль);

Названа на честь англійського вченого Джеймса Джоуля

СІ: [A] = Н · м = Дж.

 Джоуль дорівнює механічній роботі, яку виконала сила 1Н, переміщаючи тіло на 1 метр.

Повторимо кратні та частині одиниці вимірювання:

1 Дж = 0,001 кДж

1кДж = 1000 Дж

1 МДж= 1000000 Дж

(повертаємося до відео про ексаватора)

Вчитель: Давайте повернемося до питання на початку уроку:

•           Чи виконує екскаватор механічну роботу піднімаючи вантаж?

Так (прикладається сила і вантаж переміщається);

•           Чи здійснює екскаватор механічну роботу утримуючи вантаж?

Ні (сила прикладається, але тіло нікуди не рухається)

•           Чи виконує спортсмен механічну роботу піднімаючи штангу?

Так (прикладається сила і штанга переміщається)

•           Чи здійснює спортсмен механічну роботу утримуючи штангу?

Ні (сила прикладається, але тіло нікуди не рухається)

Вчитель: Та у мене запитання: чому спортсмен не виконуючи механічну роботу, коли утримує штангу, так втомлюється?

 

Експеримент: попробуйте потримати портфель на витягнутій руці (втомилися?)

Висновок: тому, що м’язи в даному випадку на долю міліметра скорочуються, та знову напружуються.

Вчитель: тепер ви легко будете розрізняти поняття роботи, яке ми використовуємо в побуті.

Поняття механічної роботи, яке використовується в фізиці.

Та, чому втомлюємося, навіть тоді, коли ми не здійснюємо переміщення.

Вчитель: Як ви знаєте, сила має напрямок – це векторна величина, а от робота не має напрямку, тобто є скалярною величиною.

Але робота може бути додатною, відємною або дорівнювати нулю – залежно від того, куди напрямлена сила відносно напрямку руху тіла. Розглянемо ці приклади споглядаючи таблицю в підручнику та на слайді.

Робота є додатною, А>0	Робота є від’ємною, А < 0	Робота дорівнює нулю, А = 0
Напрямок сили збігається з напрямком руху тіла   A = Fl	Напрямок сили протилежний напрямку руху тіла A = -Fl	Напрямок сили перпендикулярний до напрямку руху тіла А = 0

 

Вчитель: розгляньте сили,  які діють на автомобіль, що рухається горизонтальною ділянкою дороги: сила тяги, сила опору рухові, сили нормальної реакції опори, сила тяжіння.

Яка сила на вашу думку, виконує додатну роботу? Від’ємну роботу? Робота яких сил дорівнює нулю?

Розв’язування задач

Експериментальна задача, виконана з допомогою цифрової лабораторії Einstein

№1

Завдання: Визначити механічну роботу, яку потрібно виконати, щоб підняти тіло по похилій площині вгору.

Обладнання: динамометр, дротове з’єднання, USB, реєстратор  Einstein Lad Mate, штатив з муфтою і лапкою, дерев’яна дошка, дерев’яний брусок.

Експериментальна задача

№2

Вчитель: хто знає свою вагу? Якщо стрибнути зі стільця висота якого 0,5 метра, чому буде дорівнювати ця робота?

2. Потужність

Одну й ту саму роботу різні машини і механізми можуть виконувати по-різному: одні — швидше, інші — повільніше.

Так, якщо екскаватор і копач одночасно розпочнуть копати траншеї, то зрозуміло, що екскаватор виконає роботу значно швидше за грабаря.

Так само кран швидше за вантажника перенесе потрібну кількість цеглин; трактор швидше за коня зоре поле.

Швидкість виконання роботи у фізиці характеризують потужністю.

 

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

N — потужність;

А — механічна робота;

t — час виконання роботи.

Одиниця потужності в СІ — ват:

[N] = Вт.

Ця одиниця дістала свою назву на честь британського інженера та винахідника-механіка Дж. Ватта.

1 Вт дорівнює потужності, за якої протягом 1 с виконується робота 1 Дж:

3. Як потужність залежіть від сили тяги та швидкості руху

Потужність транспортного засобу, наприклад, автомобіля, зручно виражати не через роботу й час, а через силу й швидкість.

 

Отже, отримано формулу для обчислення потужності:

F — сила;

v — швидкість руху.

IV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Розв’язування задач

1. Яку потужність розвиває штангіст, якщо штангу масою 125 кг він піднімає на висоту 70 см за 0,3 с?

Дано:

Розв’язання   Відповідь:

 

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Бесіда за питаннями

1. Яку роботу називають механічною?

2. Наведіть приклади, коли тіла виконують механічну роботу.

3. Як визначають механічну роботу?

4. Назвіть одиниці механічної роботи.

5. У яких випадках робота не виконується?

6. Що таке потужність?

7. За якою формулою визначають потужність?

8. Які є одиниці потужності?

9. Як можна визначити механічну роботу, знаючи потужність двигуна і час протягом якого він працював?

 VI. Домашнє завдання

      1.Вивчити конспект

 2. Самостійно придумати і розв’язати задачу на потужність