Конспект уроку на тему: "Механічна робота. Потужність"

Тема. Аналіз контрольної роботи . Механічна робота. Потужність.

Мета. Ввести поняття роботи, потужності, ввести одиниці роботи та потужності, з'ясувати випадки, коли робота від'ємна, додатна або дорівнює нулю; розвивати логічне мислення.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

1. Організаційний етап.
2. Аналіз контрольної роботи
3.                    Мотивація навчальної діяльності

Роботу виконують вода і повітря, машини й механізми, будівельники і вантажники. А чи виконує роботу учень, який нерухомо тримає в  руках важкий портфель? програміст, який, сидячи за комп’ютером, виконує завдання? І  взагалі, що мають на увазі фізики, коли говорять про механічну роботу?

Сучасні машини можуть виконувати роботу в  тисячі разів швидше за людину. Яка ж характеристика машин є показником їхньої ефективності? 

4.                     Актуалізація опорних знань та вмінь

1. Що таке робота?

2. Як ви розумієте поняття потужність?

5. Вивчення нового матеріалу

План:

1.Визначаємо фізичний зміст роботи.

2. З’ясовуємо, яких значень може набувати механічна робота

3. Дізнаємося про геометричний зміст роботи

 4. Знайомимось із фізичною величиною «потужність»

5. З’ясовуємо, як потужність залежіть від сили тяги та швидкості руху

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:

, де A — механічна робота; F- значення сили, що діє на тіло; l — шлях, який подолало  тіло, рухаючись у напрямку цієї сили. Одиниця роботи в СІ — джоуль (Дж).

Як ви знаєте, сила має напрямок — це векторна величина. А от робота сили не має напрямку, тобто робота є величиною скалярною. Але робота може бути додатною, від’ємною або дорівнювати нулю — залежно від того, куди напрямлена сила відносно напрямку руху тіла:

Нехай тіло рухається під дією незмінної сили  F , напрямок якої весь час збігається з напрямком руху тіла. Робота такої сили дорівнює добутку сили на шлях: . Побудуємо графік залежності значення сили F від шляху l, який долає тіло. Графік являє собою відрізок прямої, яка паралельна осі абсцис (осі шляху).

Із рисунка бачимо, що добуток є добутком довжини та ширини прямокутника, тобто відповідає площі S цього прямокутника. У цьому полягає геометричний зміст механічної роботи:

Якщо напрямок сили, яка діє на тіло, збігається з  напрямком руху тіла, то робота цієї сили чисельно дорівнює площі фігури під графіком залежності сили від шляху, який долає тіло.

Це твердження поширюється й на випадки, коли сила є змінною.

Різним виконавцям для здійснення тієї самої роботи потрібен різний час. Так, якщо екскаватор і копач одночасно розпочнуть копати траншеї (рис. 31.1), то зрозуміло, що екскаватор виконає роботу значно швидше за копача. Так само кран швидше за вантажника перенесе потрібну кількість цеглин; трактор швидше за коня зоре поле.

Для характеристики швидкості виконання роботи використовують фізичну величину потужність. Рис. 31.1. Екскаватор виконує ту саму роботу в декілька разів швидше за копача.

 Потужність — це фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи і дорівнює відношенню виконаної роботи до часу, за який цю роботу виконано:, де N — потужність; A — робота; t — час виконання роботи.

Одиниця потужності в СІ — ват: [ N ]= Вт.

Припустимо, що треба визначити потужність транспортного засобу, який рухається з незмінною швидкістю v, а його двигун створює силу тяги F. Для визначення потужності скористаємося формулою: .Згадаємо формулу для розрахунку роботи: , а також те, що в разі рівномірного руху шлях l, який подолало тіло, дорівнює добутку швидкості руху тіла на час його руху: . Після перетворень маємо:

VI. Закріплення нових знань та вмінь.

1. Два хлопчики прокатали один одного на санках. Чи виконували вони при цьому механічну роботу? Відповідь обгрунтуйте.

2. Яструба масою 0.4 кг повітряним потоком підкинуто на висоту 70 м. Визначте роботу сили, яка підняла птаха.

3. Дві дівчинки різної маси наввипередки бігли по сходах і піднялися на третій поверх одночасно. Чи однакову потужність аони розвивали при цьому?

4. Визначте потужність, що розвивається двигуном трактора, який, рухаючись зі швидкістю 25 км/год, дає силу опору 45кН?

5. Яку роботу здійснює двигун потужністю 0,9кВт за 7хв?

VII. Підсумки уроку

VIII. Домашнє завдання

Вивчити § 30-31, розв'язати вправу 30 (1,2,3) сторінка 203.