Работа и мощность

Автор: Калюжная Оксана Николаевна

Организация: ГБОУ «ОШ № 11 Шахтерского М.О.»

Населенный пункт: ДНР, г. Шахтерск

Урок физики в 7 классе на тему «Механическая работа и мощность»

(Разработала учитель физики ГБОУ «ОШ№11 Шахтёрского м.о.»

Цели урока:

• познакомятся с понятиеями «механическая работа» и «мощность», выяснят физический смысл данных величин;
• закрепят полученные знания на решении различного вида задач;

Оборудование:

• • динамометр, брусок с грузами, линейка.

Оснащение урока:

• карточки для индивидуальной работы:

• формулы,
• презентация,
• задачи;

Демонстрации:

Определение работы при равномерном перемещении бруска на некоторое расстояние (обратить внимание учащихся на равенство сил тяги и трения при равномерном движении).

План урока:

1. Организационный момент.
2. Повторение материала по теме «Силы»:
   • индивидуальная работа;
3. Изучение нового материала (в форме беседы):
   • введение понятий «механическая работа», «мощность», формулы для расчёта работы и мощности, единицы измерения;
   • демонстрация опыта.
4. Закрепление изученного материала.

• решение качественных и расчётных задач;
• с/р в форме теста.

5. Итог урока и д/з.

Ход урока:

1. Организационный момент.

Учитель: Ребята, помните ли вы стихотворение В.В. Маяковского «Кем быть»? Там есть такие строки: «У меня растут года, будет и семнадцать. Где работать мне тогда, чем заниматься?

… Работа всякого нужна одинаково.

… Все работы хороши, выбирай на вкус!»

 

Как вы думаете, о чем сегодня мы будем вести речь на уроке?

Ученики: о работе.

Учитель: А что такое работа с точки зрения физики?

Учитель сообщает тему и цель урока.

Повторение материала по теме «Силы».

Индивидуальная работа (устная):

1. Задание 1: «Из предложенных формул выберите правильные формулы для расчёта сил».

 

Fт = mg	Fт = mρ
Fупр = - kx	Fупр = - km
P = mg	P = mV

 

(После проверки ответа учащемуся задаётся дополнительный вопрос на определение силы - вес.)

2. Задание 2: «Рассмотрите рисунок. Подумайте, какие силы могут действовать на тело? Куда эти силы направлены?»

(После проверки ответа учащемуся задаётся дополнительный вопрос на определение силы трения.)

3. Задание 3: «Найдите соответствие физической величины и единицы измерения в системе СИ».

 

F	t	V	g	Н	с	Н/кг	см	г
S	P	m	кг	м	м/с	Н	кг	км/ч

 

Учитель: Мы вспомнили все силы, которые изучались ранее. Эти знания нам помогут сегодня для введения новой физической величины, которая неразрывно связана с понятием действующей силы.

И эта физическая величина – механическая работа.

2. Новый материал.

Учитель: Начиная с 1826 года, когда французский ученый Ж. Понселе ввёл понятие работы, под этим словом стали понимать ещё и определённую физическую величину.

 

ВВЕДЁМ ОБОЗНАЧЕНИЕ: А – работа

 

Учитель: Как вы думаете, когда совершается работа, с точки зрения физики?

Предполагаемый ответ учащихся: Прежде всего, к телу должна быть приложена сила.

Учитель: Что будет происходить под действием этой силы?

Предполагаемый ответ учащихся: Тело будет перемещаться.

 

ВЫВОД: Первое условие совершения работы – наличие силы, действующей на тело. Второе условие - тело должно двигаться (перемещаться), только тогда совершается работа в обычном понимании.

 

Учитель: Как же рассчитать работу?! Понселе сформулировал правила для расчёта работы (мы рассматриваем частные случаи – когда сила приложена горизонтально или вертикально):

 

• • Пусть к телу приложена сила, направленная вправо, тело тоже движется вправо, тогда работу этой силы можно найти по формуле: А=F*S (положительная работа)

 

Учитель: Подумайте, какая сила может совершать положительную работу?

 

Предполагаемый ответ учащихся: Сила тяги, сила тяжести при падении тела и т.д.

• • Пусть тело движется вправо, а сила, приложенная к телу, направлена влево, тогда работа этой силы равна: А= - F*S (сила совершает отрицательную работу)

 

Учитель: Как вы думаете, какая сила совершает отрицательную работу?

 

Предполагаемый ответ учащихся: Сила трения, сила тяжести при подъёме тела и т.д.

 

• • Если на тело действует сила, направленная перпендикулярно перемещению, то эта сила никакой работы не совершает. А=0

 

Учитель: Как вы думаете, в каком случае работа силы будет равна нулю?

 

Предполагаемый ответ учащихся: Сила тяжести при движении тела по горизонтали и т.д.

Учитель: Посмотрите на формулы для расчёта силы, и скажите, от чего зависит работа?

ВЫВОД: Чем больше сила и путь, пройденный в направлении действия силы, тем больше работа, совершаемая данной силой.

Учитель: Физическую величину ввели. Обозначение. Формулу. Что ещё необходимо знать у физической величины?

Предполагаемый ответ учащихся: Единицу измерения.

 

• Единица измерения работы – Джоуль, в честь английского физика – Дж. Джоуля.

Определение: 1 Дж – эта работа, совершаемая силой в 1Н при перемещении тела на 1м в направлении действия силы.

 

Учитель: механическая работа в физическом понимании.

 

Учитель: А теперь вам задание: «Рассчитайте, какую работу совершает сила тяги и сила трения при равномерном движении».

Учитель демонстрирует опыт. Брусок с несколькими грузами тянется равномерно по горизонтальной поверхности с помощью динамометра на расстояние 50 см.

Ответы учеников.

Видеоролик «Механическая работа в опытах и экспениментах»

3. Закрепление нового материала.

Учитель: Попробуем применить наши знания на практике.

• • • • Решение задач (все вместе):

 

ЗАДАЧА 1: На рисунке изображены три бруска, первый – покоится, второй - движется по инерции без трения, третий – движется под действием силы F (трение отсутствует). В каком из перечисленных случаев совершается механическая работа?

 

ЗАДАЧА 2: Какую работу совершает сила тяжести при движении шарика по гладкой горизонтальной опоре?

 

 

 

 

ЗАДАЧА 3: Посмотрите на рисунок. Какая сила совершает положительную работу, отрицательную и равную нулю?

 

 

 

ЗАДАЧА 4:

 

ДАНО: СИ Решение:

 

S=3 м А = - FS

m =50 г 0,05 кг F = mg

F = 0,05 кг* 10 Н/кг = 0,5 Н

А= - 0,5Н*3 м = 1,5 Дж

А=?

Ответ: А= - 1,5 Дж

 

УЧИТЕЛЬ: А теперь давайте проверим, как вы усвоили понятие механической работы. Вам предлагается решить тест на компьютере и увидеть результат усвоения материала.

• Самостоятельная работа – тест.

После его выполнения они сразу же получают оценку. Если есть ошибки, то можно вернуться обратно в тест и найти их. На данном уроке выставляются только положительные оценки.)

 

Вопрос - 1
Какая из перечисленных единиц является единицей измерения работы?
Ответы:	1.	Метр
	2.	Ньютон
	3.	Джоуль
	4.	Килограмм
Вопрос - 2
Сила натяжения каната при подъёме лифта равна 4000 Н. Какую полезную работу совершает двигатель при равномерном подъёме лифта на высоту 20 м?
Ответы:	1.	200 Дж
	2.	80000 Н
	3.	0 Дж
	4.	80000 Дж
Вопрос - 3
Под действием силы 100 Н тело переместилось в направлении действия силы на 10 м за 20 с. Какую работу совершила сила?
Ответы:	1.	10 Дж
	2.	1000 Дж
	3.	20000 Дж
	4.	2000 Дж
Вопрос - 4
В каком случае сила тяжести совершает положительную работу?
Ответы:	1.	Мальчик прыгает с дерева
	2.	Штангист поднимает вверх штангу с грузами
	3.	Человек держит на плечах мешок с картофелем
	4.	Мяч летит вверх
Вопрос - 5
Как рассчитать работу силы трения при движении санок с горки?
Ответы:	1.	А = F*S
	2.	А = - F*S
	3.	A = 0
	4.	A = mg

 

4. Подведение итогов, выставление оценок и д/з: §49, вопросы стр.169

 

6. Физкультминутка. Руководит физкультминуткой (гимнастика для глаз)

1. Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5.
2. Крепко зажмурить глаза (считать до 3), открыть глаза и посмотреть вдаль (считать до 5).
3. Вытянуть правую руку вперед. Следить глазами, не поворачивая головы, за медленными движениями указательного пальца вытянутой руки влево и вправо, вверх и вниз.
4. В среднем темпе проделать 3–4 круговых движения глазами в правую сторону, столько же в левую сторону. Расслабив глазные мышцы, посмотреть вдаль на счет 1–6.

• проблему: Начнем с примера из жизни. Вам необходимо доставить тяжелую коробку на 10 этаж высотного здания. У вас есть выбор: идти по лестнице и ехать в лифте. Напомню, что в обоих случаях механическая работа, совершенная при этом будет одинаковой. Конечно же, большинство из вас выберут, лифт.

Вопрос: В чем разница при выполнении одной и той же работы?

Ответ: затратим разное время.

Объясняет теоретический материал по плану:

1. 1. Определение Буквенное обозначение; Формула; Единица величины

5. Работа по презентации.

Учитель предлагает ответить на вопросы:

1. 1. 1. Что характеризует мощность?
      2. Как вычислить мощность?
      3. Что принимают за единицу мощности?

Учитель предлагает учащимся обратиться к учебнику с.134, таблица мощностей некоторых двигателей, кВт

Скажите, какова мощность двигателя автомобиля? Самолёта?

Что означают эти числа вместе с наименованием?

Как, зная мощность и время работы, рассчитать работу?

Видеоролик «Мощность в опытах и экспериментах»

Полный текст статьи см. в приложении.