Урок-путешествие "Механическая работа. Мощность".

Фамилия, имя, отчество автора: Волкова Элеонора Борисовна.

Квалификационная категория: первая.

Место проживания: Московская область, город Лыткарино.

Название учебного учреждения: Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 5 (МОУ СОШ № 5).

Дисциплина: физика.

Учебник, по которому ведется обучение: А.В.Перышкин. Физика 7.

Тема: Урок-путешествие «Механическая работа. Мощность».

Класс: 7.

Продолжительность урока: 45 минут.

Урок-путешествие

«Механическая работа. Мощность» 7 класс.

Цель урока:

Обобщение и углубление знаний учащихся о физических величинах – работа и мощность.

Выработать умения и навыки решения задач по теме «Механическая работа. Мощность»

Задачи:

• образовательные:

- выявление уровня овладения знаниями и умениями, полученными на предыдущих уроках по теме,

- применение полученных знаний для решения различных задач;

• воспитательные:

- формирование положительной учебной мотивации, осознанного и активного отношения к своей учебной деятельности, навыков рациональной организации учебного труда, самостоятельной деятельности;

• развивающие:

- развитие творческих способностей, коммуникативных навыков работы в группе, познавательных процессов - речи, памяти, мышления;

- совершенствование навыков анализа, обобщения, умения выступать и защищать свою точку зрения;

- раскрытие личностно-индивидуальных возможностей каждого учащегося и определение условий для их проявления и развития.

План урока

1.Подготовка к восприятию нового материала: постановка проблемы

2.Объявление темы урока и цели урока

3. Решение задач

4. Подведение итогов урока. Постановка домашнего задания

5. Рефлексия

1.Подготовка к восприятию нового материала: постановка проблемы

Вступительное слово учителя.

Все мы знаем, что физика-это одна из самых интересных наук, которая занимается изучением закономерностей, определяющих структуру и развитие мира. Особенная и занимательная она тем, что при помощи изучения того или иного явления, мы прибегаем к ряду вопросов, к счастью, на которые в большинстве случаев, даны ответы. Если мы обратим внимание на то, что нас окружает и попробуем понять суть того, что происходит, то в большинстве случаев данная наука нам поможет.

А сейчас прослушайте, интересный отрывок из произведения, с которым многие из вас знакомы. Только рассмотрим мы его уже с точки зрения физики, а не литературы.

Ситуация 1:

Учитель читает отрывок из рассказа Л. Н. Толстого «Прыжок»

«Мальчик поднялся за дразнящей его обезьяной на перекладину верхушки мачты.

«Стоило ему только оступиться – и он бы вдребезги разбился о палубу. Да если б даже он и не оступился, а дошел до края перекладины и взял шляпу, то трудно было ему повернуться и дойти назад до мачты. Все молча смотрели на него и ждали, что будет…

В это время капитан корабля, отец мальчика, вышел из каюты. Он нес ружье, чтобы стрелять чаек. Он увидел сына на мачте, и тотчас же прицелился в сына и закричал:

- В воду! Прыгай сейчас в воду! Застрелю!

Мальчик шатался, но не понимал.

- Прыгай или застрелю!.. Раз, два…- и как только отец крикнул: «Три» - мальчик размахнулся и прыгнул вниз.

Точно пушечное ядро шлепнуло тело мальчика в море, и не успели волны закрыть его, как уже двадцать матросов спрыгнули с корабля в море».

Вопрос:

1) Какая сила совершила работу и заставила мальчика падать вниз?

2) Какая сила не совершала работы?

3) Какая сила совершила работу и заставила мальчика всплыть вверх из воды?

4) Как рассчитать работу этих сил, зная, что масса мальчика 40 кг, а объем его тела равен 0,14 м³?

Ситуация 2:

Прошу двух смелых учеников выйти к доске и, взяв в руки канат, показать кто из них мощнее? Не сильнее, а именно мощнее?

Как это сделать?

2. Объявление темы урока.

Тема сегодняшнего урока:

«Решение задач по теме: «Механическая работа. Мощность»

Цель нашего урока:

вспомнить понятия «механическая работа», «мощность», расширить кругозор, научиться решать задачи разных видов: теоретические, экспериментальные, комбинированные, тестовые по теме.

1. Какие два условия необходимы для совершения механической работы?

Это интересно! Тщательные наблюдения показывают, что груз в руках человека на самом деле не остается в полном покое, а совершает небольшие колебания, периодически поднимаясь и опускаясь. Мышцы человека при этом то расслабляются, то сокращаются, затрачивая на каждый микроскопический подъем груза вырабатываемую организмом энергию.

Примером немеханической работы является и простое запоминание человеком какой-либо информации. Этот процесс связан с жизнедеятельностью клеток мозга. Это немеханическая работа.

2. От каких двух величин зависит совершенная работа?

3. Укажите, в каком случае совершается механическая работа: ответьте «да» или «нет».

1. На столе стоит гиря. 6. Вода давит на стенку сосуда.

2. На пружине висит груз. 7. Мальчик поднимается вверх по лестнице.

3. Трактор тянет прицеп 8. Кирпич лежит на земле

4. Муха летит по комнате 9.Ученик запоминает формулу

5.Компьютер решает задачу 10.Тело бросили вертикально вверх

Оцените свои знания: 9-10 правильных ответов-«5»

8-7 правильных ответов-«4»

6-5 правильных ответов-«3»

4. Что принимают за единицу работы?

5. Дайте определение единицы работы. Какие ещё единицы работы вы знаете?

Выразите в джоулях работу:

0,25 кДж= 250 Дж

2,2 кДж= 2200 Дж

0,15 МДж=150000 Дж

1,2 МДж=1200000 Дж

670 Н·м=670 Дж

3. Решение задач.

3.1.Решение задачи из отрывка

1) Задача на нахождение работы силы тяжести:

Дано: Решение.

m = 40 кг А = F·h

g = 9,8 м ∕ с² F = m·g

h = 40 м 1) F=40 кг·10 Н/кг=400 Н

---------------- 2) А=400 Н·40 м=16 000 Дж

А_т - ? Ответ: А=16 кДж

2) Задача на нахождение работы силы Архимеда

Дано: Решение.

V = 0,14 м³ А=F·h

ρ = 1030 кг ∕м³ F=g·ρ·V

g = 9,8 м ∕ с² F=1030кг/м³·10Н/кг·0,14м³=1 442 Н

h = 40 м А=1 442 Н·40 м = 57 680 Дж

------------------ Ответ: А=57,68 кДж.

А_а - ?

3.2.Разбор ситуации с канатом.

Определить точку, относительно которой будет перемещаться канат, замерить время перемещения каната, расстояние, на которое перемещается канат.

Так как мощность – это быстрота совершения работы, то можно оценить отношение мощностей двух семиклассников и сказать, кто из них мощнее.

1. Что показывает мощность?

2. Как вычислить мощность, зная работу и время?

3. Как называется единица мощности?

4. Какие единицы мощности используют в технике?

5. Как, зная мощность и время работы, рассчитать работу?

Схема иллюстрирует, на сколько «мощь человеческого разума» больше мощности человеческих мускулов.

Из приведенной схемы видно, что:

• Мощность легкового автомобиля примерно в тысячу раз больше средней мощности человека;

• Мощность авиалайнера примерно в тысячу раз больше мощности автомобиля;

• Мощность космической ракеты примерно в тысячу раз больше мощности самолета.

Динамическая пауза. Ребята встают и выполняют упражнения.

Мы в ракету дружно сели,

(все приседают)

В космос полететь хотели, (поднимаются, руки вверх)

С притяжением Земли

Мы бороться не смогли.

Шлём вам всем большой привет, (помахать руками)

Опоздавшим места нет.

3.3 Решение экспериментальной задачи.

На столах имеется лабораторное оборудование: динамометр, набор грузов по механике, сантиметровая лента.

Задание: сравнить работы, совершенные при подъеме вверх 1-го, а затем 2-х грузов с уровня пола до крышки стола.

Учитель:

Давайте, сформулируем цель нашей работы:

Ученик:

Определить отношение работ, совершаемых при подъеме грузов.

Учитель:

Каков план действий?

Ученик:

1) Определить с помощью динамометра вес груза.

2) Измерить высоту парты.

3) Рассчитать механическую работу, совершаемую при подъеме груза.

4) Проделать тоже для 2-х грузов.

5) Сравнить полученные значения работ и сделать вывод.

Учитель открывает план действий для выполнения эксперимента, написанный на доске, и ранее закрытый от учеников и ученики приступают к работе.

Решение задач по иллюстрации.

1) По карточке с рисунком придумайте текст задачи, решите ее в тетради

Дано: Решение.

t=10 мин=600 с А=F·S

F=250 Н А=120м·250Н=30 000 Дж

S=120 м N=А/t

Найти: А-? N=30 000Н/600с=50 Вт

N-? Ответ: А=30 кДж, N=50 Вт.

2) Сила тяги двигателя реактивного самолета МИГ-21 38кН. Какая работа, совершаемая двигателем за 20 с полета со скоростью 1800 км/ч? Какую мощность развивает двигатель при таком полете?

Дано: Решение.

F=38 кН=38 000Н N=А/t, А=F·S, S=υ·t

t=20 с 1) S=500 м/с·20 с=10 000 м

υ=1 800км/ч=500м/с 2) А=10 000 м·38 000Н=380 000 000 Дж

Найти: 3) N= 380 000 000Дж/20с= 19 000 000 Вт

N-? Ответ: N=19 МВт.

3.5 Решение задач по уровням

Первый уровень.

1. На полу стоит ящик массой 20 кг. Какую работу надо произвести, чтобы поднять ящик на высоту кузова автомашины, равную 1,5 м? 

Дано: m= 20 кг                       Решение:

          h=1,5 м                       А=Fs                                          

Найти: А-?                               A=mgh; A=20кг ·9,8Н/кг 1,5м=300 Дж

Ответ: А=300 Дж.

Второй уровень.

2. Вычислите работу, совершаемую при подъеме бетонной плиты объемом 0,5 м³ на высоту 15 м. Плотность бетона 2300кг/ м³.

Дано: Решение.

V=0,5 м³A=mgh

h=15 м m=ρ·V; m=0,5 м³·2 300 кг/м³=1 150 кг

ρ=2 300 кг/м³ А=1 150 кг·10 Н/кг·15 м=172 500 Дж

Найти: А-? Ответ: А=172,5 кДж

Третий уровень.

3. Мощность двигателя подъёмной машины равна 4 кВт.  Какой груз она может поднять на высоту 15 м в течение 2 минут?

6. Решение тестовых задач.

Тест по теме: «Механическая работа. Мощность.»

Вариант 1.

1. Тело совершает работу только тогда, когда…

А) …оно движется В) …оно движется по инерции

Б) …на него действует сила Г) …на него действует сила и оно движется

2. Механическую работу вычисляют по формуле:

А) F = p • S В) А = F • s

Б) Р = m • g Г) F = g • ρ • V

3. Работу измеряют в ..

А) Джоулях В) Метрах

Б) Ньютонах Г) Паскалях

4. Какую работу совершает сила в 1Н на пути 1 м в направлении действия силы?

А) 1 Вт В) 10 Вт

Б) 1 Дж Г) 10Дж

5. Вычислите работу, которую производит садовод, прикладывая к тачке с землей силу 25 Н и перемещая ее на расстояние 20 м.

А) 45 Дж В) 0,5 кДж

Б) 50 кДж Г) 500 Дж

Тест по теме: «Механическая работа. Мощность.»

Вариант 2.

1. Быстроту выполнения работы характеризует величина …

А) …время В) …сила

Б) …скорость движения Г) …мощность

2. Мощность можно вычислить по формуле …

А) N =А ∕ t В) А = F • s

Б) p = F ∕ S Г) Р = m • g

3. Мощность измеряют в …

А) …Ньютонах В) …Ваттах

Б) …Паскалях Г) … Джоулях

4. Чему равна мощность, если за 1 секунду совершается работа равная 1 Дж?

А) 1 Вт В) 60 Вт

Б) 3600 Вт Г) 1 Вт

5. Чему равна работа, произведенная миксером мощностью 150 Вт за 10 с?

А) 15 Дж В) 1500 Дж

Б) 150 Дж Г) 1 Дж

Бланк ответов

Фамилия, имя___________________________________________ Вариант:

Номер задания	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Вариант ответа

Ответы к тестовому заданию:

Вариант 1: №1 – Г; №2 – В; №3 – А; №4 – Б; №5 – Г

Вариант 2: №1 – Г; №2 – А; №3 – В; №4 – Г; №5 – В

4. Подведение итогов урока. Постановка домашнего задания.

Выводы:

Итак, давайте подведем итог.

Мы сегодня с вами научились:

• решать задачи на применение формулы для расчета механической работы.

• решать задачи на применение формулы для расчета мощности.

А так же, что немало важно:

• развивали умение анализировать, выдвигать гипотезы, наблюдать и экспериментировать;

• развивали умение выражать результаты собственной мыслительной деятельности, используя разные способы.

А для следующего урока:

• я надеюсь, что разбудили интерес и желание изучать физику, решать нестандартные задачи, экспериментировать.

Домашнее задание. Повторить § 53,54. Определить работу силы тяжести при подъёме портфеля.

Рефлексия.

Ребята у вас на партах лежат желтые, зелёные и красные флажки.

Красный – тема очень сложная и мне нужна дополнительная работа с учителем по этой теме.

Жёлтый – тема сложная, но мне достаточно ещё раз самому сесть и прочитать параграф учебника. Почитать конспекты. Выполнить вдумчиво домашнее задание.

Зелёный – тема несложная. Я легко справлюсь с домашним заданием.

Поднимите тот, который ближе всего отражает ваше настроение в конце урока.

Материал к уроку:

   

... сердце человека, перекачивая кровь, за одно сокращение совершает около 1 Дж работы. Этой работы будет достаточно для подъема гири массой 10 кг на высоту 1 см.

... мощность, развиваемая взрослым человеком при обычной ходьбе по ровной дороге равна 60–65 Вт. При быстрой же ходьбе уже требуется мощность 200 Вт. Для сравнения скажем, что мощность электродвигателя домашней кофемолки 100–200 Вт, а мясорубки – 500 Вт.

Краткий обзор интересных фактов

1. Оказывается, тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг из-за действия закона Архимеда в газах. Архимедова сила, действующая на тонну дерева, больше аналогичной силы, действующей на тонну железа, в силу разности их объемов. Следовательно, истинный вес дерева равен 1 тонне плюс архимедова сила дерева; истинный вес железа равен 1 тонне плюс архимедова сила железа.

2. Вода обладает многими удивительными свойствами, резко отличающими ее от всех других свойств жидкостей. Все тела при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Все кроме воды. При температуре от 0 до +4⁰С вода при охлаждении расширяется, при нагревании сжимается. При +4⁰С вода имеет наибольшую плотность, равную 1000 кг/м³.

3. В России в 1834 г. отец и сын Черепановы, крепостные горнозаводчика Урала Демидова, построили первый отечественный паровоз. Этот паровоз перевозил руду на территории Нижнетагильского завода по специальной «чугунной дороге». Он развивал скорость 15 км/ч при грузе в 3,5 т.

Используемые материалы:

1. Интернет ресурсы: http://do.gendocs.ru/docs/index-221105.html; http://school1-asb.ucoz.ru/Melnikova/Urok2.doc.

2. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 10 класс: учебник. – М.: Илекса, 2005.

3. Кирик Л.А., Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 10 кл.: Методические материалы для учителя. – М.: Илекса, 2005.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Карточки.

Механическая работа. Мощность.

Первый уровень.

На полу стоит ящик массой 20 кг. Какую работу надо произвести, чтобы поднять ящик на высоту кузова автомашины, равную 1,5 м? 

Второй уровень.

Вычислите работу, совершаемую при подъеме бетонной плиты объемом 0,5 м³ на высоту 15 м. Плотность бетона 2300кг/ м³.

Третий уровень.

Мощность двигателя подъёмной машины равна 4 кВт.  Какой груз она может поднять на высоту 15 м в течение 2 минут?

- --------------------------------------------------------------------------------------------------------

Механическая работа. Мощность.

Первый уровень.

На полу стоит ящик массой 20 кг. Какую работу надо произвести, чтобы поднять ящик на высоту кузова автомашины, равную 1,5 м? 

Второй уровень.

Вычислите работу, совершаемую при подъеме бетонной плиты объемом 0,5 м³ на высоту 15 м. Плотность бетона 2300кг/ м³.

Третий уровень.

Мощность двигателя подъёмной машины равна 4 кВт.  Какой груз она может поднять на высоту 15 м в течение 2 минут?