Конспект урока и презентация по физике "Механическая работа и мощность" 7 класс

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

(Разработала учитель физики МБОУ СОШ р.п.Лазарев Князева Т.А.)

Цели урока:

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

Оборудование:

Ø  динамометр, брусок с грузами, линейка.

      Оснащение урока:

ü  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.

Учитель:  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.

Ø   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.

Ø   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:  §53, вопросы, №58 упр.28 (3,4)

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.

Создает 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.      Определение    Буквенное обозначение;    Формула;    Единица величины

5.      Работа по презентации.

Учитель предлагает ответить на вопросы:

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»

6.      Рефлексия 

Как по вашему мнению, какую работу вы совершили и какова мощность  изученного вами материала на сегодняшнем уроке?

7.      Итоги урока. Выставление оценок.

8.     Домашнее задание  J § 53, 54; Упр. 28 (3) Упр. 29 (4)

• 1 слайд

  7 класс
  МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА.
  Мощность 7 класс
  Презентацию подготовила учитель физики МБОУ СОШ р.п.Лазарев Князева Т.А.
  

• 2 слайд

  Цели урока:
  Познакомятся с новыми физическими величинами – «механическая работа», «мощность» и их единицами измерения в международной системе единиц СИ.
  Определят условия, необходимые для совершения механической работы.
  Научатся выражать мощность в различных единицах, анализировать мощности различных приборов и технических устройств.
  Научатся решать задачи на вычисление работы и мощности.
  

• 3 слайд

  Не мешай мне работать! Я читаю
  учебник физики!
  ЧТО МЫ ПОНИМАЕМ ПОД СЛОВОМ
  «РАБОТА»?
  Подумаешь! Я тоже
  работаю – прыгаю!
  В физике "механической работой" называют работу какой-нибудь силы (силы тяжести, упругости, трения и т.д.) над телом, в результате действия которой тело перемещается.
  

• 4 слайд

  Механическая работа - физическая величина, прямо пропорциональная приложенной силе и обратно пропорциональная пройденному телом пути.
  А - механическая работа, F - сила, S - пройденный путь.
  За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н, на пути, равном 1 м.
  МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА
  СИ: [A] = H ∙ м = Дж
  1Дж = 1Н ∙ 1м
  

• 5 слайд

  Работа не совершается (т.е. равна 0 ), если:
  S=0
  
  A=0
  1. Сила действует, а тело не перемещается.
  2. Тело перемещается, а сила равна нулю, или все силы скомпенсированы (т.е. равнодействующая этих сил равна 0). Так при движении по инерции работа не совершается.
  3. Направление действия силы и направление движения тела взаимно перпендикулярны.
  F=0
  A=0
  
  

• 6 слайд

  Работа может быть положительной и отрицательной.
  1. Если направление силы и направление движения тела совпадают, совершается положительная работа.
  
  2. Если направление силы и движения тела противоположны, совершается отрицательная работа.
  

• 7 слайд

  Это интересно!
  При перелете с большого пальца руки человека на указательный комар совершает работу -
  0, 000 000 000 000 000 000 000 000 001 Дж.
  
  Сердце человека за одно сокращение совершает приблизительно 1 Дж работы, что соответствует работе, совершенной при поднятии груза массой 10 кг на высоту 1 см
  

• 8 слайд

  Кто быстрее совершит одинаковую работу?
  Почему?
  Физическая величина, характеризующая скорость выполнения работы, называется механической мощностью
  

• 9 слайд

  МЕХАНИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ
  Мощность (N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа.
  СИ: [N] = Дж /c = Вт
   1 Вт = 1 Дж / 1с
  За единицу мощности, принята такая мощность, при которой за 1 с совершается работа в 1 Дж.
  

• 10 слайд

  Сам Джеймс Уатт (1736 - 1819) пользовался другой единицей мощности - лошадиной силой (1 л. с.), которую он ввел с целью возможности сравнения работоспособности паровой машины и лошади.
  Лошадиная сила
  1л.с. ≈ 735Вт
  

• 11 слайд

  Мощность автомобильных двигателей
  0-100 л. с. – малолитражные автомобили;
  100-200 л. с. – автомобили с двигателем средней мощности;
  200-500 л. с. – спортивные автомобили;
  500 л. с. и более – гоночные болиды и суперкары. 
  Музей "Лошадиная сила" расположен в самом центре Санкт-Петербурга:
  Конюшенная площадь, дом №1
  

• 12 слайд

  Ж
  Д
  Ж
  О
  У
  Л
  Ь
  Выберите сектор круга, наведите курсор, щелкните левой кнопкой мыши. Выберите правильный ответ. После этого вы получаете право нажать на кнопку того же цвета, что и выбранный Вами сектор, и открыть одну букву слова. Удачи!
  

• 13 слайд

  Совершает ли работу сила тяжести, действующая на книгу, лежащую на столе?
  Да, совершает положительную работу, т.к. …..
  Да, совершает отрицательную работу, т.к. …..
  Нет, не совершает, т.к. сила …..
  Нет, не совершает, т.к. тело …..
  
  
  
  не перемещается.
  Помощь
  

• 14 слайд

  Да, совершает положительную работу, т.к. …..
  Да, совершает отрицательную работу, т.к. …..
  Нет, не совершает, т.к. сила …..
  Спортсмен поднимает штангу вверх. Совершает ли при этом работу сила тяжести?
  Нет, не совершает, т.к. тело …..
  Помощь
  направление
  силы и движения тела противоположны
  

• 15 слайд

  Мальчик несет ведра с водой, стараясь ее не расплескать. Совершает ли он
  механическую работу?
  Да, совершает положительную работу, т.к. …..
  Да, совершает отрицательную работу, т.к. …..
  Нет, не совершает, т.к. сила …..
  Нет, не совершает, т.к. тело …..
  Помощь
  направление действия силы перпендикулярно направлению движения тела.
  

• 16 слайд

  Какой силой выполнена работа 30 кДж
  на пути 7,5 м?
  225 Н
  225 000 Н
  4 000 Н
  0,25 кН
  Помощь
  Помощь
  

• 17 слайд

  Какую работу совершает двигатель мотоцикла
  мощностью 25 кВт за 4 минуты?
  100 кДж
  
  6250 Дж
  
  104 Дж
  
  6000 кДж
  Помощь
  Помощь
  

• 18 слайд

  Какова мощность машины, которая поднимает молот весом 15 кН на высоту 0,8 м за 2 с?
  24000 Вт
  
  6000 Вт
  
  37500 Вт
  
  9380 Вт
  Помощь
  

• 19 слайд

  ЗАДАНИЕ НА ДОМ:
   § 53, 54;
  Упражнение 28 (3)
  Упражнение 29 (4)
  

• 20 слайд

• 21 слайд

  Используемые ресурсы:
  1.Материалы сайта "Класс!ная физика"
  Слайды №1-№6: http://class-fizika.narod.ru/7_rabota.htm
  Слайды №8-№9: http://class-fizika.narod.ru/7_moshnost.htm
  2. Слайд №10: Статья «Лошадиная сила и другие единицы измерения мощности двигателя» Автор: Сергей Громов (Феномены истории. Энциклопедический журнал) http://4put.ru/pictures/max/190/586563.gif
  3. Фотографии и анимации:
  Слайд №2: Божья коровка http://sosh19.okis.ru/img/sosh19/0_623b1_
  cda261ad_XL.gif
  Черепашка http://forum.moya-semya.ru/uploads/av-9276.gif
  Слайд №4: Паровозик http://www.umka.by/modules/thumb/thumb.php?
  img=%2F.%2Fimages%2Fitems%2F1712_image.jpg&w=400&h=400
  Слайд №5:
  Капля http://ic.pics.livejournal.com/aurume/15770482/4473/4473_original.gif
  Лыжница http://www.animated-gifs.eu/sports-skiing/0060.gif
  Слайд №6:
  Комар http://mooreslawnmaintenance.net/images/144_mosquito_graphic2.gif
  Сердце http://burn.krasgmu.ru/src/images/depts/194/heart_2_b_crop.gif
  
  

• 22 слайд

  Слайд №7:
  Картина http://img1.liveinternet.ru/images/attach/c/3/77/849/77849571_pahar.jpg
  Трактор http://lvovcity.com/images/stories/news/2013/03/14143.jpg
  Лопата http://my-ivanovo.ru/wp-content/uploads/2013/03/850.jpg
  Грейдер http://image.tsn.ua/media/images2/original/Feb2009/ee110f63cc_
  110397.jpg
  Слайд №9: Лошади http://interboom.ru/fid/aW1hZ2VfbWlkZGxlOjEzMz
  MyODcvL2ltYWdlX21pZGRsZToxMzMzMjg3
  http://gifportal.ru/data/smiles/jivotniea-2705.gif
  Слайд №10: Музей http://krabov.net/20460-loshadinaya-sila-41-foto.html
  Слайд №11: Мышь http://ksyha.narod.ru/dblclick.gif
  Слайд №13: Штангист http://www.celysvet.cz/skin/smile/s6535.gif
  Слайд №14: Мальчик http://www.planetaskazok.ru/images/
  stories/oseeva/sinie_listya/img_032.jpg
  Слайд №15: Мотоциклист http://www.lesitedeschampions.ca/sport
  -moto12.gif
  Слайд №16: Ковочный молот http://img.tootoo.com/mytootoo/upload/
  47/479578/product/479578_c9a2b63e458867aa51d6b33d980d81c6.jpg
  
  

• 23 слайд

  Слайд №8: Лошади
  http://interboom.ru/fid/aW1hZ2VfbWlkZGxlOjEzMzMyODcvL2ltYWdlX21pZGRsZToxMzMzMjg3
  http://gifportal.ru/data/smiles/jivotniea-2705.gif
  Слайд №9: Музей http://krabov.net/20460-loshadinaya-sila-41-foto.html
  Слайд №10: Мышь http://ksyha.narod.ru/dblclick.gif
  Слайд №12: Штангист http://www.celysvet.cz/skin/smile/s6535.gif
  Слайд №13: Мальчик http://www.planetaskazok.ru/images/stories/oseeva/sinie_listya/img_032.jpg
  Слайд №15: Мотоциклист
  http://www.lesitedeschampions.ca/sport-moto12.gif
  Слайд №16: Ковочный молот http://img.tootoo.com/mytootoo/upload/47/479578/product/479578_c9a2b63e458867aa51d6b33d980d81c6.jpg
  Слайд №17 : Зубчатая передача
  http://class-fizika.narod.ru/7_class/7_motshnost/mexanika5.gif
  Слайд №18: Колокольчик http://img-fotki.yandex.ru/get/6516/148561800.19d/0_9c368_caa5b7c0_L.jpg
  
  
  

• 24 слайд

  Слайд №17 : Зубчатая передача
  http://class-fizika.narod.ru/7_class/7_motshnost/mexanika5.gif
  Слайд №18: Колокольчик http://img-fotki.yandex.ru/get/6516/148561800.19d/0_9c368_caa5b7c0_L.jpg
  4. Портреты ученых
  Слайд №3:
  Дж. Джоуль http://www.energy-etc.ru/image/upload/Joul.jpg
  Дж. Уатт http://www.19stoleti.cz/kdojekdo/kdojekdo-000073.jpg