Конспект урока на тему "механическая работа"

Урок №56: Тема урока: «Механическая работа. Единицы измерения».

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления.

Дидактическая цель урока: обеспечить в ходе урока повторение, усвоение и закрепление нового материала.

Цель урока:

Образовательная:

сформировать у учащихся научное понятие механической работы, единицы измерения работы;

вывести формулу работы (при условии, что сила и перемещение направлены вдоль одной прямой);

исследовать условия, при которых работа положительна, отрицательна, равна нулю;

осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний, умений;

интересными формами урока способствовать усвоению основного материала, правильного образного мышления, отработать навыки работы с физическими приборами, умение ставить опыты.

Развивающая:

способствовать развитию познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в ходе урока и при выполнении домашнего задания с использованием различных источников информации и современных информационных технологий;

создать условия для развития творческих и исследовательских навыков, формировать умения выделять главное, сопоставлять, делать выводы; развивать речь, совершенствовать интеллектуальные способности; решать тренировочные задачи.

Воспитательные:

способствовать формированию научного мировоззрения, учить находить прекрасное в результатах трудовой деятельности, показать необходимость сотрудничества в процессе совместного выполнения заданий, уважения к мнению оппонента, способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Задачи урока:

Знать: определения механической работы, обозначения физических величин; выяснить, когда совершается положительная работа, отрицательная и равная нулю; формулы: для нахождения работы; равнодействующей силы; перемещения тела.

Уметь: решать расчетные задачи, используя формулу механической работы, переводить единицы, научиться делать самоанализ урока.

Формы организации работы детей: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Оборудование: компьютер  для учителя, мультимедийный проектор, экран, брусок, динамометр, набор грузов, линейка.

Ход урока

1. Организационный момент. (слайд 1)

Здравствуйте, ребята! Мы продолжаем знакомиться с новыми понятиями в физике, открывать для себя, что то новое , интересное. А сколько еще интересного и не исследованного вокруг ? Интерес ко всему неизведанному возникает, когда человек трудиться сам.

Мы все готовы с вами к работе, к новым открытиям готовы. Нас ждет интересная работа.

2.Подготовка к новому материалу:

Учитель: А что означает для вас слово работа? Можете привести примеры?(ученики приводят свои примеры).(Слайд 2)

Учитель: Значит, с какой физической величиной мы познакомимся?

Ученики: работой.

Учитель: не просто работой, а механической работой,  научимся ее измерять.

Ребята, откройте тетради, запишите сегодняшнее число и тему урока:

«Механическая работа».(слайд№3.)

Учитель: посмотрите на слайд и ответьте, совершается ли работа?(слайд №4)

Ученики: да совершается, потому что…, нет не совершается..

Учитель: Вопрос был один, а сколько мнений? Почему так получилось, может мы чего то не знаем о работе? Значит нам это нужно это узнать!

Например

3. Постановка цели занятия перед учащимися.(слайд 5)

Что такое механическая работа

В каких единицах измеряется

От чего зависит ее знак

От каких величин  зависит

4.Введение нового материала.(Слайд 6)

Учитель: Термин « механическая работа» был введен в физику в 1826 г французским ученым Жан Виктором  Понселе. Он родился в 1788г бедной семье во Франции. Он был математиком, инженером и механиком.

  Для него работа, как понятие, была связана с деятельностью человека. 

5.Актуазизация опорных знаний:

Учитель: А какая из физ.величин необходимо человеку для совершения работы?

Ученик: сила.

Учитель: Что такое сила? От чего зависит результат действия силы?

Ответ: Сила - векторная физическая величина и результат её действия зависит от трёх характеристик: направления, точки приложения, модуля.

Учитель:

Ребята, давайте посмотрим фрагмент мультфильма и ответим на вопросы к нему.

(Слайд 7: фрагмент из мультфильма Незнайка).

Вопрос: Может ли такое случиться в земных условиях? Если нет, то почему?

Ответ: Нет, так как на земле существует сила тяжести, которая действует на любой предмет и притягивает его к Земле.

Вопрос: Куда направлена сила тяжести?

Ответ: Всегда к Земле. Формула силы тяжести F=mg

Вопрос: Что предлагал найти Незнайка?

Ответ: Вес.

Вопрос: Что такое вес?

Ответ: Вес-это сила, которая вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес со стороны тела. P=F тяж = mg (Н).

Учитель: Посмотрим следующий фрагмент  и ответим на вопрос: какая сила возникает в этом случае? (Слайд8 фрагмент из мультфильма ледниковый период)

Ответ: сила упругости, возникает при деформациях тел, т.е. при изменении формы и объёма тела.

Вопрос: Как направлена сила упругости?

Ответ: Всегда в сторону, противоположную деформации.

Учитель: Какие силы вы еще знаете?

Ученики: Сила трения покоя, скольжения, качения. Направлены в сторону противоположную движению, против внешней силы.

Учитель: Мы вспомнили все силы неслучайно.  

Проведем экспериментальную работу (слайд 9)

На столах у вас есть инструктивные листы почитайте и проделайте опыт и  сделайте вывод.

Опыт 1. Брусок, нагруженного гирей, перемещают на  расстояние 25 см, а потом на расстояние равное 50 см. Действующую на брусок силу измеряют динамометром.

ВЫВОД  1. Работа зависит от расстояния, чем оно больше, тем больше и работа

Опыт 2.нагруженный брусок гирями перемещают на ра стояние 50 см. Фиксируют значение силы. Нагрузку бруска увеличивают и опыт повторяют. Динамометр отмечает возросшее значение силы.Гирю поднимают на некоторую высоту. Силу, действующую на гирю, измеряют динамометром

Учитель: Какой вывод можно сделать из 2 опыта?

Ученики: чем больше приложенная сила, тем больше и совершенная работа.

Значит, работа зависит от силы и перемещения. (Запишите в тетради работа зависит от F,S).

Таким образом, в физике понятие работы напрямую связано с силой (нет силы, нет работы). Поэтому принято говорить о работе некоторой силы.

 Учитель: (Слайд 10)Ребята, подумайте и скажите: Желая передвинуть тяжелый груз, мы с силой надавливаем на него,  но он не сдвинулся с места. Совершается ли  в этом случае работа?

Ученики: В этом случае, работа не совершается, т.к груз не сдвинулся с места, пройденный путь S= 0.

Учитель: После удара ракеткой теннисный мяч летит. Совершается ли во время полета мяча механическая  работа?

Ученик: нет, не совершается. Т.к мяч летит по инерции, отсутствие действия на него других сил.

Учитель: Какой вывод можно сделать из этих примеров ( слайд 11)

Ученик: Механическая работа совершается, только когда на тело действует сила и оно движется.

Учитель: Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути. Поэтому условились измерять механическую работу произведение силы на путь.

Работа = сила* путь

Работа обозначается буквой А, сила - F, перемещение - S. Формула работы А = F S. Из формулы для расчета работы можно найти силу а также путь , по известному значению работы А: F=A/S; S=A/F.

 (Слайд 12)

Механической работой называется физическая величина, равная произведению силы и перемещения тела по направлению действия этой силы.

А теперь предлагаю вам в парах друг другу проговорить определение механической работы. 

Учитель: В каких единицах измеряется работа?

Учитель: В системе СИ: сила измеряется в Н, перемещение в м (Слайд 13 )

Единица измерения работы в системе СИ: 1 Н×м = 1 Дж. Она названа в честь английского физика Джоуля Джеймса Прескотти (1818—1889г.г).

1 Дж– это работа совершаемая силой в 1 Н. на пути в 1 м

Чаще всего используют  единицы:

1 кДж= 1000Дж;1 МДж = 1000 000Дж; 1Дж =0,001 кДж, 1Дж=0,000001 МДж.

Учитель: Теперь выясним от чего зависит знак работы.

 Учитель: Формула А = F S применяется в том случае если постоянна и совпадает с направлением движения тела.(Слайд14)

Учитель: Если движение тела происходит в противоположном направлении приложенной силе, то работа отрицательная.

Учитель: ребята, посмотрите и ответьте: А сила тяжести когда совершает отрицательную работу при поднятии или опускании? 

Ученик: При поднятии сила тяжести совершает отрицательную работу, так как сила и перемещение тела противоположно направлены; а при опускании – положительную.

Учитель:

Вывод: Работа может быть больше нуля, меньше и равной нулю.

А > 0, если направление движения тела совпадает с направлением действия силы на него.

А < 0, если направление движения тела противоположно направлению действия силы.

А = 0, если на тело не действуют силы,  перемещение тела равно нулю, а также, если направление движения перпендикулярно направлению действия силы.(Слайд 15)

 Учитель: И снова подумайте: (Слайд 16)

5. Закрепление изученного материала:

Учитель:

1. Фронтальный опрос.

Что называем механической работой?

Какой буквой обозначается работа?

Формула, по которой можно найти работу?

В каких единицах измеряется эта величина?

Когда совершается работа положительная, отрицательная и равная нулю?

Учитель: Какие необходимые условия должны выполняться для совершения механической работы.

Ученик: для совершения работы необходимо выполнение трех условий:

к телу должна быть приложена какая-то сила,

тело должно двигаться;

направление движения не должно быть перпендикулярным по отношению к направлению действия силы;

если хотя бы одно из этих условий не будет выполнено, то работа будет равна нулю;

если тело, к которому приложена сила, продолжает оставаться в покое, то механическая работа при этом не совершается.

6.Динамическая пауза.(Слайд 17)

Мы в ракету дружно сели, (все приседают)

В космос полететь хотели, (поднимаются, руки вверх)

С притяжением Земли (наклоны влево и право)

Мы бороться не смогли (наклоны вперед и назад)

Шлём вам всем большой привет, (помахать руками)

Опоздавшим места нет  (быстро сесть за парту).

7.Решение качественных задач: (слайд 18)

Учитель: В каком  из перечисленных случаев совершается  работа?

А) Совершает ли работу космонавт в состоянии невесомости, равномерно поднимая предмет в космическом корабле во время движения по инерции? (не совершает)

Б) автомобиль равномерно движется по шоссе. Совершает ли при этом работу сила тяжести? (не совершает)

В) Совершается ли работа при подъеме по лестнице? (да)

ЗАДАЧИ:(слайд19,20)
2. На строительной площадке с помощью подъемного крана подняли блок массой 2,5 т на высоту10 м. Какая работа при этом совершилась?

1.     Мешок с картошкой перетащили на 2м,  при этом совершили работу в 1 кДж.

Какую силу для этого пришлось приложить?

Решение задачи:

8. Самопроверки знаний.

Тест:

1. Какую работу изучают в физике?

А. труд рабочего;

 Б. труд инженера;

 В. механическую работу

2.Дополните предложение "Механическая работа совершается только тогда, когда

А. ... на тело действует сила.

 Б. ... тело движется.

 В. ... на тело действует сила и оно движется под действием этой силы.

3. В каком из перечисленных случаев совершается механическая работа?

А. Шарик катится по гладкому горизонтальному столу равномерно.

Б. Автопогрузчик поднимает груз

В.Кирпич лежит на земле

 4. Как обозначается механическая работа?

 А. F

 Б. S.

 В. A.

5. Для того, чтобы вычислить механическую работу, надо...

 А. силу умножить на путь.

 Б. сложить силу и путь

 В. путь поделить на силу.

6. В каких единицах измеряется механическая работа?

 А) Н

Б) Па.

 В) Дж

7. В каком случае сила совершает положительную работу?

 А) Если направление действия силы совпадает с направлением движения тела.

 Б) Если направление действия силы противоположно направлению движения тела

 В) Работа всегда имеет положительное значение.

8. Может ли сила совершать отрицательную работу?

 А) Не может.

Б) Может, если направление силы, действующей на тело, противоположно направлению движения.

 В) Может, если тело не двигается

9. Может ли механическая работа равняться нулю?

 А) Не может

 Б) Может, если направление силы, действующей на тело, противоположно направлению движения.

 В) Может, если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения

10. Вычислите работу, которая совершается при перемещении тела на 4 м под действием силы 12 Н

А)16 Н.

Б)48 Н

 В) 4 Н

Проверка (Слайд 21, по щелчку появляются правильные ответы)

1. В  

2. В  

3. Б  

4. В  

5.А   

6.В   

7. А  

8. Б  

9В    

10Б

Учитель: Ответы вам предлагаются, и вы сами можете оценить свою работу:  

 0 ошибок – 5

1-2 ошибки - 4

3-4 ошибки – 3

5 -6 ошибок - 2

9.Итог урока. Выставление оценок.(слайд 22)

Учитель: а теперь вернемся к нашему вопросу поставленному вначале урока, так совершается ли работа?

Ребята, достигли мы цели, какую поставили в начале урока?

Ученики: изучили работу, единицы измерения работы; выяснили какие необходимые условия должны выполняться для совершения механической работы; научились решать качественные и количественные задачи; обобщили знания работе, закрепили изученный материал; проверили и закрепили полученные знания.

9. Домашнее задание к следующему уроку. (слайд23)

1) §55, Упр. 28 (1,3,4)

2) §55, подготовить сообщение об ученых Ж.Панселе и Д.Джоуля.

3) §55, написать небольшое сочинение на тему «Работа»

10. Рефлексия. Прием «Незаконченное предложение»

Сегодня на уроке я:

-узнал(а)…

-научился(а)…

-было интересно…

-было трудно…

- не понял(а)…

-мои ощущения…

Учитель: Ребята! В заключении хочу сказать. Физик видит то, что видят все: предметы и явления. Он так же как и все восхищается красотой  и величием мира, но за этой всем доступной красотой ему открывается еще одна красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий.

Всем большое спасибо за урок! (слайд 24)