Урок физики в 7 классе "Определение КПД наклонной плоскости"

При использовании _________________ механизмов человек совершает _______________. Простые механизмы позволяют получить выигрыш ______________ . При этом во сколько раз ________________ в силе, во столько же раз _________________________________. В этом состоит ___________________________________ механики. Оно формулируется так: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Обычно при движении тела ______________________________ трения. Поэтому величина _____________________ работы всегда больше ____________________ . Отношение ________________________________________ к ______________________, выраженное в процентах, называется  _______________________________________________________________________________________ : ______________.

«Кроссворд». В выделенных буквах – оценка вашей работы.

1. Физическая величина, находится по формуле FS

2. Английский изобретатель, создатель универсального теплового двигателя, в честь которого названа единица измерения мощности

3. Учёный, в честь которого названа единица измерения энергии, работы

4. Если её нет – работу не выполнить

5. Двигатель, который невозможно создать

6. Скорость выполнения работы

7. Простой механизм, бывает подвижным и неподвижным

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

*С помощью рычага равномерно подняли груз массой 250 кг на высоту 1,4 м. При этом совершили работу 5 кДж. Какой КПД?

Тема урока: Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.

Цель урока: Научиться определять КПД наклонной плоскости.

Задачи урока: Обучающие:

• Убедиться на опытах, что полезная работа, выполненная с помощью наклонной плоскости, меньше затраченной работы.

• Определить КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.

• Выяснить, от чего зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.

• Показать связь изученного материала с жизнью.

Развивающие:

• Создать условия для развития личности учеников в процессе их деятельности.

• Способствовать развитию практических навыков измерения силы с помощью динамометра, выполнения схемы эксперимента.

• Продолжить формирование умения выделять главное, выдвигать гипотезу и проверять её на опыте.

Воспитательные:

Продолжить развитие коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).

Планируемые результаты:

Предметные: обучающиеся научатся измерять характеристики  наклонной плоскости, рассчитывать полезную и затраченную работу, КПД простого механизма; выяснят, что полезная работа всегда меньше затраченной и, следовательно,  КПД меньше 100 % и не зависит от веса поднимаемого тела, но его можно увеличить, увеличивая угол наклона плоскости к горизонту.

Формируемые УУД:

• Личностные: установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом (смыслообразование).

• Регулятивные:

  • Умение постановки учебной задачи на основе соотнесения известного и неизвестного материала, прогнозирования результата,

  • Составления плана и последовательности действий, оценивания и контроля полученного результата, корректировки плана и способов действия в случае расхождения эталона  и полученного результата.

• Коммуникативные: умение слушать, участвовать в коллективном обсуждении проблемы, вступать в диалог, точно выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с нормами родного языка,  интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

• Познавательные:

  • Постановка и решение проблемы, выбор наиболее эффективных способов выхода из проблемной ситуации в зависимости от конкретных условий, создание алгоритмов деятельности при решении проблем поискового характера.

  • Формирование знаково-символических УУД.

  • Самостоятельное формулирование познавательной цели,  выдвижение гипотезы.

  • Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.

Форма урока: Исследовательская работа обучающихся.

• Оборудование: Компьютер, проектор, экран.Комплект приборов для выполнения лабораторной работы: направляющая рейка, динамометр, измерительная лента, брусок, , штатив с муфтой и лапкой (14 шт.).

Ход урока 

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

1 Что называют простыми механизмами?

Приспособления, служащие для преобразования силы, называют простыми механизмами.

Для какой цели применяют простые механизмы

2 Какие условия необходимы для совершения механической работы?

3 Привести формулу расчета механической работы

4 Назвать единицы измерения механической работы

5 В чем состоит «золотое правило» механики?

6 Какую силу называют силой трения?

7 Назвать причины возникновения трения

8 Как можно измерить силу трения?

9 Как называют прибор для измерения силы?

10 Как определяется цена деления шкалы измерительного прибора?

11 Что называют весом тела?

12 Дать характеристику весу тела.

вес направлен по радиусу к центру Земли, точкой его приложения является место соприкосновения с опорой или подвесом, значение рассчитывается по формуле Р = mg, где P - вес тела, m – масса тела, g – ускорение свободного падения.

13 Как можно измерить вес тела?

14 Назвать единицы измерения веса тела

15 Назвать виды простых механизмов

2.     Рассмотрим ситуацию. Слайды 2

Рабочему надо загрузить бочку с бензином в кузов грузовой автомашины. Чтобы просто поднять её, надо приложить очень большую силу - силу, равную силе тяжести (весу) бочки. Такую силу рабочий приложить не может.

•         Как ему поступить?

(учащиеся предлагают свои варианты)

…тогда он кладет две доски на край кузова и вкатывает бочку по образовавшейся наклонной плоскости, прикладывая силу, значительно меньшую , чем вес бочки! Слайд 3

Вывод:Слайд 4

·        Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия.

·        К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы и конвейеры.

3. Какими параметрами характеризуется наклонная плоскость? Слайд 6

4. Лабораторная работа]Слайды 7-12

«Определение коэффициента полезного действия при подъеме тела по наклонной плоскости».

Предмет исследования: наклонная плоскость.

Цель исследования: рассчитать КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.

Задачи исследования:

         - Рассчитать полезную работу.

         - Рассчитать затраченную работу.

         - Сравнить полезную и затраченную работу.

         - Рассчитать КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.

КПД - это физическая величина, равная отношению полезной работы к затраченной, выраженная в процентах.

Например, КПД= 75%.

Это число показывает, что из 100% (затраченной работы) полезная работа составляет 75%.

Инструктаж по выполнению работы.

Выполнение лабораторной работы.

Определите цену деления приборов (динамометра и линейки).

1.   Установите доску на высоте h, измерьте ее.

2.     Измерьте динамометром вес бруска Р.

3.     Положите брусок на доску и динамометром тяните его равномерно вверх вдоль наклонной плоскости. Измерьте силу F. Вспомните, как правильно при этом пользоваться динамометром.

4.     Измерьте длину наклонной плоскости s.

5.     Рассчитайте полезную и затраченную работу.

6.     Вычислите коэффициент полезного действия при подъеме тела по наклонной плоскости.

7.     Данные запишите в таблицу № 1.

8.     Сделайте вывод.

Оформление результатов работы

Таблица 1.

Вес тела

Р, Н

Высота

h, м

Апол,

Дж

Сила

F, Н

Длина

s, м

Азатр,

Дж

КПД,

 %

 Вывод:КПД меньше 100 %

5.  Исследовательская работа. Слайд 13

•         Проблема. От чего может зависеть КПД наклонной плоскости?

•         Гипотеза. Если увеличить высоту наклонной плоскости, то КПД при подъеме тела по наклонной плоскости не изменится (увеличится, уменьшится).

Учащиеся выбирают один из предложенных вариантов исследования:

•         Как зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости от высоты наклонной плоскости?

Оформление результатов работы

Вывод:

КПД при подъеме тела по наклонной плоскости зависит от высоты наклонной плоскости. Чем больше высота наклонной плоскости, тем КПД больше

6.  Домашнее задание.  Слайды 31 - 32

 Параграф 36 повторить, подготовиться к контрольной работе.

 Для желающих подготовить сообщения.

·        Простые механизмы у меня дома

·        Устройство мясорубки

·        Простые механизмы на даче

·        Простые механизмы в строительстве

·        Простые механизмы и тело человека

7.  Закрепление изученного материала   Слайды  31 – 34
Работа с текстом

Решите кроссворд

Для сильных учащихся задача со*

Мини – тест.

Ваш КПД сегодня на уроке

1.     100%

2.     больше 100%

3.     меньше 100%

4.     0%

• 1 слайд

• 2 слайд

  Рабочему надо загрузить бочку с бензином в кузов грузовой автомашины. Чтобы просто поднять её, надо приложить очень большую силу - силу, равную силе тяжести (весу) бочки. Такую силу рабочий приложить не может. Как ему поступить?

• 3 слайд

  …тогда он кладет две доски на край кузова и вкатывает бочку по образовавшейся наклонной плоскости, прикладывая силу, значительно меньшую , чем вес бочки!

• 4 слайд

  ВЫВОД : Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия. К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы и конвейеры.

• 5 слайд

  КПД - характеристика механизма, определяющая, какую долю полезная работа составляет от полной. η – КПД механизма, [%]; Ап – полезная работа, [Дж]; Аз – полная (затраченная) работа, [Дж].

• 6 слайд

• 7 слайд

  Цель исследования: рассчитать КПД при подъеме тела по наклонной плоскости. Задачи исследования: - Рассчитать полезную работу. - Рассчитать затраченную работу. - Сравнить полезную и затраченную работу. - Рассчитать КПД при подъеме тела по наклонной плоскости. Предмет исследования: наклонная плоскость

• 8 слайд

  Сборка экспериментальной установки Закрепите рейку трибометра в наклонном положении. Положите на рейку брусок, прикрепив к нему динамометр. Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскости.

• 9 слайд

  Определение полезной работы Измерить вес бруска (Р). Измерить высоту наклонной плоскости (h). Рассчитать полезную работу (Aп = P · h).

• 10 слайд

  Определение затраченной (полной)работы Измерить силу трения (Fтр= F.). Измерить длину наклонной плоскости (l). Рассчитать затраченную работу (Aз=Fтр·l).

• 11 слайд

  Проблема: От чего может зависеть КПД наклонной плоскости?                                 

• 12 слайд

  Исследовательская работа Как зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости от высоты наклонной плоскости? Вывод:

• 13 слайд

  Домашнее задание: § 36; Подготовить сообщения (по желанию): Простые механизмы дома, на даче. Простые механизмы в строительстве. Простые механизмы и тело человека.

• 14 слайд

  Дополнительное задание 1 Работа с текстом 2 Реши кроссворд 3 Реши задачу со звездочкой.

• 15 слайд

  Мини - тест Ваш КПД сегодня на уроке 100% больше 100% меньше 100% 0%

• 16 слайд

  СПАСИБО ЗА РАБОТУ! Правильный ответ: меньше 100%

• 17 слайд

  Что называют простыми механизмами? Ответ: Приспособления, служащие для преобразования силы, называют простыми механизмами.

• 18 слайд

  Для какой цели применяют простые механизмы? Ответ: В большинстве случаев простые механизмы применяют для получения выигрыша в силе.

• 19 слайд

  Какие условия необходимы для совершения механической работы? Ответ: Механическая работа совершается, если на тело действует сила и оно движется под действием приложенной силы.

• 20 слайд

  Привести формулу расчета механической работы Ответ: Механическая работа равна произведению приложенной к телу силы и пройдённому по направлению этой силы пути: A = F·s, где А – работа, F – сила, s – пройденный путь.

• 21 слайд

  Назвать единицы измерения механической работы Ответ: Единица измерения работы – джоуль (Дж). За единицу работы принимают работу, совершаемую силой 1 Н, на пути, равном 1 м: 1 Дж = 1Н · м.

• 22 слайд

  В чем состоит «золотое правило» механики? Ответ: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Выигрыш в работе получить невозможно.

• 23 слайд

  Какую силу называют силой трения? Ответ: Силу, возникающую при соприкосновении поверхности одного тела с поверхностью другого тела, препятствующую их относительному движению, называют силой трения.

• 24 слайд

  Назвать причины возникновения трения Ответ: различают 2 причины возникновения силы трения: шероховатость соприкасающихся поверхностей; взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел.

• 25 слайд

  Как можно измерить силу трения? Ответ: силу трения можно измерить, измерив силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении.

• 26 слайд

  Как называют прибор для измерения силы? Ответ: прибор для измерения силы называют динамометром (от греч. динамис – сила, метрео – измеряю).

• 27 слайд

  Как определяется цена деления шкалы измерительного прибора? Ответ: для определения цены деления шкалы измерительного прибора необходимо: найти два ближайших оцифрованных деления шкалы, вычесть из большего значения меньшее, разность разделить на число промежутков между выбранными делениями.

• 28 слайд

  Что называют весом тела? Ответ: силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называют весом тела.

• 29 слайд

  Дать характеристику весу тела. Ответ: вес направлен по радиусу к центру Земли, точкой его приложения является место соприкосновения с опорой или подвесом, значение рассчитывается по формуле Р = mg, где P  вес тела, m – масса тела, g – ускорение свободного падения. .

• 30 слайд

  Как можно измерить вес тела? Ответ: вес можно измерить, подвесив тело на крючок динамометра.

• 31 слайд

  Назвать единицы измерения веса тела Ответ: вес тела измеряется в ньютонах.

• 32 слайд

  Назвать виды простых механизмов Ответ: к простым механизмам относится: рычаги его разновидности – блок и ворот; наклонная плоскость и ее разновидности – клин , винт.