Конспект урока "Мощность"

Тема урока» Мощность. Единицы мощности».

Цели урока:

познавательная: получить знания о мощности как о физической величине;

развивающая: развивать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе приобретения знаний и умений по физике, коммуникативные навыки в процессе совместного выполнения практического задания в группе;

информационно-коммуникационная: осуществлять поисковое чтение, сбор, переработку и представление информации по заданной теме, передавать содержание информации адекватно поставленной цели;

воспитательная: воспитывать убежденность в возможности познания законов природы; уважительное отношение к мнению оппонента при обсуждении проблем;

рефлексивная: оценивать свою деятельность, предвидеть возможные результаты своих действий, учитывать мнения других людей при определении собственных позиций и самооценки.

Тип урока: комбинированный урок.

I. Вступительное слово учителя.

Учитель: Здравствуйте, ребята! Я очень рада вас видеть. Посмотрите, друг на друга, улыбнитесь. Желаю вам хорошего настроения на весь урок.

Вы познакомились с наукой физикой только в этом году. Эта наука объясняет, что все происходящее в жизни, связано с физическими законами.

Ребята, мне хочется чтобы мы сегодня с вами показали как мы любим физику, как нам нравится исследовать, открывать новое. Договорились?

Напомните мне: С какой физической величиной мы познакомились на прошлом уроке? ( Работа). Начнем урок с повторения основных теоретических понятий. Решим тест. 

Тест по теме: «Механическая работа »

Вариант I

1. Укажите, в каком из перечисленных случаев совершается механическая работа.

А. Вода давит на стенку сосуда.
Б. Мальчик удерживает ведро с водой в руках.
В. Капля воды падает вниз.

2. Укажите единицы измерения, которые не являются единицами измерения работы.

А. кДж.
Б. МДж.
В. Дж. Г. Нм.
Д. Н.

3. Бочка заполнена водой. Пользуясь ведром, ровно половину воды из бочки вычерпала девочка, оставшуюся часть воды – мальчик. Одинаковую ли работу совершили девочка и мальчик?

А. Мальчик совершил большую работу, чем девочка.
Б. Девочка совершила большую работу, чем мальчик.
В. Одинаковую.

4. Определите работу, совершаемую при подъеме груза весом 4 Н на высоту 40 см.

А. 0,1 Дж.
Б. 10 Дж.
В. 1,6 Дж.
Г. 80 Дж.

5. Телом совершается положительная работа, если

А. сила направлена по движению тела
Б. сила направлена против движения тела
В. направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения

.

Вариант II

1. Укажите, в каком из перечисленных случаев совершается механическая работа.

А. Мальчик поднимается вверх по лестнице.
Б. На пружине висит груз.
В. Человек держит тяжелый мешок на плечах.

2. Для вычисления работы надо силу …

А. умножить на площадь.
Б. разделить на площадь.
В. умножить на путь.
Г. разделить на путь.

3. По наклонному желобу скатываются деревянный и стальной шарики одинакового объема. Одинаковую ли работу совершит сила тяжести при скатывании каждого из этих шаров?

А. При скатывании деревянного шара совершается большая работа.
Б. При скатывании стального шара совершается большая работа.
В. Одинаковую.

4. Вычислите работу, произведенную силой 0,02 кН, если расстояние, пройденное телом по направлению действия этой силы, равно 20 м.

А. 0,4 Дж.
Б. 10 Дж.
В. 20 Дж.
Г. 400 Дж.

5. Телом совершается отрицательная работа, если

А. сила направлена по движению тела
Б. сила направлена против движения тела
В. направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения

Ответы:

Взаимопроверка и самооценка (число верных ответов равно оценке, выставляемой в лист «Результаты работы на уроке» правильности выполнения теста Обсуждение вопросов:

1) Почему в остальных случаях работа не совершается? Какое условие не выполняется?
2) Как соотносятся единицы измерения работы между собой? Какая из них самая крупная, самая маленькая?
3) Как вычислить работу?
4) Почему работа неодинакова?
5) Как найти работу, совершаемую для подъема груза? Как найти силу, необходимую для подъема груза?

III. Ориентировочно-мотивационный этап

1) Одинаковую ли работу совершат человек и экскаватор при рытье траншеи, если ширина, глубина и длина траншей одинаковы? Есть ли отличия в совершенной работе?

2) Одинаковую ли работу совершат лошадь и трактор при вспашке участка, если ширина и длина участков одинаковы? Есть ли отличия в совершенной работе?

3) Приведите примеры из собственного опыта, иллюстрирующие ситуацию, когда одна и та же работа совершатся за разное время.
Чтобы характеризовать быстроту совершения работы в технике используют физическую величину – мощность.

Сформулируйте задачу урока. [Выяснить: что такое мощность?] Запишите в тетрадях число и тему урока

IV. Этап изучения нового материала

1) Составим план решения поставленной учебной задачи. Что мы хотим знать о мощности как о физической величине? [Определение, формула, единицы измерения, способы измерения]

2) Как мы можем получить ответ на поставленные вопросы? [Прочитать в учебнике, обсудить в классе]

Задание: прочитайте текст на стр. 132-133 учебника (с карандашом в руках), подготовьтесь рассказать о мощности как о физической величине.

3) Обсуждение ответов на пункты плана– Дайте определение мощности как физической величине.

Замечание: Это самое трудное место, так как учащиеся часто интуитивно зачитывают уже готовые такие фразы из учебника, например, «Быстроту выполнения работы характеризуют особой величиной, называемой мощностью» или «Мощность равна отношению работы ко времени, за которое была совершена работа», что по сути можно было бы принять за определение. Чтобы убедиться, что учащиеся осознанно выбрали в качестве определения, следует вспомнить: как конструируется определение физической величины.

– Перефразируйте определение, начав со слов «Мощность – это …».

Замечание: Напоминаю, что сначала в определение указывается классифицирующий признак понятия, а затем его отличительный признак, определение физической величине можно давать через физический смысл, можно через формулу определение, а можно через то и другое вместе.

Затем обсуждаются остальные вопросы:

– Какой буквой обозначается мощность?

– Прочитайте формулу мощности.

– Как называется единица мощности? В честь кого названа эта единица? Какие еще единицы мощности используют в технике? Какая из них самая маленькая, а какая самая крупная?

4) Выступление ученика с ответом на вопрос «Что такое «лошадиная сила»? Кто ее придумал? Где используется это понятие в технике?», который был предложен по желанию двум ученикам для самостоятельного изучения Замечание: ученик не только сообщает ответ на вопрос, но и должен указать источник информации.

5) Учащиеся оформляют план конспект урока

Бланк конспекта урока (рисунок 1).

6) Заполните магический треугольник.

– Как найти работу, зная время и мощность?

– Как найти время совершения работы, зная работу и мощность.

. Этап первичного закрепления знаний

• 1) В каких единицах измеряется мощность?

• А. 1Н Б. 1Па В. 1Дж Г. 1Вт

• 2) Атомная электростанция имела мощность 5 МВт.

• Какова мощность двигателя в ваттах?

• А. 500Вт Б. 5000Вт В. 5 000 000Вт

• Г. 500 000Вт

• 3) Велосипедист за 5 с совершил работу

• 400 Дж. Вычислите мощность велосипедиста.

• А. 80 Вт Б. 2000 Вт В. 50 Вт Г. 8 Вт

• 4) Какую работу совершит за 4 с двигатель мощностью 500 Вт?

• А. 125 Дж Б. 200Дж В. 2000 Дж Г. 1000 Дж

• 5) Сколько киловатт в 3 МВт?

• А. 3 кВт Б. 30 кВт В. 3000 кВт

• Г. 3 000 000 кВт

1) Экспериментальная задача

Вычислите мощность при подъеме груза на высоту 1.5 м

– Какие величины нужно измерить?

– Какие приборы потребуются?

К доске вызывается 2 ассистента. Один из ассистентов проводит измерение времени секундомером, силы динамометром и высоты подъема метровой линейкой, другой – делает записи на доске и оформляет решение в виде задачи.

Замечание: перед началом каждого измерения определяется цена деления.

Запись на доске и в тетрадях:

Ответ: 0,14 Вт.

2)

3) Работа с таблицей 5 на стр. 134 учебника «Мощность некоторых двигателей».

– В каких единицах дана мощность двигателей в этой таблице?

– Какой двигатель, представленный в таблице, имеет самую большую мощность, самую маленькую? Чему она равна? Что значит «мощность двигателя автомобиля равна 70 кВт»?

– Как вы понимаете слова «мощность двигателя автомобиля меньше мощности ракеты носителя»?

4) Беседа по вопросам:

– Как велика мощность человека?

(Подсказка: ищите ответ на вопрос на стр. 134 учебника).

– Может ли человек по мощности сравниться с лошадью?

– Учитель: Информацию о Джеймсе Ватте прочитает …

Мощность всегда указывают в паспорте технического устройства. И в современных технических паспортах автомобилей есть графа: 
Мощность двигателя: кВт / л.с.
Следовательно, между этими единицами мощности существует связь.
А знаете ли вы откуда взялась эта связь…
Джеймсу Уатту принадлежит идея измерять механическую мощность в «лошадиных силах».

Всем известна устаревшая единица мощности «лошадиная сила» , которую сейчас заменила стандартная единица системы СИ – ватт. Однако до сих пор ее широко применяют, например, в автомобильной индустрии. Ученые же редко используют эту единицу из-за ее неоднозначного толкования.
Так что же такое «лошадиная сила» ? В справочниках по физике указано, что лошадиная сила равна 75 кгс•м/с, что составляет ровно 735,49875 Вт. Чтобы представить себе, когда лошадь развивает такую мощность, нужно обратиться к истории возникновения этой единицы.
«Лошадиную силу» впервые предложил Джеймс Уатт, изобретатель парового двигателя. Свое изобретение он предлагал использовать для выкачивания воды из шахты. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить и в чем преимущества этого нового приспособления? И вот для того чтобы оценить мощность новых двигателей, предприняли следующее. Запрягли лошадь в обычный водоподъемный насос, работающий на конной тяге, и посмотрели, сколько она поднимет за день воды. Затем присоединили к этому же насосу паровой двигатель и посмотрели, какой результат получится за день его работы. Поделили второе количество на первое и на этих цифрах объяснили шахтовладельцам, что насос заменяет N-ное число лошадей. Полученная в результате первого эксперимента мощность стала мерилом и получила название "лошадиная сила".
На самом деле мощность, которую средняя лошадь способна развивать сколько-нибудь долгое время, меньше полученной Уаттом величины. Или погонщик работал очень хорошо, или лошадь попалась очень «натренированная» . Конечно, лошади бывают разные и невозможно ожидать, что и тяжеловоз и арабский скакун разовьют одинаковую мощность. И все же, когда лошадь создает такую мощность? На этот вопрос в журнале «American scientist» один из авторов предложил следующий вариант: мощность в одну лошадиную силу развивает лошадь массой 750 килограммов, перепрыгивающая через препятствие шириной и высотой в 183 сантиметра.
В 1882 году на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации была принята единица мощности Ватт в честь Дж. Уатта. В 1960 году решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам Ватт был введен в международную систему измерений СИ, то есть стал международной единицей измерения мощности. Тем не менее «Лошадиная сила» продолжает жить.

В России от мощности двигателя в лошадиных силах зависит величина транспортного налога. Чтобы определить мощность двигателя автомобиля в лошадиных силах, следует умножить показатель мощности двигателя в кВт. на 1,35962 (так утверждает Википедия в статье о Лошадиной силе)

1 л.с. = 735,5 Вт.
1 Вт = 0,00013596 л.с.

Может ли человек, проявить мощность в целую лошадиную силу?
Считается, что мощность человека при нормальных условиях работы составляет около десятой доли лошадиной силы, т.е. равна 70-8- Вт. Однако в исключительных  условиях человек на короткое время проявляет значительно большую мощность. Взбегая поспешно по лестнице, мы совершаем работу больше 80 Вт. Если мы ежесекундно поднимаем свое тело на 6 ступеней, то при весе 70 кг и высоте одной ступени 20 см мы производим работу более 8000 Вт, т.е. больше одной лошадиной силы.
Учитель: Если в каждой семье развито уважение к труду, культ учебы, то в такой семье дети добиваются многого.

Поскольку мощность N = 1Вт достаточно мала, часто применяют кратные единицы мощности. Какие это величины, найдем в учебнике на странице 133.

Мощность является очень важной характеристикой машин и механизмов. Она может иметь самые различные значения. Например, мощность человеческого сердца равна 2,2Вт, а двигатели машин могут достигать сотни киловатт. /Показать паспорта машин/

Как вы думаете, какую мощность могут развивать ваши мышцы?

VI. Решение учебной задачи в новых условиях

Задание : Определите мощность, развиваемую мышцами ног при беге по лестнице с первого на третий этаж.

– Какую силу преодолевают мышцы ног при беге вверх по лестнице, при прыжках в высоту? (Силу тяжести).

– Как найти силу тяжести, действующую на человека? Какие измерения для этого необходимо сделать?

Массу будем измерять с помощью напольных электронных весов.

– Какие еще приборы потребуются для измерения мощности?

Представители групп получают секундомеры, метровые линейки и бланки отчетов (приложение 4).

После короткого совещания и распределения обязанностей в группе ученики приступают к выполнению задания.

VII. Рефлексивно-оценочный этап

Представление полученных результатов, обсуждение сложностей возникших при решении учебной проблемы, взаимооценка.

Подведение итогов в листе «Результаты работы на уроке».

VIII. Домашнее задание

§ 54, упр. 29 (1, 5) –