Механическая работа и мощность

Урок № _____ 9 класс Дата _____________

Тема: Механическая работа и мощность

Цель: Объяснить понятие механической работы и мощности, содействовать обобщению теоретических знаний и практических умений, и навыков по решению задач, задач.

Обучающая: дать понятия механической работы и мощности, совершенствовать навыки в решении задач по физике.

Развивающая: Создать ситуации для развития сообразительности, внимания, логики, учить обучающихся общению друг с другом, работать в паре, в группе.

Воспитательная: Создать условия для воспитания целеустремленности, настойчивости, ответственности.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы: лекция, эвристическая беседа, наглядный, проблемно-поисковый, игровой (викторина)

План урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний

3. Изучение нового материала

4. Закрепление изученного материала.

5. Домашнее задание.

6. Рефлексия.

Ход урока

2. Актуализация знаний

Сегодня мы проведем урок, который покажет все ваши знания и способности. Расширит ваш кругозор, научит применять полученные знания в жизни. Вам нужно только правильно ответить на вопросы, выполнить задания.

1. Что называют перемещением? (ответ: Перемещением называется вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.)

2. Чем характеризуется сила? (Ответ: сила характеризуется модулем, направлением и точкой приложения;)

сила — количественная мера воздействия одного тела на другое,

сила — причина изменения скорости движения тела.

3. Как найти проекцию вектора на ось? (Ответ: опускать перпендикуляры с начала и с конца вектора на оси ох и на оу)

4. Что такое ракета?

Летательный аппарат, который перемещается в пространстве благодаря реактивной тяге, которая возникает в результате отбрасывания ракетой части собственной массы в виде сгораемого топлива. При этом масса ракеты уменьшается, и, соответственно, увеличивается скорость ее движения.

2.Как можно увеличить скорость ракеты

1. Увеличить массу топлива, которое сгорает.

2. Увеличить скорость газов, которые вытекают из сопла ракеты.

3.Из каких частей состоит ракета

4.Как осуществляется торможение космического корабля?

Газ из сопла вылетает в ту же сторону, куда движется ракета.

5. Кто был основоположником реактивного движения? ( Циалковский К.Э.)

6. Что такое импульс тела? Формула

А что такое работа? Об этом мы сегодня поговорим с точки зрения физики.

3. Изучение нового материала.

Механическая работа и мощность.

Для характеристики движений тела под действием других тел вводят новую физическую величину — работу силы, когда сила изменяет значение скорости движения тела, говорят, что сила совершает механическую работу. Работа является физической величиной.

Если под действием силы тело перемещается, то совершается механическая работа.

Говорят, что тело совершает работу.

А точнее будет так: работу совершает сила, действующая на тело.

Работа характеризует результат действия силы.

Cилы, действующие на человека совершают над ним механическую работу, а в результате действия этих сил человек перемещается.

Работа - физическая величина, равная произведению силы, действующей на тело, на путь, совершенный телом под действием силы в направлении этой силы.

A = FS, где А - механическая работа, F - сила, S - пройденный путь.

Работа - скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на ось X на перемещение по этой оси.

Геометрический смысл работы площадь под кривой F_x (х)

Работа совершается, если соблюдаются одновременно 2 условия:

на тело действует сила и оно перемещается в направлении действия силы.

Работа не совершается (т.е. равна 0 ),если:

1. Сила действует, а тело не перемещается.

Например: мы действуем с силой на камень, но не можем его сдвинуть.

2. Тело перемещается, а сила равна нулю, или все силы скомпенсированы ( т.е. равнодействующая этих сил равна 0 ).

Например: при движении по инерции работа не совершается.

3. Направление действия силы и направление движения тела взаимно перпендикулярны.

Например: при движении поезда по горизонтали сила тяжести работу не совершает.

Работа может быть положительной и отрицательной.

1. Если направление силы и направление движения тела совпадают, совершается положительная работа. A = FS

Например: сила тяжести, действуя на падающую вниз каплю воды, совершает положительную работу.

2. Если направление силы и движения тела противоположны, совершается отрицательная работа.

A =- FS

Например: сила тяжести, действующая на поднимающийся воздушный шарик, совершает отрицательную работу.

Механическая работа в системе СИ измеряется в Джоулях (1Дж), в честь английского ученого Джоуля.

1 Дж – работа, которую совершает сила в 1Н, при перемещении тела на 1м. 1 Дж = 1Н ∙ 1м

Часто применяют кратные и дольные единицы работы:

1кДж = 1000 Дж 1Мдж = 1000000 Дж 1кДж = 0,001 Дж

Зависимость знака работы от взаимной ориентации силы и перемещения.

Работа силы при перемещении на равна произведению модулей этих векторов и косинуса угла между ними:

A  0, если Работа силы положительна, если угол α острый (0°

A α тупой (90°

A = 0, если Работа силы равна нулю, если угол α прямой ( α = 90°). A = 0

Работа силы, перпендикулярной перемещению, равна нулю (а = 90°)

Работа силы тяжести

Сила тяжести это векторная физическая величина, характеризующая действие силы, с которой Земля притягивает к себе тело.

− не зависит от формы траектории, по которой тело движется;

- определяется начальным и конечным положениям тела.

При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.

Работа силы тяжести не зависит от угла наклона плоскости.

Сила тяжести эта консервативная сила.

Тело массой т можно равномерно поднять на высоту h, совершив одну и ту же работу mg∙h двумя способами:

приложив силу, равную mg по вертикали,

приложив меньшую силу, равную mg∙sinα вдоль наклонной плоскости.

Для чего используется лестницы? (Ответ: Применение наклонных лестниц позволяет уменьшить усилия при подъеме).

Работа силы трения вычисляется по формуле А = - F_тр∙s.

Работа силы трения отрицательная всегда.

Все мы много раз сталкивались с понятием мощности. Например, разные автомобили характеризуются разной мощностью двигателя. Также, электроприборы могут иметь различную мощность, даже если они имеют одинаковое предназначение.

Мощность — это физическая величина, характеризующая скорость работы.

Соответственно, механическая мощность — это физическая величина, характеризующая скорость механической работы:

Мощность — скалярная физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена и обозначает буквой N.

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N] = [Вт].

1 Вт  — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила: 

1л.с. = 736 Вт. Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

1 Вт = 1; 1кВт = 10³Вт; 1 МВт = 10⁶Вт;

4. Закрепление изученного материала.

(Решение задач)

Задача№1. Груз массой 100 кг поднимают равномерно вертикально вверх на 20 м. Определите работу крана и работу силы тяжести.

Задача№2. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на дождевую каплю массой 20мг, при ее падении с высоты 2км.

Блиц-опрос

1.Работа постоянной силы равна произведению модулей векторов силы и перемещения и…

2.Работа силы положительна, если угол…

3.Работа силы отрицательна, если угол…

4.Единица работы…

5.За единицу работы принимают такую работу, которую совершает…

6.Формула работы силы тяжести…

7.Силы называются консервативными, работа которых на любой замкнутой траектории… 8.Мощность – физическая величина, равная отношению…

9.Основная единица мощности…

10. За единицу мощности принимают такую мощность, при которой… 

5. Домашнее задание.

6. Рефлексия.

1. Мне понравилось на уроке.

2. Для меня были сложны следующие моменты на уроке.

3. Мне не понравилось на уроке.

4. Самостоятельно в течение урока я решил ___ задач. Сколько?

5. Я первый среди всех ответил на вопрос на уроке _____ На какой вопрос?

6. Моё настроение после урока

7. В течении урока я результативно работал(а) с ребятами ______ (С кем?)

8. Я могу сказать что такое мощность

9. Я могу сказать что такое работа.

10. Единицы работы.

11. Единицы мощности.

12. Если мощность неизменна, а скорость уменьшается, что происходит с силой?

13. Если мощность неизменна, а скорость увеличивается, что происходит с силой?

14. Где применяется учебный материал по мощности в жизни

15. Как посчитать работу силы тяжести.

16. Момент, который я не понял на уроке.