Работа силы. мощность 7 класс

Дата: __________ Подпись: __________

Класс: 7 класс 2 часа

Предмет: физика

«РАБОТА СИЛЫ. МОЩНОСТЬ.»

Цель урока: дать понятие работы и мощности, как физических величин.

Задачи:

Воспитательная: воспитание дисциплинированности в классе; самостоятельности при выполнении заданий.

Образовательная: дать понятие работы и мощности, как физических величин

Развивающая: развитие памяти учащихся; развитие познавательного интереса; формирование умений прослеживать причинно-следственные связи и выявлять признаки понятий.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

- понятие работы и мощности;

- условия выполнения работы;

- формулы нахождения работы и мощности.

Учащиеся должны уметь:

- использовать формулы нахождения работы и мощности при решении задач.

Тип урока: комбинированный урок

Программное обеспечение: учебник, рабочая тетрадь, доска, справочный материал и предлагаемый учителем дополнительный материал.

План:

I Орг. момент

II Проверка домашнего задания

III Устный опрос по прошедшим темам:

IV Изучение нового материала:

1. Работа силы

2. Единицы измерения работы

3. Пример решения задачи

4. Мощность

5. Единицы измерения мощности

6. Пример решения задачи

7. Решение задач

V Рефлексия

VI Подведение итогов

VII Домашнее задание

Ход урока:

I Орг. момент

II Проверка домашнего задания § 61-62 Упр.34 №4, 5

III Устный опрос по прошедшим темам:

- формулы давления?

- закон Архимеда?

- Воздухоплавание?.

IV Изучение нового материала:

Работа силы, действующей в направлении движения тела

В быту и физике часто используют понятие «работа». Например, можно сказать о работе отдельных людей, муравьев и пчел; о работе текущей воды, дующего ветра, падающих тел и атомных частиц. Приходится определять также работу, совершаемую электрическим или магнитным полем, космической ракетой, подводной лодкой, машинами и др. В физике рассматривают в основном механическую работу. Механическая работа совершается только тогда, когда наблюдается движение тела под действием силы.

Работа силы, совершаемая при перемещении тела, называется механической работой.

Для того чтобы тело двигалось, на него воздействуют определенной силой. Чем больше величина действующей силы, тем больше совершается работы. Работа зависит и от расстояния, на которое перемещают тело. На большее расстояние затрачивается большая работа. Если направление действующей силы совпадает с направлением перемещения тела, то тогда перемещение равно пройденному пути. Здесь мы ограничиваемся определением работы силы, действующей в направлении движения тела. Работа силы, действующей под углом к направлению движения, рассматривается в старших классах.

Таким образом, работа изменяется в зависимости от приложенной силы и пройденного пути. Экспериментально установлено, что механическая работа прямо пропорциональна силе и пройденному пути:

где А — работа, F — сила, S — пройденный путь.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 ньютон, при перемещении тела на 1 метр. Такую единицу работы называют джоулем (Дж) в честь английского ученого ХIХ века Д. Джоуля.

Используя вышеприведенные выражения, видим, что 1 Дж равен произведению силы в 1 Н и пути в 1 м: 1 Дж=1 Н *1 м =1 Н*м

Существуют и большие, и меньшие по сравнению с джоулем единицы измерения работы:

1 килоджоуль (1кДж)=1000 Дж=10³ Дж;

1 миллиджоуль (1мдж)=0,001 Дж=10^-3 Дж;

1 микроджоуль (1мкДж)=0,000 001 Дж=10⁶ Дж.

Пример решения задачи:

При помощи подъемного крана подняли груз массой 2500 кг на высоту 12 м. Какая работа при этом совершилась?

Мощность

Для выполнения одной и той же определенной работы разные двигатели тратят разное время. Например, в 1940—1950 годы на карагандинских шахтах впервые в мире начали использовать угледобывающие комбайны, что значительно повысило производительность труда. Это произошло потому, что работу, выполняемую одним рабочим в течение нескольких часов, угледобывающая машина выполняет за считанные минуты. Аналогично подъемный кран выполняет какую-то определенную работу гораздо быстрее рабочего, а трактор выполнит работу быстрее лошади. Отсюда вытекает необходимость введения физического понятия, характеризующего быстроту выполнения работы.

Величину, характеризующую быстроту выполнения работы, называют мощностью.

Чтобы рассчитать мощность, надо разделить величину совершенной работы на время, в течение которого эта работа совершена:

где N— мощность, А — работа, t — время, за которое эта работа совершена.

Мощность равна отношению работы ко времени, за которое совершена эта работа.

И в быту, и в технике часто используется понятие средняя мощность. Действительно, одну и ту же работу не только человек, но и разные двигатели выполняют в течение разного времени. Если бы за каждую секунду совершалась одинаковая работа, то мощность была бы постоянной. Но в действительности такое встречается редко. Поэтому в большинстве случаев приведенное выше отношение определяет среднюю мощность:

За единицу мощности принимают работу в 1 джоуль, совершаемую за 1 секунду. Эту единицу мощности называют ваттом (сокращенно Вт) в честь английского ученого Джеймса Уатта (1736—18 19), придумавшего паровые машины. Таким образом,

Наряду со сверхмощными двигателями в технике используются и механизмы с малой мощностью. В связи с этим вводят и более крупные единицы мощности, например, киловатт(кВт), мегаватт (МВт) и малые единицы, например, милливатт (мВт), микроватт (мкВт).

1 кВт = 1 000 Вт = 10³Вт;

1 мВт = 0,001 Вт = 10^-3Вт;

1 мкВт = 0,000 001 Вт=10^-6 Вт.

В качестве примера приведем среднюю мощность человека и некоторых двигателей:

мощность человека при нормальных условиях работы - 70—80 Вт;

мощность автомобиля «Волга» — 70—80 кВт;

мощность первого атомного ледокола — 55 000 кВт;

мощность космической ракеты «Восток» — 1 500 000 кВт;

мощность космической ракеты «Энергия» — 125 000 000 кВт.

Если мощность двигателя известна, то можно вычислить работу, совершаемую им в течение определенного промежутка времени.

В действительности, из формулы можно найти работу:

Пример решения задачи:

Транспортер за 1 ч поднимает 30 м³ песка на высоту 6 м. Вычислите необходимую для этой работы мощность двигателя. Плотность песка 1500 кг/м³.

Решение задач

Упр.35 №2. Машина равномерно движется со скоростью 72 км/ч. Какую работу совершит она за 10 с, если сила тяги ее мотора 2000Н?

Упр.36 №1. С водопада, высота которого 10 м, за 2 минуты падает 50 м³ воды. Какова мощность потока воды?

Упр.36 №3. Самолет, у которого сила тяги мотора Н, летит равномерно со скоростью 800 км/ч. Какую мощность он развивает? Используя условие этой задачи, выведите еще одну формулу для нахождения мощности.

V Рефлексия

- В каком случае можно сказать, что совершена механическая работа? Выполняется ли механическая работа, если на тело действует сила, но оно не перемещается? Совершается ли механическая работа, если тело движется без воздействия силы?

- По какой формуле вычисляют совершенную механическую работу?

- В каких единицах выражается работа в Международной системе единиц (Си)?

- Почему введено понятие мощности?

- Что такое мощность?

- Как можно вычислить мощность?

- Какова единица мощности в Международной системе единиц (Си)?

VI Подведение итогов

VII Домашнее задание: § 55-56 упр 30 №4 задание стр 166, упр31№2,6 задание стр170

Машина равномерно движется со скоростью 72 км/ч. Какую работу совершит она за 10 с, если сила тяги ее мотора 2000Н?

. Самолет, у которого сила тяги мотора Н, летит равномерно со скоростью 800 км/ч. Какую мощность он развивает? Используя условие этой задачи, выведите еще одну формулу для нахождения мощности.

Транспортер за 1 ч поднимает 30 м³ песка на высоту 6 м. Вычислите необходимую для этой работы мощность двигателя. Плотность песка 1500 кг/м³.

: Перемещаясь равномерно, ученик массой 40 кг поднял на 2-ой этаж школьного здания, находящегося на высоте 3 м, груз массой 10 кг. Перемещаясь равномерно, другой ученик массой 45 кг поднял на эту же высоту груз массой 8 кг. Кто из них совершил большую работу?

: Какую работу совершает вентилятор за 10 минут, если его мощность равна 30 Вт?

: Локомотив мощностью 600 Вт, двигаясь равномерно, проходит за 2 с 200 м. Какова его сила тяги?