Технологическая карта урока "Коэффициент полезного действия механизмов"

Этап урока

Содержание урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Универсальные действия

Организационный момент

Приветствие учеников, создание положительного эмоционального настоя на работу

Подготовка к уроку, организация рабочего места

Коммуникативные: договариваться с одноклассниками совместно с учителем о правилах поведения и общения и следовать им.

Регулятивные: самостоятельно организовывать свое рабочее место.

Мотивация и постановка целей урока

Сегодняшний урок я хочу начать со слов уже известного вам математика и физика Древней Греции Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!»

Как вы думаете, с помощью какого приспособления Архимед планировал это сделать?

А что такое рычаг? К какому виду устройств он относится?

Какие еще виды простых механизмов вы знаете?

Для чего применяются большинство простых механизмов?

А какой из механизмов лучше использовать для решения этой задачи: рычаг, блок или наклонную плоскость?

Задает вопросы для обсуждения, организует коммуникативное взаимодействие учащихся, в ходе которого формулируются тема и цели урока.

Отвечают на вопросы, высказывая свое мнение по рассматриваемой проблеме, формулируют и записывают в тетрадь тему урока.

Познавательные: выдвигать гипотезы и обосновывать их; формулировать проблему.

Коммуникативные: формулировать свое мнение; оформлять свои мысли в устной форме.

Регулятивные: определять и формулировать цель деятельности на уроке; самостоятельно формулировать тему.

Актуализация знаний

Выполнение теста.

1. Простые механизмы служат для

а). получения выигрыша в работе;

б). увеличения мощности;

в). преобразования силы.

2. С помощью какого простого механизма удобно поднимать груз на верхние этажи строящегося здания?

а). рычаг;

б). наклонная плоскость;

в). блок.

3. С помощью какого простого механизма можно легко вкатывать бочку в кузов автомобиля?

а). рычаг;

б). наклонная плоскость;

в). блок.

4. Что у животных и человека является рычагом?

а). челюсть;

б). уши;

в). язык.

5. С помощью какого простого механизма можно поднимать ведро с водой из глубокого колодца?

а). клин;

б). наклонная плоскость;

в). ворот.

6 . Рычаг находится в равновесии. Длины плеч 40 и 20 см. Чему равен модуль силы F₁, если F₂=12Н?

а). 6Н;

б). 24Н;

в). 2Н.

7. Какой простой механизм изображен на рисунке?

а). неподвижный блок;

б). подвижный блок;

в). винт.

8. Неподвижный блок применяют для

а). получения выигрыша в силе;

б). получения выигрыша в работе;

в). изменения направления действия силы.

9. Подвижный блок применяют для

а). получения выигрыша в силе;

б). получения выигрыша в работе;

в). изменения направления действия силы.

10. «Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии». Это утверждение называется

а). условие равновесия;

б). правило моментов;

в). «золотое правило» механики.

Организует работу по выполнению теста, проверку выполненного задания, комментирует ошибки.

Самостоятельно выполняют задание, проводят самопроверку по готовым ответам.

Познавательные: ориентироваться в своей системе знаний, определять границы знания/незнания.

Регулятивные: планировать свою деятельность в соответствии с целевой установкой; фиксировать индивидуальные затруднения; оценивать правильность выполнения действий с учетом характера сделанных ошибок.

Фиксирование индивидуального затруднения в пробном учебном действии

Введение понятий полезная и затраченная работа

Полезная работа А_пол –работа, для совершения которой используется механизм.

Затраченная (полная) работа А_зат –работа силы, приводящей механизм в действие.

В следующих примерах указать, что представляет собой полезная и затраченная работа.

Пример 1.

Рабочий поднимает ведро с песком с помощью неподвижного блока на высоту второго этажа, прикладывая силу к свободному концу веревки.

Пример 2.

Человек закатывает бочку по наклонной плоскости на высоту 2 м.

Пример 3.

С помощью электронасоса поднимают воду в резервуар, находящийся на высоте 25 м.

Введение понятия КПД

Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение полезной работы к затраченной.

А_{п з} → ή

Зачитывает задания, организует обсуждение, в случае затруднения помогает сформулировать четкий ответ.

Задает учащимся вопросы для обсуждения, в случае затруднения помогает сформулировать четкий ответ.

Отвечают на вопросы, основываясь на своем личном жизненном опыте.

Высказывают свою точку зрения по обсуждаемым вопросам.

Делают соответствующие записи в рабочих тетрадях.

Познавательные: выявлять и характеризовать существенные признаки объектов; выявлять причинно-следственные связи при изучении физических явлений и процессов.

Коммуникативные: строить монологическую и диалогическую речь; формулировать собственное мнение и позицию; слышать и понимать речь одноклассников.

Регулятивные: искать пути решения проблемы; высказывать свое предположение на основе личного жизненного опыта.

Творческое применение и добывание знаний в новой ситуации (проблемные задания)

И сследовательская работа по сравнению КПД различных простых механизмов

Определение КПД подвижного блока

1. Определите с помощью динамометра вес деревянного бруска P.

2. Соберите установку, изображенную на рисунке, прикрепив к подвижному блоку брусок.

3. Прикладывая к динамометру силу, поднимите брусок, увеличив его высоту от поверхности стола на h₁ = 10 см.

4. Определите силу F, которую при этом показывает динамометр.

5. Определите, на какую высоту h₂ от поверхности стола поднялся динамометр.

6. Вычислите полезную работу по подъему бруска по формуле А_п = P·h₁.

7 . Вычислите затраченную работу по подъему бруска по формуле А_з = F·h₂.

8. Определите КПД блока по формуле

Определение КПД наклонной плоскости

1 . Определите с помощью динамометра вес деревянного бруска P.

2. Соберите установку по рисунку, установив наклонную плоскость на высоте h = 10 см.

3. Вычислите полезную работу по поднятию бруска на заданную высоту по формуле

A_п = P·h.

4. Измерьте длину наклонной плоскости S.

5.Перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскостью с помощью динамометра, измеряя силу тяги F.

6. Вычислите затраченную работу по формуле А_з = F·S.

7 . Определите КПД наклонной плоскости по формуле

Определение КПД рычага

1. Определите с помощью динамометра вес деревянного бруска P.

2. С правой стороны рычага подвесьте брусок на расстоянии 20 см от оси вращения.

3. С другой стороны рычага на расстоянии 10 см от оси вращения прикрепите динамометр.

4. Прикладывая к динамометру силу, поднимите его вверх, увеличивая высоту на h₁ = 10 см от поверхности стола.

5. Определите силу, которую при этом показывал динамометр F.

6. Измерьте, на какую высоту относительно стола поднялся брусок h₂.

7. Вычислите полезную работу по подъему бруска по формуле А_п = P·h₁.

8. Вычислите затраченную работу по подъему бруска по формуле А_з = F·h₂.

9 . Определите КПД рычага по формуле

Оказывает помощь в организации групповой работы, в случае возникновения затруднений подводит учащихся к правильному решению, следит за соблюдением техники безопасности при работе с лабораторным оборудованием, оказывает помощь в формулировке выводов по результатам исследования.

Разбиваются на группы по 4 человека, организуют обсуждение вопросов в группе, проводят прямые измерения расстояния и силы, с использованием аналоговых приборов; проводить косвенные измерения полезной и затраченной работы, коэффициента полезного действия простых механизмов, следуя предложенной инструкции; обобщают результаты исследования, формулируют выводы.

.

Познавательные: устанавливать причинно-следственные связи; анализировать, сравнивать, делать выводы, устанавливать закономерности, строить рассуждения.

Коммуникативные: организовывать и осуществлять коммуникацию в группе; аргументировать личную позицию и позицию группы; сотрудничать в совместном решении проблемы; представлять результаты труда группы.

Регулятивные: искать пути решения проблемы; строить алгоритм деятельности; дополнять, уточнять высказанные мнения по решению поставленной задачи; оценивать правильность выполненных действий.

Применение знаний и умений в новой ситуации

Решение задачи на расчет КПД сложных механизмов

Используя электрический насос можно поднять из колодца за 1 час 35 т воды. Рассчитать КПД насоса, если его мощность 4,9кВт, а глубина колодца 36 м.

Организует решение расчетной задачи у доски одним из учащихся, контролирует правильность решения, организует обсуждение возникающих затруднений.

Один из учащихся решает задачу у доски, остальные учащиеся следят за ходом решения, записывают решение в тетрадь, в случае возникновения затруднений отвечают на вопросы.

Познавательные: извлекать необходимую информацию из текста; устанавливать закономерности, строить рассуждения; анализировать и действовать по отработанному алгоритму решения задач.

Коммуникативные: осуществлять актуализацию личного жизненного опыта; определять и формулировать проблемы; строить монологическую речь; осознанно строить речевое высказывание в устной форме.

Регулятивные: искать пути решения проблемы; строить алгоритм деятельности; осуществлять решение учебной задачи под руководством учителя.

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

§ 60, упр. 38 (1-3), предложить способы увеличения КПД простых механизмов

Объясняет содержание и способы выполнения домашнего задания.

Записывают домашнее задание, задают вопросы по выполнению.

Познавательные: самостоятельно создавать способы решения проблем поискового характера.

Регулятивные: планировать информационный поиск в соответствии с поставленной задачей.

Рефлексия (подведение итогов занятия)

Дает оценку работы класса и отдельных обучающихся, подводит итоги урока.

Совместно с учителем и одноклассниками дают оценку деятельности на уроке, выделят и осознают, что усвоено на уроке.

Познавательные: систематизировать и обобщать изученное, делать выводы.

Коммуникативные: строить монологическое высказывание.

Регулятивные: соотносить цели урока с результатом работы; осуществлять самоконтроль и самооценку.