Педагогика \ Методика преподавания физики в средней школе

Закони збереження. Закони збереження в механіці: Плани-конспекти урокiв з фізики, страница 7

4.  Тіло масою 5 кг зісковзнуло з похилої площини довжиною 2 м. Знайдіть роботи сили тяжіння, сили реакції опори і сили тертя. Кут нахилу площини 30°, коефіцієнт тертя дорівнює 0,35. (36: № 24.15. Відповідь: 49 Дж; 0; -30 Дж.)

Домашнє завдання

Основне:

1.  К: § 48.

2.  Г: § 21 (21.4).

3. 1) Автомобіль масою 3,5 т проїхав горизонтальною дорогою 10 км. Яку роботу виконали сили опору, якщо коефіцієнт опору дорів­нює 0,06? (36: № 24.13)

2)   Автомобіль масою т = 1,5 т рухається вгору схилом. Яку роботу виконують сила тяжіння і сила реакції опори на відрізку довжиною = 1 км, якщо ухил дорівнює 0,07? (36: № 24.14) '4. Д: підготуватися до самостійної роботи № 28. Додаткове:

1. Ф-9: § 52, 53.

2. 36: № 24.26.

Самостійна робота № 28 «Механічна робота»

Початковий рівень

1.   Чи виконує учень механічну роботу, якщо він тримає портфель у руці?

2.   Тіло кинули вертикально вгору. Чи виконує при цьому роботу сила тяжіння?

Середній рівень

1.  Автокран, підіймаючи вантаж масою 1,5 т, виконав роботу 22,5 кДж. На яку висоту піднято при цьому вантаж? (Відповідь: 1,5 м.)

2.  Баштовий кран підіймає в горизонтальному положенні сталеву балку довжиною 5 м і перерізом 100см2 на висоту 12 м. Яку роботу виконує кран? (Відповідь: 46,8 кДж.)

Достатній рівень

1.  Рівнодійна сил, що діють на тіло, дорівнює 20 Н і напрямлена горизонтально. Тіло рухається так, що його координата змінюється за законом . Яка робота виконується при цьому за 5 с? (Відповідь: 700 Дж.)

2.  Під час вертикального підняття без початкової швидкості тіла масою 2 кг на висоту 10 м виконано роботу 240 Дж. З яким прискоренням підіймали тягар? (Відповідь: 2,2 м/с2.)

Високий рівень

1.  Яку роботу виконає сила = 30 Н, піднявши по похилій площині тягар масою 2 кг на висоту 2,5 м із прискоренням 10 м/с2? Сила діє паралельно похилій площині. Тертям об площину знехтувати. (Відповідь: 150 Дж.)

2.  Порівняйте роботи, які виконує людина, розтягуючи пружину динамометра від 0 до 10 Н, від 10 до 20 Н, від 20 до 30 Н. (Відповідь: 1:3:5.)

УРОК 8/63. ПОТУЖНІСТЬ

Мета уроку: розкрити фізичний зміст поняття «потужність».

Тип уроку:  комбінований урок.

План викладу нового матеріалу:1. Поняття потужності.

2.  Одиниці потужності.

3. Подання потужності через силу і швидкість.

Перевірка знань

Самостійна робота № 28 «Механічна робота».

Виклад нового матеріалу

1.     Поняття потужності. Для багатьох інженерних і технічних задач важливою є не тільки виконувана робота, але й швидкість виконання роботи. Адже ту саму роботу можна виконувати з різною швидкістю: скажімо, тягар можна підіймати повільно чи швидко. Швидкість виконання роботи характеризується потужністю.

Потужністю  називається фізична величина, що дорівнює від­ношенню виконаної роботи  до інтервалу часу , за який цю роботу виконано:

2.     Одиниці потужності. Одиницею виміру потужності в СІ є джоуль за секунду (Дж/с), або ват (Вт). Таким чином, 1 Вт =. Потужність в 1 Вт — це така потужність, за якої робота в 1 Дж виконується за 1 с. Для вимірювання великих потужностей використовуються кіловати (1 кВт = 1000 Вт) і мегавати (1 МВт = 106 Вт).

3.     Подання потужності через силу та швидкість. Потужність транспортного засобу, наприклад автомобіля, зручно подавати не через роботу і час, а через силу та швидкість.

Нехай тіло рухається зі сталою швидкістю і сила, що діє на це тіло, напрямлена вздовж переміщення тіла. Позначимо модуль швидкості v , а модуль сили . Тоді робота сили . Підставляючи цей вираз у фор­мулу для потужності , одержуємо .

Таким чином, якщо сила напрямлена вздовж швидкості, потужність, сила і швидкість пов'язані співвідношенням .

Під час руху зі сталою швидкістю сила тяги двигуна компенсує силу опору рухові. Наведена формула для потужності пояснює, чому водій переключає двигун на малу швидкість, коли автомобіль їде вгору по схилу або поганою дорогою: для збільшення сили тяги, якщо потужність мотора залишається сталою, потрібно зменшити швид­кість руху.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

1.  Як за відомою потужністю визначити роботу?

2.  Яку потужність може розвинути людина?

3.  Автомобіль рухається горизонтальною ділянкою дороги. Коли його двигун розвиває більшу потужність: під час повільної чи швидкої їзди?

4.  Чому важко збільшувати максимальну швидкість автомобілів і літаків?

Задачі, розв'язувані на уроці

1.  Яку потужність розвиває учень, коли він забігає з 1-го на 4-й поверх за півхвилини? Висота кожного поверху школи 4 м, маса учня 60 кг. (Відповідь: 240 Вт.)

2.  Автомобіль рухається зі швидкістю 20 м/с. При цьому мотор розвиває потужність 20 кВт. Якою є сила опору рухові? Вантаж якої маси можна підняти, прикладаючи таку силу? (Відповідь: 1000 кН; 100 кг.)

3.  На скільки відсотків слід збільшити потужність двигуна пасажирського літака, щоб швидкість польоту збільшилася на 20 % ? Вважайте, що сила опору повітря пропорційна квадрату швидкості польоту. (36: № 24.21)

Розв'язання. Під час рівномірного руху сила тяги двигуна дорівнює силі опору повітря. Зі співвідношення  випливає, що потуж­ність Р пропорційна третьому ступеню швидкості. Отже, для збільшення швидкості в 1,2 разу потужність двигуна слід збільшити в (1,2)3 разів.

(Відповідь: на 73 %).

4.   Автомобіль масою 2 т розганяється з місця і підіймається дорогою з ухилом 0,02. Коефіцієнт опору рухові 0,05. Автомобіль набирає швидкість 32,4 км/год на відрізку 100 м. Яку середню потужність розвиває автомобіль? (Відповідь: 9,9 кВт.)

До конспекту учня

Потужністю  називається фізична величина, що дорівнює відно­шенню виконаної роботи до інтервалу часу , за який цю роботу виконано:

Одиниця виміру потужності — ват (Вт): 1 Вт =

Якщо сила напрямлена вздовж напряму швидкості, потужність, сила і швидкість пов'язані співвідношенням .

Домашнє завдання

Основне:

1.  К: § 50.

2.  Г: § 21 (21.5, 21.6).

3.  1)   Підіймальний кран підіймає вантаж зі швидкістю 0,5 м/с. Якою є маса вантажу, якщо за 1 хв кран виконує роботу 1,2 МДж? (36: 24.12)'

Скачать файл