Дата: 23.03.2016
ТЕМА УРОКА: МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
Цели урока:
Образовательная – сформулировать у учащихся представление о механической работе.
Развивающая – развивать физическое представление окружающего нас мира.
Воспитательная – воспитывать добросовестное отношение к труду.
Задачи урока:
Формировать умения работать с приборами, наблюдать, сравнивать результаты опытов, делать выводы.
Формировать умения по практическому применению формулы работы при решении задач.
Формировать умение слушать и осмысливать устную информацию.
Воспитывать ответственность за полученные результаты и умение делать сравнение опытных и теоретических данных.
Методы обучения: объяснение, иллюстративный, исследовательский, практический, активная лекция.
Тип урока: комбинированный
Форма проведения: фронтальная, групповая
Материалы и оборудование урока:
Учебник физики.
Необходимые принадлежности для демонстрации.
Оборудование:
Демонстрационное: гиря, тележка, динамометр, пружина, линейка, набор грузов, компьютер, проектор, экран.
Лабораторное: лента измерительная, динамометр, трибометр, набор грузов, рабочие листы для учащихся.
Основные понятия и ключевые слова:
механическая работа; единица работы - джоуль.
Блок-схема урока
| № | Этапы занятия | Время |
| 1. | Организационная часть | 2 минуты |
| 2. | Повторение пройденного материала | 10 минут |
| 3. | Работа над темой «Механическая работа» | 15 минут |
| 4. | Демонстрация. Измерение механической работы | 10 минут |
| 5. | Закрепление урока и домашнее задание
| 8 минут |
Труд – источник всякого богатства… труд создал человека.
Ф. Энгельс.
Опыт ценнее тысячи мнений, рожденных воображением.
М.В.Ломоносов.
Ход урока.
Повторение пройденного материала.
Что вы понимаете под понятием « динамическое давление жидкости».
Дайте определение ламинарному и турбулентному течению.
Какое течение у речек (арыках)?
Объяснение нового материала.
Как сказано в учебнике, очень многие путают понятия труда, работы и энергии. Поэтому имеет большое значение сформировать у учащихся правильное представление об этом, так как с понятиями работы и энергии они много раз будут встречаться в старших классах.
Понятие работы ввел в физику в двадцатых годах XIX века французский ученый Жан Понселе. Понятие энергии была введено в середине XIX века. Несмотря на это, в некоторых пособиях по физике работа объясняется через энергию, а энергия через работу. Можно поручить, учащимся по теме прочитать из учебника фразы «пойти на работу», «помогать в работе» и пересказать это друг другу. После этого ставится практический вопрос, в чем разница:
принести с рынка домой 2 кг груза или 10 кг груза? А если надо принести 30 кг? Если нести на большее расстояние? Посредством подобных вопросов выводится формула механической работы: А = F S.
Дается объяснение новой единицы работы джоуль. /Дж /
О чем – о чем, а о работе вы наслышаны от всех, кто вас воспитывает. Работа – ключ к знанию, обязанность перед близкими и обществом. Работа – способ существования, занятие любимым делом – самое большое удовольствие.
В обыденной жизни словом “работа” мы выражаем всякое полезное действие человека или устройства. Мы используем его:
а) для обозначения профессии (Иван Иванович работает учителем);
б) для обозначения характера деятельности (работа спасателя опасная);
в) для характеристики состояния (телевизор работает);
г) для оценки результатов труда (они выполнили большую работу);
д) для характеристики сложности труда (нам поручили несложную работу) и т.п.
Все это, наверное, так и есть, если в понятие “работа” вкладывать очень широкий смысл, такой широкий, что оно теряет всякую определенность. И нужно немало пожить на свете, претерпеть много неудач, испытать радость от успехов, чтобы убедиться в справедливости (или несправедливости) определений, приведенных в первом абзаце.
Понятие работы в физике несколько иное, - это определенная физическая величина, для измерения которой служат специальные единицы. В физике изучают, прежде всего, механическую работу.
Это понятие употребляется только тогда, когда наблюдается движение тела под действием силы. Например, кран на стройке поднимает груз, трактор тянет по полю сеялку, пороховые газы заставляют двигаться по стволу винтовки пулю, человек руками поднимает камень, поезд движется под действием тяги электровоза.
Примеров много: всякий раз, когда мы что-нибудь поднимаем, передвигаем, мы совершаем работу. Заметьте – не держим, подпираем, а именно перемещаем. Только в этом случае совершается механическая работа.
Приведите примеры механической работы. Забивание молотком гвоздя, снятие стружки рубанком, поднятие портфеля рукой, перемещение бруска динамометром.
При совершении работы движение всегда передается от одного тела к другому механическая работа есть процесс перемещения тела под действием приложенной к нему силы.
Установим основные признаки работы. Таких признаков три:
во-первых, наличие силы, действующей на тело или части тела (F 
0);
во-вторых, вызванные этой силой перемещение тела или частей тела (s 0);
в-третьих, направление движения не должно быть перпендикулярным по отношению к направлению действия силы (направление F и направление движения не перпендикулярны).
Механическая работа – физическая величина, равная произведению силы и пройденного пути по направлению действия силы.
или 
,
А – работа, F – сила, s – пройденный путь.
Чтобы измерить работу, надо установить ее единицу. В Международной системе единиц (СИ) за единицу работы принята работа, которая совершается силой 1 Н, перемещающей тело на расстояние 1 м по направлению действия силы. Эта единица работы называется джоулем в честь английского ученого Дж. Джоуля и пишется с большой буквы.
[A] = 1 Дж = 1 Н * м
1 Дж – это небольшая работа. Чтобы совершить такую работу, нужно поднять тело, которое притягивается к Земле силой 1 Н, на высоту 1 м.
Поднимите гирьки массой 100 г (
) на высоту 1 м и убедитесь, что вы не очень устали. Вы совершили работу в 1 Дж.
1кДж=103 Дж, 1МДж=106 Дж.
Механическая работа – скалярная величина.
Рассмотрим самые простые случаи.
Пусть тело, к которому приложена какая-то постоянная сила F, перемещается вдоль прямой линии на расстояние s. Тогда:
если направление движения тела совпадает с направлением приложенной силы, то данная сила совершает положительную работу, равную произведению силы на пройденный путь (угол между направлением F и направлением движения равен 0°)
если направление движения тела противоположно направлению силы, то данная сила совершает отрицательную работу, равную произведению силы на путь, взятую со знаком “ – “ (угол между направлением F и направлением движения равен 180°).
если направление движения тела перпендикулярно направлению силы, то сила никакой работы не совершает (угол между направлением F и направлением движения равен 90°) А = 0
При отсутствии этих признаков отсутствует и работа. Например, брусок, лежащий на столе, действует на него с силой равной своему весу, но эта сила не производит работы, так как не вызывает движения стола. При движении по инерции также не совершается работа. Стол не сдвигается с места, хотя к нему приложена сила со стороны человека.
Демонстрация. Измерение механической работы.
Фронтальные опыты.
Опыт 1. Измерение механической работы при перемещении бруска по поверхности стола.
Цель опыта: рассчитать механическую работу при движении тела по горизонтальной поверхности.
Отметить на столе расстояние 30 – 40 см, поставить указатели начала пути и конца. При помощи динамометра равномерно переместить брусок по столу между указателями. Определить действующую силу. Чему равна работа, которую совершили при перемещении бруска по столу?
Опыт 2. Измерение механической работы при подъёме тела.
Цель опыта: рассчитать механическую работу при подъёме тела.
Поставить металлический цилиндр на пол. Равномерно поднимать цилиндр с помощью динамометра на стол. Чему равна сила? Чему равна высота, на которую подняли цилиндр? Вычислить работу, которую совершили при подъёме цилиндра на стол.
Перейдем к расчету величины работы.
Задание первому ученику: передвинуть равномерно по столу брусок при помощи динамометра на расстояние 1 м и измерить приложенную силу. Данные записать на доске.
Задание второму ученику: поднять этот же груз с пола на высоту 1 м и измерить приложенную силу. Данные записать на доске.
В каком случае совершается большая работа? Как судить о величине работы?
Вопросы для закрепления урока:
Запишите домашнее задание: п. 53 прочитать, ответить на вопросы. По желанию составить презентацию по теме «Положительная и отрицательная работа» (слайд 7)
Какая была тема урока?
Какая была цель?
Достигли мы цели?
Что такое механическая работа?
От каких величин она зависит?
В чём измеряется работа?
Подведение итогов. Оценивание учащихся.
Домашнее задание. Рекомендуется написать «диаграмму Венна» для понятий «работа» .
1. Какую совместную механическую работу совершили звери, подняв волка с глубины 10 м, если масса волка 40 кг?
2. По просмотренному сюжету сочинить и решить задачу.
