Версия 16:54, 16 ноября 2011

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 7 класс. Полные уроки>>Физика: Механическая работа. Полные уроки

Тема. Механическая работа

Цели урока:

1.Сформировать знания о механической работе, единицах её измерения.
2. Развивать интерес учащихся к предмету с помощью литературных произведений.
3. Развивать умения анализировать учебный материал.

Задачи урока:

•    сформировать понятие механической работы, выяснить на конкретном материале, как надо правильно рассчитывать величину работы, когда тело перемещается по горизонтальному пути;
•    продолжить формирование умений наблюдать и объяснять физические явления, обобщать и сравнивать результаты эксперимента.

Основные термины:

Механическая работа - это физическая величина, равная произведению силы и перемещения тела по направлению действия этой силы


ХОД УРОКА

Механическая работа

В физике под работой называют физическую величину, которую можно измерить. В физике изучают механическую работу.
Рассмотрим примеры (Рис. 1)
 
Рис. 1. Примеры механической работы

После просмотра рисунка, ответьте на вопросы
1. Какие силы действуют на тела?
2. Как изменяется положение тел под действием сил?
а) Поезд движется под действием силы тяги электровоза.
б) При выстреле из ружья сила давления пороховых газов перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается.
в) Корабль движется под действием ветра.
г) Воздушные шары поднимаются вверх под действием Архимедовой силы.
На видео 1 мы с Вами прослушаем принцип действия механической энергии

http://www.youtube.com/watch?v=T6hCMKWgfcE&feature=results_main&playnext=1&list=PL7CDE1F0ED7E740CC

Из этих примеров видно, что под действием силы тело перемещается (Рис. 2)
 
Рис. 2
 
Рис. 3
 
Рис. 4

Условились измерять механическую работу произведением силы на путь, пройденный по направлению этой силы:
работа = сила х путь
Для нахождения работы используют формулу:
 
Рис. 5 Формула механической работы

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н, на пути, равном 1 м. Единица работы — джоуль (Дж) названа в честь английского ученого Джоуля.
1 Дж = 1 Н • м. Используются также и килоджоули (кДж).
1 кДж = 1000 Дж. 1 Дж = 0,001 кДж.
 
Рис. 6. Дж. Джоуль

Формула А = F • S применима в том случае, когда сила F постоянна и совпадает с направлением движения тела. Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то данная сила совершает положительную работу.
 
Видео 2. Закон сохранения механической энергии

http://www.youtube.com/watch?v=mKCW0TjSF7U&feature=related

Рис. 7. Работа силы тяжести

а) если тело движется вверх, то А < 0.
б) если тело движется вниз, то А > 0.
 
Рис. 8. Сила тяжести

Если же движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, например, силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу: А = — Fтp • S.
Мех. работа совершается и в том случае, когда сила, действуя на тело уменьшает скорость движения.
Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа равна нулю: А = 0.
В дальнейшем, говоря о механической работе, мы будем кратко называть ее одним словом — работа.
Умственная работа. А = 0

Выводы

Под действием силы тело  перемещается.
Механическая работа совершается тогда, когда  тело движется под действием силы.
Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.

Контролирующий блок:

В каких случаях совершается механическая работа?
•    Санки скатываются с горы.
•    Юноша разговаривает по телефону.
•    Девочка рисует.
•    Выстрел из арбалета.
•    Штангист удерживает штангу.
•    По льду катится шайба.
•    Спортсмен поднимает гирю.
•    Ученик поднимается по лестнице.

Домашнее задание:

Задача: Вычислите работу, совершаемую при подъеме бетонной плиты объемом 0,5 м3 на высоту 15 м. Плотность бетона 2300кг/ м3.

Интересно знать что ...

... сердце человека, перекачивая кровь, за одно сокращение совершает около 1 Дж работы. Этой работы будет достаточно для подъёма гири массой 10 кг на высоту 1 см.
... мощность, развиваемая взрослым человеком при обычной ходьбе по ровной дороге равна 60–65 Вт. При быстрой же ходьбе уже требуется мощность 200 Вт. Для сравнения скажем, что мощность электродвигателя домашней кофемолки 100–200 Вт, а мясорубки – 500 Вт.
... велогонщик-олимпиец Брайен Джолли показал на испытаниях мощность 480 Вт в течение 5 мин, что составляет 2/3 лошадиной силы. При прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами спортсмены-мужчины развивают мощность около 5,2 л.с., а женщины – 3,5 л.с.
... пуля автомата Калашникова имеет массу 7,9 г и скорость при вылете из ствола 2600 км/ч. При этом кинетическая энергия пули составляет 4 кДж. Чтобы такую же энергию приобрела гиря массой 1 кг, она должна упасть с крыши 130-этажного дома.
... кинетическая энергия пули автомата Калашникова на расстоянии 100 м от стрелка все ещё достаточна, чтобы пробить сосновый брусок толщиной 25 см или кирпичную стену толщиной 10–15 см.
... торможение поезда происходит потому, что специальные бруски (говорят: тормозные колодки) прижимаются к колесам, замедляя их вращение. В результате колодки нагреваются настолько сильно, что при касании рукой можно получить ожог.
... при торможении поезда вся его кинетическая энергия превращается во внутреннюю энергию тормозных колодок, колес и окружающего воздуха.
... не следует думать, что холодные тела не обладают внутренней энергией. Например, кусок льда, вынутый из холодильника, будучи брошенным в термос, где находится сжиженный воздух (при –193 °С), вызовет такое бурное кипение, что пробка, которой мы попытаемся закрыть этот термос, будет выбита и высоко взлетит вверх. Работа по выталкиванию пробки будет произведена именно за счет внутренней энергии льда.
... не следует думать, что негорючие при обычных условиях тела или вещества не обладают внутренней энергией. Если, например, обычную стальную проволоку раскалить докрасна и опустить в банку с кислородом, то она начнет гореть, раскаляясь все сильнее! При этом будет выделяться тепловая энергия, которую можно направить на совершение работы.
... обычный кусочек хлеба имеет энергетическую ценность (иногда говорят «калорийность») 400 кДж. Если бы вся эта энергия превращалась организмом человека в механическую работу с КПД = 100 %, то её хватило бы, чтобы подняться на лестницу в полкилометра высотой!

Список литературы:

1.    Урок на тему: «Механическая работа» Мкртычян Елена Георгиевна, учитель физики, СОШ №212, г Москва
2.    Урок на тему: «Механическая работа. Мощность»  Полушкина Ирина Константиновна, учитель физики и математики, Новосибирская обл., Мошковский р-н, РМОУ Сокурская СОШ.
3.    Перышкин А.В. Физика. Учебник для общеобразовательных учебных заведений 7 класс. – М.,  ОАО «Московские учебники», 2008

Отредактировано и оправлено Борисенко И.Н.

Над уроком работали:
Мкртычян Е. Г.
Полушкина И.К.
Борисенко И.Н.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.