План-конспект урока по физике по теме: Механическая работа. Мощность. КПД механизмов
Цель урока: углубить знания о механической работе и мощности, выяснить условия, при которых работа положительна, отрицательна и равна нулю; ввести формулу для нахождения коэффициента полезного действия простых механизмов; обучение новым алгоритмам решения задач.
Ход урока
Изучение нового материала:
А) Бытовое понятие о работе. Люди называют работой всякую деятельность человека. «Физическая работа» — это работа, при которой человек совершает
Б) Работа силы, направленной под углом к движению тела. Пусть F̄= const, а точка приложения силы движется и передвигается на расстояние Δr.
F̄ F₁ F̄ Разложим на составляющие силу F̄ ; Составляющие F̄₁. и F̄₂
F̄₁ направлена перпендикулярно вектору перемещения Δr̄ F
F̄₂ — направлена вдоль вектора перемещения Δr̄
Работа равнодействующей силы равна: (А – механическая работа) А = А₁ + А₂; Так как сила F̄₁ — не совершает работы, то А = F̄₂|Δr|; F₂ = Fcosα
Значит , А = F·|Δr|·cosα
Работа постоянной силы равна произведения модуля вектора силы на модуль перемещения и на косинус угла между ними.
Величина работы не имеет направления в пространстве, т.е. является скалярной. Она может быть положительной (απ/2); отрицательной (α; и равной нулю (α =π/2) Единица измерения работы: 1 Дж = 1 Нм
В) Графическое представление работы.
Пусть тело движется вдоль оси Ох, тогда А = F·|Δr|·cosα = Fx··Δx
Fx Площадь заштрихованного прямоугольника численно равна работе, совершаемой п постоянной силой F
при перемещении тела из точки с координатой х1 в точку с координатой х2
0 X1 X2 Х
Формирование понятия мощности
Пример. Землю на даче можно вскопать лопатой, а можно с помощью мини трактора. Работа выполнена одинаковая , а время затраченное на эту работу разное. Человек для усиления своих физических возможностей создал механизмы: автомобили, экскаваторы, подъемные краны.
Для каждой машины можно рассчитать её быстроту выполнения работы, которая и называется мощностью — N.
N = A / t; Так как A = F·|Δr|·cosα = Fx·ΔX; то N = F·|Δr̄|·cosα/Δt = F V cosα — формулы для вычисления мощности.
Единица измерения мощности 1 Вт = 1 дж/с Джеймс Уатт – англ. физик в честь которого названа единица мощности.
Коэффициент полезного действия машин и механизмов
η = Апол/ Азатр ; η = Ап ·100% /Аз
Закрепление изученного материала с помощью решения качественных задач
1. Груз неподвижно висит на подвесе. Совершается ли работа действующей на него силой тяжести?
2. Тело перемещается по горизонтальной плоскости . Чему равна работа силы тяжести?
3. Почему автомобиль уменьшает скорость движения, если он въехал в гору с неизменной мощностью?
Подводим итоги урока.
Домашнее задание: §45, 46, упр. 9 № 3