Урок для 7 класса
по теме «Мощность. Единицы мощности
(слайд №1)
Цель урока:
Задачи урока:
познавательная: получить знания о мощности, как о физической величине
развивающая: применять знания по физике в окружающем мире; применять физические законы при решении задач
воспитательная: развивать познавательные интересы
Ход урока
Проверка усвоения изученного материала.
Вопросы для контроля: (слайд №2)
Приведите примеры механической работы
В каком случае совершается механическая работа?
От чего зависит величина совершённой механической работы?
Дайте определение механической работы и напишите формулу для её вычисления.
В каком случае механическая работа равна 1 Дж?
Каково соотношение между 1 Дж и 1 кДж? 1 Дж и 1 МДж? 1 кДж и 1 МДж?
В каком случае механическая работа положительна по знаку? Приведите примеры.
В каком случае механическая работа отрицательна по знаку? Приведите примеры.
В каком случае механическая работа равна нулю? Приведите примеры.
Проведение опыта по определению мощности
Для проведения опыта вызываются два ученика, один из которых работает с секундомером, а второй поднимается на один этаж вверх по лестнице. Значение времени подъёма и массы ученика будут использоваться в расчёте мощности.
Изучение нового материала (слайд № 3)
Решив кроссворд, вы узнаете тему урока:
Мельчайшая частица данного вещества
Любое изменение формы и размера тела
Тол, из чего состоят физические тела
Явление сохранения скорости
Единица измерения работы
Величина, характеризующая быстроту движения тел
Одно из агрегатных состояний вещества.
Длина траектории, по которой движется тело в течение некоторого времени
Итак, сегодня на уроке мы познакомимся с такой физической величиной, как мощность. Узнаем, какой буквой она обозначается, по какой формуле и в каких единицах вычисляется.
Сравните:
Время подъёма сотен кирпичей на верхний этаж строящегося здания подъёмным краном и время, затраченное на подъём такого же количества кирпичей рабочим (слайд № 4)
Время, затраченное на вспашку 1 га земли мотоблоком и время, затраченное на эту же работу современным трактором с многолемешным плугом
Время, необходимое для накачивания бочки воды из колодца электрическим насосом и время, необходимое для накачивания этой же бочки ведром
Одна и та же работа может быть совершена за разное время.
Скорость выполнения работы характеризуют мощностью. (слайд № 5)
Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени. Мощность является скалярной величиной, т.к. не имеет направления.
Если за 4 с была совершена работа 100 Дж, то за 1 с будет совершена работа в 4 раза меньше, т.е. = 25.
Таким образом, для определения мощности, нужно совершённую работу разделить на время выполнения работы (слайд № 7)
мощность =
Обозначим мощность буквой N, тогда N = , где А – работа, t – время выполнения работы.
Единицей мощности в системе СИ является ватт – в честь английского учёного Дж. Уатта (1736 – 1819 г.г.), который построил первую паровую машину. (слайд № 8, № 9)
1 Вт – это мощность, при которой за 1 с совершается работа 1 Дж.
[N] = [1 ] = [1Вт]
Поскольку мощность N = 1 Вт достаточно мала, часто применяют кратные единицы мощности
1 кВт = 1000 Вт; 1 МВт = 1 000 000Вт
Внесистемной единицей мощности является лошадиная сила: 1 л.с. = 736 Вт. (слайд № 10)
В лошадиных силах измеряют мощности двигателей мотоциклов, автомобилей и другой техники. Мощность является важной характеристикой машин и механизмов. (слайды № 11 - 13) Она может иметь самые различные значения. (См. таблицу 5 на стр. 134 учебника)
Может ли человек проявить мощность в целую лошадиную силу?
Считается, что мощность человека при нормальных условиях работы составляет около десятой доли лошадиной силы, т.е. равна 70 – 80 Вт. Однако в исключительных случаях человек на короткое время проявляет значительно большую мощность. Взбегая поспешно по лестнице, мы совершаем работу больше 80 Вт. Если мы ежесекундно поднимаем своё тело на 6 ступеней, то при массе 70 кг и высоте одной ступени 20 см мы производим работу более 800 Вт, т.е. больше 1 л.с. (слайд № 14)
Лошадь также может доводить свою мощность до десятикратной и большей величины. Совершая, например, в 1 с прыжок на высоту 1 м, лошадь массой 500 кг выполняет работу в 5 кВт, а это означает мощность в 6,7 лошадиных сил.
Решение задачи по данным опыта, проведённого в начале урока.
Самолёты, автомобили и другие транспортные средства часто движутся с постоянной скоростью. Скорость движения таких тел зависит от мощности двигателя, поэтому бывает удобным использовать ещё одно выражение для расчёта мощности, когда под действием силы тело движется с постоянной скоростью: (слайды № 15 - 16)
Так N = , A= F∙S N = = F , но = Ʋ N = F ∙ Ʋ
Зная мощность, можно рассчитать работу: A = N ∙ t
Примеры решения задач (слайды № 17 – 19)
Спортсмен, масса которого 70 кг, совершает прыжок на высоту 200 см за 0,4 с. Какую среднюю мощность он при этом развивает?
Вычислить механическую работу, совершённую двигателем мощностью 2 кВт за время 5 с.
С какой скоростью двигается велосипедист, прикладывая силу 200 Н и развивая мощность 0,8 кВт?
Решение задач
Вычислите мощность, развиваемую телом в следующих ситуациях:
Штангист, поднимая штангу, совершает работу 5 кДж за 2 с.
Кот Матроскин и Шарик буксировали автомобиль дяди Фёдора до Простоквашино в течение 1 ч, действуя с силой 120 Н. Расстояние до Простоквашино 1 км.
Мальчик массой 40 кг поднялся за 30 с на второй этаж дома, расположенный на высоте 8 м.
Карлсон поднимает Малыша массой 30 кг на крышу дома со скоростью 2 м/с
Подведение итогов
Итак, сегодня на уроке мы познакомились с новой физической величиной – мощностью. Расскажите о мощности по плану изучения физических величин:
(слайд № 20)
Определение
Вектор или скаляр
Буквенное обозначение
Формула
Прибор для измерения
Единица величины
Домашнее задание (слайд № 21)
§ 54 (вопр), упр 29 (любые две задачи на выбор), задание 18 стр. 135 (на дополнительную оценку)