Конспект уроку з фізики для 8 класу
Тема уроку. Машини і механізми. Прості механізми. ККД механізмів. «Золоте
правило механіки».
Мета уроку: ознайомити учнів з машинами, видами простих механізмів; розглянути їх як пристрої, що служать для перетворення сили; розглянути рівність робіт у разі використання простих механізмів і показати учням, що жоден простий механізм не дає виграшу в роботі; сформулювати поняття ККД простих механізмів і з'ясувати шляхи його підвищення, навчити обчислювати ККД; формувати навички дослідницької діяльності; вчити використовувати здобуті знання на досліді. Сприяти усвідомленню істотних ознак понять, запам'ятовуванню основної технічної термінології. Розвивати навички роботи в групах; розвивати логічне мислення, мовлення, навички відповідних обчислень. Виховувати інтерес до предмет, охайність ведення записів, ретельність при виконанні дослідів, відповідальність, спостережливість, інтерес до самонавчання, вміння самостійно знаходити інформацію. Сприяти вихованню правильного ставлення до загальнолюдських цінностей, професійних і життєвих компетентностей.
Тип уроку: застосування знань
Форма проведення: урок фізики з використанням ІКТ
Обладнання: ПК, пристрій для досліду, слайди, пам′ятки.
Хід уроку
І. Організаційний момент
Учні об'єднуються в гомогенні (однорідні за рівнем досягнень) групи:
І група - «Теоретики» (виготовили пам'ятки);
ІІ група - «Історики» (результатом роботи є презентація);
ІІІ група - «Дослідники» (результатом є дослід);
ІV група - «Практики» (підбір задач).
На дошці записано тему уроку, епіграф.
ІІ. Повідомлення теми, завдань та очікуваних результатів уроку
- Гра «Пароль»
- Назвати терміни з тем, які вивчаємо (учні повинні назвати терміни з теми «Прості механізми», «Робота і потужність»).
- Оголошення теми, очікуваних результатів, способу оцінювання.
- Чого ви чекаєте від уроку?(учні висловлюють свою думку)
Завдання нашого уроку (на дошку кріпляться опорні слова):
- дати оцінку простим механізмам;
- зрозуміти, що жоден з простих механізмів не дає виграшу в роботі;
- набути навичок обчислення роботи;
- пояснити необхідність введення ККД;
- висловлювати власне ставлення до вивченого матеріалу;
- поєднувати теорію з практикою.
- Сьогодні оцінювання буде відбуватися за рейтинговими балами, які потім переводяться в оцінку (у кожного лежить лист оцінювання). В кінці уроку кожен з вас виставить свої бали і відмітить свій настрій (36-40).
ІІІ. Перевірка домашнього завдання (модератори груп перевіряють перед уроком і коментують помилки)
-Запрошуємо модераторів груп прозвітувати про виконання домашнього завдання
- Чи викликало завдання труднощі? Які допущено помилки?
ІV. Актуалізація знань учнів
1) Робота над епіграфом
Фізику написано
У величезній книзі,
Яку завжди відкрито
Перед вашими очима…
Галілео Галілей
2) Бліц-турнір (питання-відповідь, кожне вартістю 1 бал)
- Яка фізична величина описує взаємодію тіл?
- Яким є основний наслідок дії сили?
- Чому дорівнює механічна робота?
- Коли вона дорівнює 0?
- Які сили можуть виконувати роботу?
- Чому дорівнює робота сили тяжіння?
- Чому дорівнює робота сили пружності?
- Чому дорівнює робота сили тертя?
- Одиниця вимірювання роботи?
- Чи завжди є сталою швидкість виконання роботи?
- Яку фізичну величину називають потужністю?
- Одиниця вимірювання потужності?
- Як визначається потужність транспортних засобів?
- Які прості механізми вам відомі?
- Що таке енергія?
- Яку частину механічної енергії називають потенціальною?
- Яку частину механічної енергії називають кінетичною?
- Одиниці вимірювання енергії?
- Закон збереження енергії.
3) Презентація випереджального завдання групи «Теоретики» (представляють свої пам'ятки). Пам’ятки додаються
- Наше завдання полягало у викладенні основної теоретичної інформації, потрібної на цей час. Всі відповіді на поставлені питання, а також не менш цікаву і потрібну інформацію Ви знайдете на сторінках нашої пам'ятки. Нехай ця інформація допоможе вам у роботі!
V. Мотивація
1. Заочна мандрівка у минуле.
- Ми живемо у ХХІ столітті – в часі прогресу і розвитку. Ще не винайдено вічного двигуна, тому у вас все попереду і наше майбутнє у ваших руках. Над винайденням вічного двигуна працювали з давніх давен. Тисячоліття тому назад люди використовували всі роботи за допомогою сили своїх м’язів. З часом вони винайшли різні механізми, щоб полегшити свою працю. Люди переконалися в тому, що набагато легше пересувати вантажі, перекочуючи їх на котках. На основі цього вони винайшли колесо. Згодом винайшли новий механізм. Важіль - найпростіший механізм, яким людина користувалася протягом тисяч років. Зображення важеля можна знайти на скелях і в папірусах давніх народів, на стінах стародавніх храмів Китаю, Індії тощо. Спочатку людина винайшла прості механізми, які полегшували роботу, а згодом перейшла до створення складних механізмів, які почали називатися машинами. Сам термін «машина» з’явився у Франції у 18ст. Сучасна людина не уявляє своє життя без механізмів. Тому тема, яку ми вивчаємо, буде цікавою і корисною для вашого життя. Сподіваюся, що знання з цієї теми вам знадобляться в подальшому житті.
VІ. Застосування знань
1. Постановка проблемного запитання
Машини і механізми… Так часто вживані слова, а хто їх ввів, навіщо, і як все відбувалося?..
З’ясувати цю проблемну ситуацію нам допоможе група «Історики» (презентують свої знахідки). Їхнє завдання полягало в знаходженні і поясненні даних про машини і механізми.
2. Презентація групи «Історики» (демонструє свої слайди і презентує свої знахідки).
3. Діяльність групи «Дослідники».
Досліди. (Група учнів під керівництвом вчителя виконують досліди.)
Дослід з рухомим блоком
- Закріпимо кінець нитки на гачку динамометра і підвісимо до неї тягарець масою 0,1 кг. Почнемо рівномірно його піднімати вгору. Динамометр покаже, що до нитки прикладена сила 0,98 Н. Піднімемо вантаж на висоту 0,25 м і розрахуємо роботу, яка буде при цьому виконана:
А = 0,98 Η • 0,25 м = 0,245 Дж.
Кінець нитки закріпимо нерухомо в штативі і пропустимо її через рухомий блок, до якого підвішений вантаж масою 0,1 кг.
До вільного кінця нитки прикріпимо динамометр і відмітимо на лінійці положення точки приєднання динамометра. Рівномірно підніматимемо динамометр доти, доки вантаж також підійметься на висоту 0,25 м. Динамометр при цьому буде показувати силу 0,49 Н, але шлях, який пройшла точка приєднання динамометра, дорівнюватиме 0,5 м. А виконана робота в цьому випадку А=0,49 Η • 0,5 м =
= 0,245 Дж.
Проаналізувавши результати експерименту, можна зробити висновок, що використавши рухомий блок, ми дістали виграш у силі в 2 рази, але програли у шляху, на якому діяла ця сила, також у 2 рази. Робота ж виявилася однаковою і в першому, і в другому випадках.
Дослід з похилою площиною
- Кінець дошки закріпіть в лапці штатива так, щоб вона утворювала кут 15...20° з горизонтом. Виміряйте довжину дошки і висоту закріпленого кінця дошки над поверхнею стола. Виміряйте вагу дерев'яного бруска. Навантаживши брусок важком масою 100 г, покладіть його на дошку. До бруска приєднайте динамометр і почніть його тягти рівномірно вгору похилою площиною, стежачи за показами динамометра.
4. Рефлексія щодо дослідницької діяльності
- Отже, піднімати вантаж із застосуванням рухомого блока значно легше, ніж без нього. Але шлях, на якому діятиме сила, буде відповідно більшим.
Жодного виграшу в роботі блок не дав. Подібне можна спостерігати і при використанні важеля або похилої площини. Така закономірність була помічена вченими ще в античні часи і виражена в «золотому правилі» механіки.
При застосуванні реальних простих механізмів на практиці виявляється, що їх застосування навіть дає деякий програш у роботі. Адже, виконуючи роботу за опомогою простого механізму, треба ще й переміщувати блок чи важіль, які мають певну вагу, переборювати сили тертя тощо. Цю роботу не можна назвати корисною.
Висновки до дослідів (оголошуються вчителем і записуються в зошит)
- Жоден із простих механізмів не дає виграшу в роботі. Якщо виграємо в силі, то програємо в шляху.
- Коефіцієнт корисної дії може мати різні значення.
- Чим він більший, тим кращим вважається механізм.
- Але жоден дослідник чи інженер не зміг виготовити механізм, який мав би ККД більший чи рівний 100 % .
- І це не через недосконалість технологій. Просто цьому заважають закони природи, які людина не може змінити.
- Щоб оцінити якість того чи іншого механізму, потрібно порівняти повну роботу і корисну роботу.
Фізкультхвилинка
5. Робота з підручником. Вправ «Вчена рада»
Учні класу читають частину §20, що стосується «Золотого правила» механіки за фіксований час. Їм пропонується набір ролей фахівців: редактор, автор, критик, фізик. Пропонується переказати текст із позиції обраної ролі. Стимулюється балами той виступаючий, який у найбільш оригінальній формі переказав текст відповідно до своєї ролі.
6. Первинне закріплення. Презентація роботи групи «Практики»
-Теоретичний матеріал уроку засвоєний , тому саме час розпочати діяльність групи «Практики», які займалися творчою роботою щодо підбору цікавих задач, які методом жеребкування розв'язуються групами.
Задача №1
Чи виконує сила тяжіння , що діє на камінь, коли він: а) лежить на землі?; б) падає з урвища?
Задача №2
Чи виконує учень механічну роботу, якщо він тримає рюкзак у руці?
Задача №3
Першокласник і одинадцятикласник наввипередки підіймаються сходами на другий поверх школи і фінішують одночасно. Чи однакову роботу виконали учні? Чи однакову потужність розвивали?
Задача №4
Ящик на складі перенесли з підлоги на полицю стелажа. Чи змінилася потенціальна енергія ящика?
Задача №5
За допомогою важеля отримали виграш у силі у 4 рази. У чому при цьому програли?
Задача №6
Судно йде з певною швидкістю. Капітан дає команду збільшити потужність двигунів у 2 рази. Чи збільшиться вдвічі швидкість судна? Поясніть, чому.
Групи підводять підсумки і виставляють бали.
V.Осмислення та закріплення знань. Робота над задачами, диференційованими за рівнем складності
-Зверніть увагу на екран (Вчитель зачитує задачі)
Задача №4 (спільна з колективним аналізом)
VІ. Підсумки
Сьогодні на уроці ми ще раз згадали прості механізми, зрозуміли, що щоден з них не дає виграшу в роботі, бо такі закони природи, і ми не в силах їх змінити. Така закономірність була помічена вченими ще в античні часи і виражена в «золотому правилі» механіки, яке було сьогодні сформульоване.
Також ми познайомилися з новою фізичною величиною - ККД, яка характеризує всі машини і механізми.
1. Вправа «Кумир»
На картках зображені кумири учнів.
- Пофантазуйте, яким чином вони б довели вам необхідність вивчення цієї теми? Рефлексія
- Вправа «Незакінчене речення»
Учні заповнюють листи оцінювання і здають їх.
3. Вправа «Скринька»
VIІ. Домашнє завдання:
