Кпд наклонной плоскости конспект
Обновлено: 07.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Предмет: физика
Учитель: Лешкевич Е.В.
Класс: 7-А, 7-Б
Дата проведения: 21.02.19
Развивать навыки практической и экспериментальной работы с приборами при решении физических задач.
Планируемые результаты, УДД
Предметные: обучающиеся научатся измерять характеристики наклонной плоскости, рассчитывать полезную и затраченную работу, КПД простого механизма; выяснят, что полезная работа всегда меньше затраченной и, следовательно, КПД меньше 100 % и не зависит от веса поднимаемого тела, но его можно увеличить, увеличивая угол наклона плоскости к горизонту.
Личностные: установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом (смыслообразование).
Регулятивные:
Выработка способности к мобилизации сил и энергии.
Умение постановки учебной задачи на основе соотнесения известного и неизвестного материала, прогнозирования результата,
Составления плана и последовательности действий, оценивания и контроля полученного результата, корректировки плана и способов действия в случае расхождения эталона и полученного результата.
Коммуникативные: умение слушать, участвовать в коллективном обсуждении проблемы, вступать в диалог, точно выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с нормами родного языка, интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное сотрудничество со сверстниками и взрослыми.
Познавательные:
Умение осознанно строить речевое высказывание в устной и письменной форме, структурировать знания.
Постановка и решение проблемы, выбор наиболее эффективных способов выхода из проблемной ситуации в зависимости от конкретных условий, создание алгоритмов деятельности при решении проблем поискового характера.
Формирование знаково-символических УУД.
Самостоятельное формулирование познавательной цели, выдвижение гипотезы.
Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.
Выделение необходимой информации.
Урок отработки специальных умений и навыков.
Форма урока:
Исследовательская работа обучающихся – лабораторная работа
Оборудование:
Комплект приборов для выполнения лабораторной работы: направляющая рейка, динамометр, измерительная лента, брусок, груз массой 100 г, штатив с муфтой и лапкой
Используемый учебник:
Физика 7 класс: учеб. для общеобразоват. организаций/ О.Ф. Кабардин. – М. : Просвещение, 2014
Организационный момент
Мотивация учебной деятельности
Рабочему надо загрузить бочку с бензином в кузов грузовой автомашины. Чтобы просто поднять её, надо приложить очень большую силу - силу, равную силе тяжести (весу) бочки. Такую силу рабочий приложить не может.
Как ему поступить?
… тогда он кладет две доски на край кузова и вкатывает бочку по образовавшейся наклонной плоскости, прикладывая силу, значительно меньшую, чем вес бочки!
И сегодня мы с вами работаем над лабораторной работой.
Но прежде, давайте вспомним, что мы уже знаем о КПД.
Актуализация опорных знаний
Предполагаемые вопросы:
2. Какую работу называют полезной?
3. Какую работу принято считать затраченной?
4. Как определяется коэффициент полезного действия?
Выполнение лабораторной работы
Учитель организует обсуждение плана исследования. Обучающиеся составляют план и последовательность действий для определения КПД наклонной плоскости:
Измерить вес бруска (Р).
Измерить высоту наклонной плоскости (h).
Рассчитать полезную работу по формуле
Измерить силу трения (Fтр).
Измерить длину наклонной плоскости (l).
Рассчитать затраченную работу по формуле
Рассчитать КПД наклонной плоскости по формуле
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10
Определение КПД наклонной плоскости
Цель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
Оборудование: доска, динамометр, измерительная лента или линейка, брусок, штатив с муфтой и лапкой.
ТРЕНИРОВ O ЧНЫЕ ЗАД A НИЯ И ВОПРОСЫ
Может ли полезная работа быть больше затраченной?
Что такое коэффициент полезного действия?
Может ли КПД быть больше 100%?
Работа, совершаемая при подъёме тела вверх по вертикали, равна произведению силы тяжести на высоту h (полезная работа):
На такую же высоту h можно поднять тело, равномерно перемещая его вдоль наклонной плоскости длиной l, прилагая к нему силу . Поэтому полная работа
При отсутствии силы трения
При наличии трения
Установите доску наклонно.
Измерьте высоту h и длину l наклонной плоскости.
Динамометром измерьте силу тяжести бруска .
Прицепив к бруску динамометр, равномерно двигайте брусок вверх по наклонной плоскости. Измерьте силу тяги .
Вычислите КПД наклонной плоскости.
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
Высота наклонной плоскости
Сила тяжести , Н
Полезная работа , Дж
Длина наклонной плоскости l, м
Дополнительное задание
Измените высоту наклонной плоскости и для неё определите:
5.Итоги урока. Рефлексия.
Обучающиеся оценивают и анализируют полученные результаты работы:
Ап должна быть меньше Аз;
высота наклонной плоскости должна быть меньше ее длины, полученный КПД должен быть меньше 100%.
Если полученный результат не верен, находят ошибку в измерении или расчетах.
Оформляют результаты работы, делают вывод: в ходе лабораторной работы КПД наклонной плоскости при угле наклона 20° к горизонту оказался равным 45%, он всегда меньше 100%, зависит от угла наклона (чем больше угол наклона плоскости, тем больше ее КПД) и не зависит от веса поднимаемого тела.
Домашнее задание.
- Дать определение КПД механизма.
- Убедиться на опытах, что полезная работа, выполненная с помощью наклонной плоскости, меньше затраченной работы.
- Определить КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.
- Выяснить, от чего зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.
- Показать связь изученного материала с жизнью.
- Создать условия для развития личности учеников в процессе их деятельности.
- Способствовать развитию практических навыков измерения силы с помощью динамометра, выполнения схемы эксперимента.
- Продолжить формирование умения выделять главное, выдвигать гипотезу и проверять её на опыте.
- Продолжить развитие коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).
Сценарий урока состоит из семи этапов.
- Измерить вес бруска (Р).
- Измерить высоту наклонной плоскости (h).
- Рассчитать полезную работу по формуле
- Измерить силу трения (Fтр).
- Измерить длину наклонной плоскости (l).
- Рассчитать затраченную работу по формуле
- Рассчитать КПД наклонной плоскости по формуле
6. Рефлексия (4 мин.): Обучающиеся оценивают и анализируют полученные результаты работы: Ап должна быть меньше Аз; высота наклонной плоскости должна быть меньше ее длины, полученный КПД должен быть меньше 100%. Если полученный результат не верен, находят ошибку в измерении или расчетах. Оформляют результаты работы, делают вывод: в ходе лабораторной работы КПД наклонной плоскости при угле наклона 20° к горизонту оказался равным 45%, он всегда меньше 100%, зависит от угла наклона (чем больше угол наклона плоскости, тем больше ее КПД) и не зависит от веса поднимаемого тела.
Цели: образовательные: сформировать навыки экспериментального определения КПД и выигрыша в силе наклонной плоскости; закрепить навыки измерения сил с помощью динамометра; воспитательная: формирование коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка). развивающая: развивать мыслительные и практические навыки учащихся.
Урок-исследование в 7 классе.
Тема. Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.
Цели:
образовательные:
-сформировать навыки экспериментального определения КПД и выигрыша в силе наклонной плоскости;
-закрепить навыки измерения сил с помощью динамометра;
воспитательная:
-формирование коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).
развивающая:
-развивать мыслительные и практические навыки учащихся.
Оборудование:
-лабораторное:
деревянная линейка, деревянный брусок, груз, динамометр, штатив, линейка;
-инструкция по ТБ;
-инструкция по выполнению лабораторной работы;
-проектор, экран, ноутбук.
Ход урока.
I. Оргмомент.
(настрой на работу)
II. Актуализация опорных знаний.
На прошлом уроке мы ознакомились с простыми механизмами. А сегодня проведем исследование такого простого механизма, как наклонная плоскость.
Проблемный вопрос
Необходимо загрузить тяжелую бочку на машину. Как это сделать?
(Наклонная плоскость – это простой механизм, применяемый для перемещения (вкатывания или втаскивания) тяжёлых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия.)
III. Целеполагание.
Проблемный вопрос
Каким подъемом лучше воспользоваться: крутым или пологим?
(Если нужно поднять груз на некоторую высоту, всегда легче воспользоваться пологим подъёмом, чем крутым. Причём, чем меньше уклон, тем легче выполнить эту работу. Когда время и расстояние не имеют большого значения, а важно поднять груз, используя меньшую силу, наклонная плоскость оказывается незаменимой.)
Итак, какую цель ставим перед собой?
Исследовать наклонную плоскость и выяснить, когда наклонная плоскость полезна.
Какие задачи решаем на уроке?
Мы определим полезную работу, затраченную работу при использовании наклонной плоскости, КПД и выигрыш в силе наклонной плоскости.
V. Выполнение работы.
Здоровьесбережение
Инструктаж по ТБ.
Прежде, необходимо повторить правила, которые соблюдаем при выполнении лабораторной работы.
Записали в тетрадь тему, цель работы.
Фронтальная беседа.
Как рассчитать механическую работу?
(механическая работа равна произведению силы на пройденный путь)
Полезная работа – это работа, направленная на достижение цели. В данном случае, нужно поднять тело на высоту. То есть, нужно приложить силу, чтобы равномерно поднимать тело вверх. Эта сила по модулю равна силе тяжести, действующей на тело.
Затраченная работа – это работа, совершаемая с применением наклонной плоскости.
“Золотое правило” механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоте h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.
Как рассчитать коэффициент полезного действия?
(Разделив полезную работу на затраченную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах.)
Поднимая груз вдоль наклонной плоскости, мы выигрываем в силе, но во столько же раз проигрываем в пути.
Какое оборудование нам понадобится для выполнения лабораторной работы?
(Записать в тетрадь оборудование в ходе обсуждения).
Как измерить силу тяжести?
Как измерить силу тяги?
Повторим: определение цены деления измерительного прибора.
(Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величин.
Вычесть из большего значения меньшее.
Полученное число разделить на число делений (промежутков), находящихся между ними.)
Работа в группах.
Самостоятельная исследовательская работа.
Приступайте к выполнению эксперимента, следуя инструкции.
1. Соберите экспериментальную установку.
2. Измерьте высоту и длину наклонной плоскости.
3. Определите с помощью динамометра силу тяжести бруска и груза.
4. Положите брусок на доску. На бруске установите груз. Прикрепите динамометр к бруску.
5. Перемещайте брусок вверх по наклонной плоскости.
При втягивании груза на наклонную плоскость следует следить, чтобы показания динамометра были примерно постоянными, а не скачкообразными (т.е. тянуть груз нужно равномерно).
Определите силу тяги, приложенную к бруску.
6. Вычислите полезную работу.
7. Вычислите затраченную работу.
8. Вычислите коэффициент полезного действия наклонной плоскости.
𝛈 = · 100%
9. Вычислите выигрыш в силе наклонной плоскости.
𝗸 =
Обеспечить усвоение учащимися понятия наклонная плоскость, коэффициент полезного действия.
Учащиеся должны усвоить:
понятие наклонная плоскость и её характеристики;
коэффициент полезного действия;
способствовать развитию умения анализировать, предположения, строить прогнозы, наблюдать;
способствовать развитию логического мышления;
развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.
пробуждение познавательного интереса к физике;
воспитание положительного отношения к получению знаний и окружающим явлениям;
Тип урока: изучение нового материала
Формы учебной работы, используемые на уроке:
1) фронтальная работа со всем классом
2) индивидуальная работа
Методы, используемые на уроке:
- проблемная ситуация
- исследовательский метод (частично)
Оборудование и средства обеспечения учебного процесса: компьютер, проектор, презентация, штатив, наклонная плоскость, грузы, динамометр, линейка, рабочий лист.
Учитель задаёт вопросы классу (фронтальный опрос).
Механизмы, которые способны преобразовать силу человека в значительно большую силу, т. е. дают выигрыш в силе.
- Перечислите, какие простые механизмы Вы знаете?
- Приведите примеры применения простых механизмов.
Для чего они нужны?
Качели, ножницы, тачки, лопата, весы.
Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.
2. Постановка целей урока:
Учитель: давайте решим задачу.
Морякам необходимо доставить на борт корабля бочки с пресной водой. Чтобы просто поднять их, надо приложить очень большую силу - силу, равную силе тяжести (весу) бочки. Такую силу моряки приложить не могут.
Что им необходимо сделать, чтобы решить проблему?
…. тогда они кладут доски на край борта и землю и вкатывают бочки по образовавшейся наклонной плоскости, прикладывая силу, значительно меньшую, чем вес бочки!
Значит мы сегодня на уроке поговорим –
Учитель: цели - выяснить, что такое наклонная плоскость, вывести параметры и характеристики наклонной плоскости, найти примеры из жизни наклонных плоскостей.
3. Изучение нового материала
Учитель: с древних времен для облегчения своего труда человек использует различные механизмы. Они применяются для того, чтобы получить выигрыш в силе или в расстоянии, то есть увеличить силу в несколько раз, действующую на тело. Строительство пирамид в древнем Египте было бы невозможно без простых механизмов.
Мы с Вами познакомились и узнали про какие простые механизмы? (рычаг, блок)
Мы сегодня поговорим еще про один простой механизм - наклонная плоскость.
Вопросы - что такое наклонная плоскость?
Ответ - плоская поверхность, установленная под углом, отличным от прямого, к горизонтальной поверхности.
Для чего её применяют?
Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия.
Где мы встречаемся с наклонными плоскостями?
К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы и конвейеры.
Какими параметрами характеризуется наклонная плоскость?
Давайте для начала сделаем чертеж наклонной плоскости.
A полезная= P(Fтяж)*h
Нам надо сравнить две работы и найти выигрыш в силе.
Необходимо вводить новую физическую величину.
Коэффициент полезного действия.
Определение - физическая величина, равная отношению полезной работе к затраченной и умноженное на 100%
Читайте также: