Работа силы 9 класс физика презентация и конспект

Обновлено: 30.06.2024

Термины и понятия

Сила, динамометр, равнодействующая сил.

Универсальные учебные действия

Владеют базовым понятийным аппаратом по основным разделам содержания

Познавательные: формирование познавательной цели; поиск и выделение информации; моделирование;

Регулятивные: целеполагание; планирование; прогнозирование;

Коммуникативные: планирование (определение целей, функций участников, способов взаимодействия); постановка вопросов (инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации); разрешение конфликтов.

Личностные: убеждённость в возможности познания природы; формирование самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений, ответственного отношения к учению

Фронтальная (Ф); индивидуальная (И); групповая (Г)

I этап. Актуализация знаний учащихся

Формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной форме.

Развитие монологической, умения выражать свои мысли.

Определяет тему беседы, задаёт уточняющие вопросы. Рассказывает об экспериментальных способах обнаружения силы.

II этап. Учебно-познавательная деятельность

Овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности.

Формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать информацию в соответствии с поставленными задачами, выделять основное содержание текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его.

Учитель организует работу класса при изучении материал. Управляет работой учащихся при выполнении записей в тетради. Использует наглядность. Ставит вопросы. Ученики работают с учителем, воспринимают новый материал, отвечают на вопросы, осуществляют записи в тетради

III этап. Закрепление изученного материала

Формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.

Выявляет возможности класса применять знания при решении задач.

IV этап. Итоги урока. Рефлексия

С помощью учеников подводит. Итоги работы, обобщает её результаты. Предлагает ответить на ряд вопросов

Сообщает классу об изученном на уроке, выделяет наиболее важные факты. Оценивают урок.

Ответьте на вопросы:

Явление инерции
Система отсчета
Инерциальная и не инерциальная система отсчета
I Закон Ньютона

Знакомство с понятием силы начинается с проведения демонстрационных опытов. Если на неподвижный брусок, лежащий на опоре, не действуют другие тела, кроме Земли и опоры, он не изменяет своего положения.

Далее демонстрируется опыт с шарами — взаимодействие шаров при столкновении. Делается вывод: если скорость тела изменяется, мы всегда обнаруживаем действие на него другого тела.

На любое тело действует хотя бы одна сила — сила тяжести. Но чаще всего на тело действует несколько сил. Например, на шарик (рис. 151) действуют Земля и нить (две силы). Каков результат их действия?

Ввести понятие силы.

Научится измерять силу.

Мерой взаимодействия тел между собой является векторная величина, называемая силой .

Сила, как любая векторная величина характеризуется числовым значением и направлением. Обычно направление силы указывают стрелкой.

Силу принято обозначать буквой F.

Сила приложена к определенной точке тела, что всегда указывают на чертежах.

Если сила к телу не приложена (F— 0), то скорость движения тела не меняется. Если к телу приложена некоторая сила, то скорость его движения меняется. Чем больше сила, тем сильнее изменение скорости.

За единицу силы в системе СИ принят ньютон (1 Н) — в честь великого английского ученого И.Ньютона.

Сила в 1Н - такая сила, которая за 1с изменяет скорость тела массой 1кг на 1 м/с.

Все тела, которые находятся на Земле, либо у ее поверхности, всегда испытывают действие хотя бы одной силы, о природе которой мы будем говорить позже.

Прибор для измерения силы называется – динамометр. Подвесьте сначала одно тело (массой 100гр), затем два тела. Что изменилось с показанием динамометра? Как вы считаете, каким будет показание динамометра, если к нему подвесить тело массой 200г?

Решим такую задачу. Два человека перевозят на тележке груз, причем один из них тянет тележку, прикладывая силу F 1 = 100 Н, другой толкает ее, действуя с силой F 2 = 80 Н (рис. 152). Какова сила, которая двигает тележку?

Эта сила F = F 1 +F 2 = 100 Н + 80 Н = 180 Н. А изменилось бы движение тележки, если бы ее тянул один человек, прикладывая силу F = 180 Н? Нет, эффект был бы таким же. Значит, одна сила F оказывает на тележку такое же действие, как две одновременно действующие силы F 1 и F 2 .

Сила, которая оказывает на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих на него сил, называется равнодействующей этих сил.

Как направлена равнодействующая? Проведем опыт. К нижнему крючку динамометра подвесим груз весом P 1 = F 1 = 3 Н, а на столик поместим груз весом Р 2 = F 2 = 1 Н (рис. 153, а). Динамометр показывает действие на него силы F = 4 Н. Сила F — сумма весов нижнего и верхнего грузов. Эти силы направлены вертикально вниз. Заменим два груза одним весом 4 Н и подвесим его к динамометру (рис. 153, б). Динамометр показывает, что действие одного груза такое же, как и двух грузов весом Р 1 = 3 Н и Р 2 = 1 Н. Значит, сила F = 4H = 3H+1 Н — равнодействующая двух сил, приложенных к динамометру. Изобразим эти силы схематически (см. рис. 153, на с. 91).

Модуль равнодействующей сил, действующих на тело в одном направлении по одной прямой, равен сумме модулей этих сил. Направление равнодействующей такое же, как и отдельных сил.

Изменим опыт: с помощью другого динамометра подействуем на данный динамометр вверх силой F 2 = 5 Н (рис. 154, а). Приложенные к динамометру силы направлены в противоположные стороны. Динамометр показывает силу F = 2Н = 5Н-ЗН. Это и есть равнодействующая двух противоположно направленных сил. Она направлена вверх, что подтверждается изменением направления поворота стрелки реечного динамометра.

Значит, действие двух противоположно направленных сил можно заменить одной силой, модуль которой равен разности модулей двух приложенных сил и которая направлена в сторону большей силы (рис. 154, б).

А если силы F 1 и F 2 имеют равные модули? Тогда равнодействующая сила равна нулю. Происходит компенсация сил (см. § 21, с. 77).

Ответим еще на один важный вопрос: как ведет себя тело при скомпенсированных силах, т. е. при нулевом значении равнодействующей?

Опыт позволяет сделать очень важный вывод: если равнодействующая сил, приложенных к телу, равна нулю, тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно. Приведите примеры, подтверждающие этот вывод.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Цель: на основе определения, расчетной формулы и геометрического смысла механической работы получить расчетные формулы для силы тяжести, упругости, трения; ввести понятие потенциальных сил.

Образовательные: научить обучающихся выводить формулы для решения конкретных задач из основной расчетной формулы;

Развивающие: развитие умения выделять главное и делать выводы, навыка работы с инструментами интерактивной доски;

Воспитательные: продолжение формирования навыка коллективной работы, взаимопомощи, корректности.

Проверка первичных знаний о механической работе:

Учитель: Физика изучает множество явлений природы, и при изучении каждого вводятся физические величины, с помощью которых это явление описывается. Мы приступили к изучению фундаментальных законов механики – законов сохранения импульса и энергии. Энергия – мера совершения механической работы. Когда мы можем утверждать, что физическое тело совершает работу?

Ученик: Для совершения работы необходимо выполнение двух условий – наличие силы и перемещения тела под действием данной силы.

Учитель: К каким величинам относится механическая работа?

Ученик: механическая работа – скалярная величина?

Учитель: Давайте вспомним расчетную формулу механической работы.

Ученик: Для расчета механической работы необходимо значение силы умножить на перемещение и на косинус угла между векторами силы и перемещения.

(на интерактивной доске, включенной в Режиме Office , под шторкой 1 слайд компьютерной презентации – после ответа ученика открываем электронным маркером формулу).

Учитель: Направления силы и перемещения могут быть различными. К чему это приводит?

Ученик: Знак физической величины – механической работы может быть различным. Работа может быть положительной, отрицательной и равной нулю.

Учитель: Каким должно быть взаимное расположение векторов силы и перемещения, чтобы работа была положительной? отрицательной? равной нулю? (после каждого ответа учитель электронным маркером пишет на 1 слайде:

А > 0, если F S, т . к . cos α = 1

A т . к . cos α = - 1

A = 0, F S, т.к. cos α = 0 ).

Итак, давайте обобщим разные ситуации расположения векторов силы и перемещения и знака механической работы, заполнив обобщающую таблицу. (переходим ко 2 слайду компьютерной презентации и заполняем 2-ой и 3-ий столбики).

В чем состоит геометрический смысл работы?

Ученик: Механическая работа численно равна площади фигуры, расположенной в координатной плоскости F ( S ), ограниченной линией графика и перпендикулярами, опущенными на ось абсцисс из начального и конечного положений тела.

Учитель: Пожалуйста, пройдите к доске и на графиках изобразите выполненную механическую работу. (на 3 слайде ученики выполняют задание, делая следующие чертежи:

МОУ СОШ№2 г.Олонца Республика Карелия

Канаева Наталья Юрьевна

Ученик: На чертежах есть сила тяжести, сила упругости и сила трения.

Учитель: К каким силам относятся перечисленные силы?

Ученик: Сила тяжести является гравитационной силой, силы трения и упругости – электромагнитные силы.

Учитель: Формулу для расчета механической работы мы вспомнили, давайте запишем расчетные формулы выше названных сил. Эти формулы понадобятся нам для последующей работы. (открываем 5 слайд компьютерной презентации и 1 ученик делает электронным маркером:

Теперь перейдем к работе в группах. Рабочих групп будет 7. (исходя из численности класса, разделить на группы с равным количеством участников).

Начертите в тетради таблицу (6 слайд компьютерной презентации), начинайте работу в группе и результат записать в таблице в тетради и на доске.

Запись в тетради после работы групп:

Работа силы:

Тяжести: тело падает

Тяжести: тело брошено

Тяжести: тело падает

A = kx₁ 2 /2 – kx₂ 2 /2

1 группа записывает вывод на 7 слайд компьютерной презентации, 2 группа на 8 слайд, 3 группа на 9 слайд.

Учитель: Сравним первые четыре строки таблицы. Какие выводы мы можем сделать?

Ученик: Несмотря на различные траектории движения, работа силы тяжести рассчитывается одинаково.

Учитель: От чего зависит работа силы тяжести?

Ученик: Согласно расчетной формуле, можно сделать вывод, что работа силы тяжести зависит только от начального и конечного положения тела.

Учитель: Силы, работа которых не зависит от формы траектории и длины пути, а зависит только от начального и конечного положения тела, называются потенциальными. Поле силы тяжести потенциально. Какие особенности работы силы трения?

Ученик: Работа сила трения всегда отрицательна, т.к. сила трения направлена против движения.

Учитель: Осталось нам вместе рассмотреть и определить работу сила реакции опоры (10 слайд компьютерной презентации).

Ученик: Сила реакции опоры перпендикулярна направлению движения, следовательно, угол между векторами составляет 90 0 и работа равна нулю.

Учитель: Итак, мы с вами вывели расчетные формулы работы разных сил. При решении задач можно использовать каждую конкретную формулу, а можно на основе основной формулы работы получить необходимую.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Работа силы. Презентация на заданную тему содержит 13 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Работа силы Работа силы — это величина, характеризующая воздействие силы, в зависимости как от самой силы так и от перемещения тела, к которому была приложена сила.

Допустим, человек толкнул телегу, приложив силу под углом 45° к горизонту. Модуль этой силы равен 120 Н. Пренебрегая трением, определите работу силы, приложенной человеком, если тележка проехала 3 м в горизонтальном направлении?

В окно дома, поднимают некий груз массой 30 кг,так, как показано на рисунке. Определите, с какой силой тянут веревку, если полная работа равна 1200 Дж?

При растяжении пружины на 70 см, работа силы упругости составляет . Найдите коэффициент жесткости этой пружины.

Основные выводы Работа силы — это скалярная физическая величина, которая является количественной мерой воздействия силы на тело, в зависимости от перемещения, которое тело совершило в результате действия этой силы: Если тело подвергается воздействию нескольких сил, то полной работой называется работа равнодействующей силы:

Урок изучения нового материала. Цель урока: обобщение и углубление знаний о работе силы, мощности, единицах измерения физических величин; формирование умений определять механическую работу силы, мощность

Тема: Работа силы. Мощность

Цель урока: обобщение и углубление знаний о работе силы, мощности, единицах измерения физических величин; формирование умений определять механическую работу силы, мощность.

Актуализация опорных знаний

Что такое импульс?

Сформулируйте определение импульса тела.

Какая система тел называется замкнутой?

Приведите примеры замкнутой системы.

Сформулируйте закон сохранения импульса.

Как он используется в реактивном движении?

Почему для запуска используются многоступенчатые ракеты?

Новый материал

Там же была введена и единица работы джоуль (Дж): за единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н на пути, равном 1 м:

Работа ‒ скалярная величина.

Сила и перемещение ‒ величины векторные. Но работа равна произведению модулей векторов и , а модуль вектора ‒ величина скалярная. Поэтому и работа ‒ скалярная величина. О работе нельзя сказать, что она куда то направлена.

В выражении , которое определяет работу, F ‒ сила, приложенная к телу (ее модуль). Но на движущееся тело может действовать не одна, а несколько сил. И каждая из них может совершать работу. В этом случае F в выражении для работы означает модуль равнодействующей всех сил. Работа же этой равнодействующей равна сумме работ отдельных сил.

Равнодействующая, однако, может быть равна нулю (тело находится в равновесии). Тогда если тело движется, то прямолинейно и равномерно. Сумма всех сил при этом равна нулю. Значит, равна нулю и суммарная работа всех сил. Но для этого работа одних сил должна быть положительной, других ‒ отрицательной. Иначе, их сумма не может быть равной нулю. Положительной считается работа сил, сонаправленных с перемещением тела, отрицательной ‒ работа сил, направленных противоположно перемещению. Так, при равномерном подъеме груза с помощью подъемного крана на груз действует сила натяжения каната, направленная вверх, т. е. вдоль направления движения груза, и сила тяжести, направленная вниз, против движения груза. Работа силы натяжения каната положительна, а работа силы тяжести отрицательна. Так как силы эти по модулю равны, то и работы их одинаковы по модулю и противоположны по знаку.

Если направление силы совпадает с направлением перемещения, то это значит, что угол между векторами силы и перемещения равен нулю. Когда сила и перемещение противоположны друг другу, угол между этими векторами равен 180°. Но силы, приложенные к движущемуся телу, могут образовывать с направлением перемещения угол, отличный от 0 и 180°. Например, к санкам, движущимся по горизонтальной дороге в направлении, указанном стрелкой, в какой-то момент подействовала сила, направленная под углом а к горизонту. В первом случае угол острый, во втором ‒ тупой. Как вычислить работу, которую совершает сила , если перемещение санок равно ?

Для этого формулу для работы нужно записать в таком виде:

где ‒ угол между векторами силы и перемещения.

В самом деле, если векторы и совпадают по направлению, угол между ними равен нулю. Но cos 0° = 1. В этом случае A=Fs. Если векторы и направлены противоположно друг другу, то = 180°, cos 180° = -1 и работа А = -Fs. Когда угол острый, его косинус положителен и работа такой силы положительна. Когда угол тупой, его косинус отрицателен и работа силы, направленной таким образом, отрицательна.

Работа постоянной силы равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между этими векторами.

Направление силы, приложенной к телу, может быть и перпендикулярно направлению перемещения тела. В этом случае угол = 90°, cos 90° = 0 и работа, как это видно из формулы равна нулю. Так, сила тяжести, которая действует на санки, перпендикулярна направлению движения санок, поэтому она работы не совершает. Не совершает работы и сила, вынуждающая тело двигаться равномерно по окружности: она в любой точке траектории перпендикулярна направлению скорости тела, т. е. направлению его движения. Например, сила натяжения нити, к которой привязано тело, движущееся по окружности, не совершает работы, хотя именно нить заставляет тело так двигаться. Не совершает работы и сила всемирного тяготения, под действием которой искусственные спутники Земли движутся по круговой орбите.

Воду из цистерны можно вычерпывать ведрами, но для этой цели можно воспользоваться насосом, снабженным двигателем. Механическая работа, совершенная при этом, будет одной и той же. Но насос выполнит эту работу быстрее, за более короткий промежуток времени. Значит, не только совершаемая работа, но и быстрота ее выполнения, т. е. работа, совершаемая в единицу времени,‒ важная характеристика всякого устройства, с помощью которого совершается работа. Величина, характеризующая быстроту выполнения работы, называется мощностью. Обозначают ее буквой .

Мощностью называется величина, равная отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена:

Если мощность известна, то работа выражается равенством:

Из формулы видно, что в СИ за единицу мощности принимается джоуль в секунду (Дж/с). Называется эта единица ватт (Вт): 1 Вт=1 Дж/с. Название дано в честь изобретателя универсального парового двигателя Джемса Уатта.

Формула (2) позволяет ввести еще одну единицу работы (а значит, и энергии). За единицу работы можно принять работу, которая совершается в течение 1 с при мощности 1 Вт. Называется она ватт-секундой (Вт-с). Часто используются более крупные единицы работы и энергии: киловатт-час (кВт-ч) и мегаватт-час (МВт-ч):

Эта формула показывает, что при постоянной силе сопротивления движению скорость пропорциональна мощности двигателя. Поэтому быстроходные поезда, автомобили, самолеты нуждаются в двигателях большой мощности.

Из формулы (3) видно также, что при постоянной мощности двигателя сила тем меньше, чем больше скорость.

Вот почему мы хорошо чувствуем ускорение, когда автомобиль трогается с места (скорость еще мала, и сила поэтому велика), и почти не чувствуем его на большой скорости. Вот почему водитель автомобиля при подъеме в гору, когда нужна наибольшая сила тяги, переключает двигатель на малую скорость.

Закрепление изученного

Что называется механической работой?

Какая формула выражает смысл этого понятия?

В каком случае о силе можно сказать, что она совершает работу?

В каком случае работа положительна, в каком отрицательна, в каком равна нулю?

Единица работы в системе СИ?

Тело брошено вертикально вверх. Укажите, положительную или отрицательную работу совершает сила тяжести?

Почему при подъеме автомобиля в гору или при движении по песку шофер включает первую скорость?

Как скорость движения автомобиля зависит от мощности двигателя. Если силу сопротивления движения считать постоянной?

Как скорость движения автомобиля зависит от мощности двигателя, если сила сопротивления при больших скоростях прямо пропорциональна квадрату скорости?

Читайте также: