Урок 3. Розв’язування задач.

Мета: з’ясувати рівень засвоєння учнями вивченого матеріалу по темах

„ Робота і потужність”, розвивати уміння розв’язувати задачі, виховувати культуру запису і акуратність в оформленні записів.

Тип уроку: застосування умінь і навиків.

Обладнання: карточки, малюнки.

Хід уроку:

1.     Організація класу: (3 хв)

Сьогодні ми проводимо урок у вигляді гри „ Сходження на вершину знань”. Клас поділяється на три групи, які можуть піднятися на вершину гори – знань трьома маршрутами: перша група, виконавши експериментальні завдання, друга група, розв’язавши і пояснивши якісні задачі, третя група, розв’язавши розрахункові задачі. Кожній групі прийдеться долати маршрут поетапно,  кожний учасник може продвинути свою групу на крок вперед, виконавши правильно завдання. Якщо завдання виконати групі не вдається, то допомагає інша група і робить на один крок вперед рух своєї групи. Старшим груп вручається пакет із завданнями і пропонується витягнути жеребки для визначення по черговості сходження на гору.

2.     Розв’язування задач: (30 хв)

      Після організаційних питань, почергово  виконуються завдання.

Експериментальні задачі.

1.     Використовуючи динамометр, набір важків і масштабну лінійку, виконайте роботу в 1 Дж; 2 Дж; 5 Дж.

2.     На столі лежить стержень від штатива. Яку роботу необхідно виконати, щоб поставити його вертикально? Для розв’язання використовуйте динамометр і масштабну лінійку.

3.     На столі поряд лежать п’ять брусків. Яку роботу необхідно виконати, щоб укласти їх в один стос? Є динамометр і масштабна лінійка.

4.     Маючи динамометр, секундомір і вимірювальну стрічку, визначте середню потужність, яку розвиває учень, коли він: а) пересуває вантаж по столу; б) підіймає цей вантаж із підлоги на стіл.

Якісні задачі

1.     Тіло підвішене до нитки і перебуває у рівновазі. Чи виконує роботу сила натягу, яка діє на тіло? Сила тяжіння?

2.     Зі спортивного лука вистрілили стрілою під кутом до горизонту. Стріла описала в польоті параболу. Чи виконувала роботу сила тяжіння, коли стріла: а) підіймалася до точки найвищого підняття; б) опускалася на землю?

3.     Чи може сила тертя спокою виконати роботу? Якщо так, наведіть приклад.

4.     Сокиру  забили в колоду, потім витягли її. Чи однакову при цьому виконали механічну роботу?

5.     Два однакові за розміром і конструкцією кораблі розвивають різну потужність. Чи з однаковою швидкістю будуть рухатися ці кораблі?

6.     Чи однакову потужність розвивають двигуни вагона потяга, коли він рухається з однаковою швидкістю без пасажирів і з пасажирами?

Розрахункові задачі

1.     Яку роботу треба виконати, щоб підняти з  дна озера до поверхні води камінь масою 5 кг і об’ємом 2 дм ³? Глибина озера 7м. опір води не враховувати. ( Відповідь: 210 Дж.)

2.     Яку роботу треба виконати, щоб із цеглин, які лежать на землі, скласти трос із трьох цеглин? Із п’яти? Маса однієї цеглини m, товщина h.

     ( Відповідь: 10 mgh.)

3.     Підйомник потужністю 2 кВт підіймає вантаж із середньою швидкістю 4 м/с на висоту 5 м. яка при цьому виконується робота?

    ( Відповідь: 2,5 кДж.)

4.     Пружину за 3 с розтягли на 5 см. яку середню потужність при цьому розвивали, якщо для утримання пружини в розтягнутому стані потрібна сила 120 Н? ( Відповідь: 1 Вт.)

5.     Підіймальний кран підняв із дна озера сталевий зливок масою 3,4 т. скільки часу тривало підняття, якщо глибина озера 6,1 м, а кран розвивав потужність 2 кВт? ( Відповідь: 1,5 хв.)

Кожен учень, як учасник групи сходження  намагається прийняти активну участь у грі, розв’язуючи відповідні завдання, завдання по силі. Долаючи останній перевал, кожна група виконує самостійну роботу.

                                            Самостійна робота № 1

                                                Механічна робота

                                              Початковий рівень

1.     Чи виконує роботу сила тяжіння, коли тіло вільно падає?

2.     Чи виконує механічну роботу учень, якщо він тримає рюкзак у руці?

                                            Середній рівень

1.     Яку роботу виконує двигун автомобіля на шляху 100м, розвиваючи силу тяги 8 кН?

2.     Якою силою виконана робота 60кДж на шляху 6м?

                                           Достатній рівень

1.     а) Тіло рухається зі сталою швидкістю по горизонтальній поверхні столу. Чи виконує роботу сила тяжіння під час цього руху?

б) Легковий автомобіль, розвиваючи силу тяги 700Н, рухається із середньою швидкістю 72 км/год протягом однієї години. Яку роботу при цьому виконує його двигун? ( Відповідь: 50,4 МДж.)

    2. а) Тіло підвішене до пружини і перебуває в рівновазі. Чи виконує роботу

         сила пружності, що діє на тіло? Сила тяжіння?

        б) Навантажений автомобіль масою 5т, переміщуючись рівномірно

          горизонтальною дорогою, подолав відстань 2 км. Яку роботу виконав

         двигун автомобіля, якщо сила тертя становить 0,001 сили тяжіння, що

         діє на автомобіль? ( Відповідь: 100кДж.)

                                                      Високий рівень

1.     а) Чи може сила тертя спокою виконати роботу? Якщо так, наведіть приклад.

б) Бульбашка метану об’ємом 2см³, що утворилася на дні озера на глибині 5м, спливає на поверхню. Чому дорівнює робота зі спливання бульбашки? Зміною об’єму бульбашки знехтувати. ( Відповідь: 0,1 Дж.)

    2. а) Цвях забили в колоду, потім витягли його. Чи однакову при цьому

          виконали механічну роботу?

       б) Під час спливання колоди з глибини 5м сила Архімеда виконала

          роботу 4кДж. Яка маса колоди? Густина деревини 700кг/м³.

         ( Відповідь: 56 кг.) 

                                           Самостійна робота №2

                                                 Потужність

                                           Початковий рівень

1.     Хто розвиває більшу потужність: людина, яка повільно підіймається сходами, чи спортсмен тієї ж маси, який стрибає з жердиною?

2.     Чи однакову потужність розвиває двигун вагона трамвая, коли він рухається з однаковою швидкістю без пасажирів і з пасажирами?

                                              Середній рівень

1.     Самоскид під час перевезення вантажу розвиває потужність 30кВт. Яку роботу він виконує протягом 45 хв? ( Відповідь: 81 мДж.)

2.     Скільки часу має працювати двигун потужністю 25 кВт, щоб виконати роботу 36000кДж? ( Відповідь: 24 хв.)

                                             Достатній рівень

1.     Обчисліть потужність насоса, який подає щохвилини 1300л води на висоту 24м. ( Відповідь: 5,2 кВт.)

2.     Водозливна гребля під час повені пропускає кожної секунди об’єм води, що дорівнює 45000м³. знаючи, що висота греблі 25м, визначте потужність водяного потоку. ( Відповідь: 11·10⁹Вт.)

                                                Високий рівень

1.     Яку потужність необхідно розвинути, щоб стиснути пружину на 4 см протягом 5с, якщо для стиснення її на 1 см потрібна сила 24, 5 кН?

    ( Відповідь: 360Вт.)

2.     Довжина мідної труби 2м, зовнішній діаметр 20 см, товщина стінок 1 см. на яку висоту підіймає трубу за 13с підйомник потужністю 350кВт? ( Відповідь: 4,3м.)

3.     Підсумок уроку: (4 хв)

Виконавши всі завдання всі групи наблизились до вершини знань. Долаючи нелегкі перешкоди всі три групи справились дуже добре. Кожен член експедиції був задіяний роботою, кожен намагався бути активним і принести користь своїй групі і самому для себе подолати таку важку стежину. За урок ви отримаєте дві оцінки: перша за роботу під час „маршруту”, другу – за виконану самостійну роботу, яка оцінюється для кожного по різному, тому що завдання підібрані диференційовано.

Під кінець хочеться сказати такі слова:

Ніколи на спиняйсь на півдорозі,

За кроком крок рушай в далеку путь.

Нехай ведуть тебе стрімкі дороги,

До школи, й знань, які дають вам тут.

Домашнє завдання : § 27 Вправа 27: 1,4,5,6.