3. Контрольно-коррекционный этап

Вопрос	Ответ
Когда выполняется положительная работа?	Если сила, разгоняющая тело(она совпадает с направлением движения), совершает положительную работу.
Когда выполняется отрицательная работа?	Сила, тормозящая движение (направленная противоположно направлению движения) совершает отрицательную работу.
В чем измеряется работа?	Дж=Н м
По какой формуле рассчитывается работа?	A = Fs

Выполнить задания из таблицы целей изучения УЭ.

Решить задачи:

Каково значение постоянной силы, совершающей работу 0,8 Дж на пути в 2см?

Д ано: СИ: Решение:

А=0,8 Дж A = Fs;

S=2см 0,02м F= ;

F – ? F= =40 (Н)

Ответ: F=40 Н.

Какую работу совершает сила, равномерно поднимающая тело массой 2 кг на 1 м? Совершает ли при таком подъеме работу сила тяжести? Какую?

Дано: Решение:

m=2 кг A_F = Fs

s=1 м F_т=mg; F=F_т

A _F – ? A_F = mg s

A_т. – ? A_т= - mg s

A_F = 2∙ 10∙ 1=20 (Дж)

A_т= - 2∙ 10∙ 1= -20 (Дж)

Ответ: A_F =20 (Дж); A_т= -20 (Дж)

4. Подведение итогов, оценка знаний

Ребята, что нового вы узнали сегодня на уроке?

На уроке работали хорошо … и получили оценки …

5. Домашнее задание

Изучить § 44; ответить на контрольные вопросы;

решить задачу № 3 (письменно).

Вопрос№1

Всякая ли сила совершает работу? (Сила не совершает работу, если нет движения или если сила направлена перпендикулярно направлению движения.)

Вопрос№2

Почему работа силы трения скольжения всегда отрицательна? (Так как всегда направлена противоположно движению тела.)

Вопрос№3

Равны ли значения работы силы тяги и силы трения при разгоне автомобиля, при его равномерном прямолинейном движении, при торможении? (Равны только при равномерном прямолинейном движении, так как скорость при этом постоянна.)

Задача:

При вертикальном подъеме ракеты массой 80 кг на некоторую высоту силой тяги в 1200 Н была совершена работа 120 Дж. Какую работу за это время совершила сила тяжести?

Дано: Решение:

m=80 кг A = Fs

F=1200 Н F=mg

А=120 Дж s= =

s – ?

s= =0,1(м)

А_т= mgs

А_т= 80∙ 10 0,1=80(Дж)

Ответ: s=0,1м; А_т= 80Дж.

5. Контроль знаний, умений

В качестве входного контроля при изучении темы «Работа и энергия» для уроков предлагается:

Механическая работа. Единицы работы.

Входной контроль: о силе как количественной мере воздействия одного тела на другое, результатом которого является изменение скорости тела или его деформация; об основных характеристиках силы, ее графическом изображении и единицах измерения.

Для этой цели можно предложить учащимся рассмотреть рис. 1, 2, изобразив их на доске или спроецировав на экран, и ответить на вопросы:

Какие силы действуют на движущийся стальной шарик в обоих случаях?

Как направлены сила притяжения, действующая на шарик со стороны магнита, и сила трения?

К какому результату приводят действие силы притяжения магнита в первом случае и действие силы трения шарика о поверхность стола во втором случае?

К какому результату приводят действие силы притяжения магнита в первом случае и действие силы трения шарика о поверхность стола во втором случае?

Положительная и отрицательная работа.

Входной контроль: о существенных признаках механической работы, условиях применимости формулы А = Fs для расчета работы и единицах работы в СИ.

Мощность. Единицы мощности.

Входной контроль: о работе, формуле для ее расчета, положительной и отрицательной работе; основных, дольных и кратных единицах работы в СИ; о существенных признаках, свидетельствующих о том, что сила совершает работу, и об изменениях, происходящих с телами в процессе совершения работы.

Кинетическая энергия.

Входной контроль: можно осуществить, предложив уча­щимся ответить на вопросы к рисунку.

Если начальные скорости тел равны нулю v₀ = 0, то: а) Чему равна равнодействующая F_p сил, приложенных к каждому телу? б) Будут ли двигаться тела под действием этих сил? в) Одинаково ли изменятся скорости тел за 1с непрерывного действия силы F_p? г) Какую скорость будет иметь первое тело относительно второ­го? (Ответ: v =2,5 м/с. )

Потенциальная энергия. Расчет потенциальной энергии.

Входной контроль: о силе тяготения и ее частном случае – силе тяжести; о силе упругости как проявлении сил межмолекулярного взаимодействия; о существенных признаках работы, формуле для ее расчета в случае, когда направление действия силы совпадает с направлением движения тела или противоположно ему; о связи работы силы, приложенной к телу, с изменением кинетической энергии этого тела.

Превращение и сохранение энергии.

Входной контроль: о кинетической и потенциальной энергиях; о зависимости кинетической энергии от массы тела и его скорости; о зависимости потенциальной энергии от силы взаимодействия тел и расстояния между ними; о работе силы как мере изменения энергии тела; об относительности кинетической и потенциальной энергий.

Актуализацию опорных знаний можно провести, заполнив табл., заранее подготовленную на доске или спроецированную на экран.

Простые механизмы. Рычаг. Условие равновесия рычага.

Входной контроль: об энергетических (работа, кинетическая энергия, потенциальная энергия) характеристиках тела (системы тел); о формулах для расчета работы, кинетической энергии, потенциальной энергии тела массой m, поднятого над поверхностью Земли; о законе сохранения механической энергии и условиях, при которых он выполняется.

Блоки. Условия равновесия

Входной контроль: о простых механизмах, их назначении и основных видах; об основных характеристиках рычага и условии равновесия сил, действующих на рычаг, можно осуществить, предложив учащимся по рис. 27, 28 (Физика, 8) определить плечи сил, действующих на рычаг, и моменты этих сил относительно точки опоры; выяснить, нарушится ли равновесие рычага (рис. 36а, Физика, 8), если плечи сил, действующих на него, изменить, например, в 2 раза; каждую из сил изменить, например, на 1 Н.

Можно также предложить учащимся сравнить характеристики двух рычагов по рисунку, заранее приведенному на доске или экране. Определить и сравнить: F₁ и , ; l₁ и ; l₂ и ; F₂ и ; М₁ и ; М₂ и ; М₁ и М₂, и .

Закон равенства работ для простых механизмов. Коэффициент полезного действия.

Входной контроль: о работе силы, формуле для ее расчета А = ±Fs, существенных признаках работы, видах и назначении простых механизмов, условиях равновесия сил, приложенных к рычагу, неподвижному и подвижному блокам. Актуализацию знаний можно провести путем проговаривания учебного материала § 9, 10 в парах учащихся по двум вариантам:

Вариант 1. Характеристика рычага и условия его равнове­сия.

Вариант 2. Характеристика блока и условия его равнове­сия.

Лабораторная работа №1«Проверка условия равновесия рычага»

Входной контроль: осуществляется в процессе обсуждения ответов на вопросы: Что такое плечо силы? Момент силы? Где приложена сила тяжести рычага? Чему равен момент силы тяжести относительно оси, проходящей через центр тяжести рычага?

Лабораторная работа №2 «Изучение неподвижного и подвижного блоков»

Входной контроль: осуществляется путем сравнения неподвижного блока с рычагом I рода, подвижного блока с рычагом II рода (рис.). Рисунки заранее подготовлены на доске или с помощью кодоскопа проецируются на экран. Учащиеся определяют отношения плеч и сил .

Лабораторная работа №3 «Изучение наклонной плоскости и определение ее КПД»

Входной контроль: осуществляется путем обсуждения характе­ристик наклонной плоскости с использованием схематического рисунка, заранее подготовленного на доске или спроецированного на экран (рис.):

h — высота наклонной плоскости;

а — основание наклонной плоскости;

l — длина наклонной плоскости;

α — угол наклона плоскости к горизонту.

Если , то угол α равен 30°.

Для уроков решения задач предлагаются следующие задания:

Решение задач по теме «Механическая работа и мощность»:

1. Укажите, в каких из приведенных случаев совершается работа: а) девочка играет на пианино; б) человек стоит с мешком цемента на спине; в) мальчик взбирается на дерево; г) вода давит на стенки сосуда; д) шар без трения катится по горизонтальной поверхности.

2. Одинакова ли работа, совершаемая при равномерном перемещении тела массой 1 кг на расстояние 1 м в случаях: а) подъема тела по вертикали; б) перемещения его «волоком» по поверхности стола; в) передвижения на легкой тележке по поверхности стола? Ответы следует подтвердить фронтальным опытом.

3. Трактор равномерно тянет по полю плуг. Какие силы здесь совершают работу? Чему равна работа равнодействующей силы?

4. Лодочный двигатель развивает силу тяги, модуль которой F = 900 Н. Какую работу совершает эта сила при равномерном перемещении лодки на расстояние s =20 м?

5. Квартиры Тани и Юли находятся на одной лестничной площадке. Юля поднимается в свою квартиру бегом, Таня предпочитает подниматься по лестнице шагом. Какая из девочек развивает большую мощность при подъеме, если их массы одинаковы?

6. Одинаковую ли мощность развивает двигатель пустого городского автобуса и того же автобуса с пассажирами, если в обоих случаях он движется с одинаковой скоростью? Почему?

7. При подъеме груза за промежуток времени t = 3 мин была совершена работа А = 720 кДж. Определите мощность двигателя подъемной машины.

8. Подъемный кран поднимает плиту массой m= 0,50 т с постоянной скоростью v = 0,40 м/с в течение времени t = 30 с. Какую работу совершает за это время сила упругости троса крана?

9. Атомный ледокол, развивая постоянную мощность Р = 32000 кВт, пробил лед на пути s = 20,5 м, двигаясь с постоянной скоростью v = 0,833 м/с. Какую с работу совершил ледокол?

10. Используя график зависимости модуля силы упругости пружины F_ynp от ее удлинения Δl (рис), определите работу, совершенную внешней силой деформации при растяжении пружины на Δl₁ =2 см.

11. Штангист поднял штангу массой m = 180 кг на высоту h = 2м, развив при этом мощность Р=3,6 кВт. Сколько времени длился подъем?

Решение задач по теме «Кинетическая и потенциальная энергии»:

1. В каких случаях тело обладает энергией?

2. Что характеризует энергия как физическая величина?

3. Какие виды механической энергии вы знаете?

4. Стальной и алюминиевый шарики, массы которых одинаковы, движутся горизонтально с одинаковыми скоростями. Какой энергией обладает каждый из них? Одинаковы ли их энергии? А если у них одинаковые объемы?

5. Могут ли поднятые над поверхностью Земли целый кирпич и половина этого кирпича обладать одинаковыми потенциальными энергиями? Когда?

6. . Дельфин за промежуток времени t= 10 с может, проплыть путь s = 150 м. Найдите массу дельфина, если при такой скорости его кинетическая энергия К=9,0 кДж.

7. Один из двух одинаковых брусков движется по горизонтальной поверхности стола со скоростью, модуль которой v = 12 м/с, а второй брусок поднят над с этой поверхностью на высоту h = 0,50 м. Определите отношение механической энергии первого бруска к механической энергии второго.

Решение задач по теме «Простые механизмы»:

1. Какое назначение простых механизмов?

2. Почему для резки металлов применяют ножницы с длинными рукоятками и короткими лезвиями?

3. На рисунке представлены рычаги I и II рода. Какой из этих рычагов дает наибольший, а какой — наименьший выигрыш в силе?

4. Какую силу надо приложить к веревке (рисунок), чтобы равномерно поднимать ведро с песком весом Р= 150 Н?

5. Чем отличаются блоки 1 и 2 на рисунке?

6. Какой должна быть масса т шара, чтобы система (рисунок) была в равновесии? Массой блока 1, веревки, а также силой трения можно пренебречь.

7. Груз массой m = 300 кг необходимо поднять на платформу (рисунок). Какую минимальную работу должна совершить сила F, чтобы осуществить этот подъем, если платформа находится на высоте h = 2м?

8. Какую силу нужно приложить к концу В легкого стержня (рисунок), укрепленного шарнирно в точке О, чтобы удержать его в равновесии, если в точке А подвешен латунный цилиндр объемом V=20 см ? ОА = 20 см, АВ = 60см, плотность латуни ρ = 8,5 г/см³.

Для промежуточного контроля проводится самостоятельная работа:

Самостоятельная работа по теме «Работа и мощность. Кинетическая и потенциальная энергии»:

Вариант 1.

1. Найдите правильное продолжение фразы «Мощность — это физическая величина, характеризующая...».

а) время выполнения работы.

б) значение выполненной работы.

в) быстроту выполнения работы.

г) значение работы, выполненной за 1 ч.

2. Кинетическая энергия тела К = 5 Дж. Что это значит?

3. Определите массу m дождевой капли, если на высоте h = 1,2 км над поверхностью Земли ее потенциальная энергия П = 18мДж.

2. Лошадь везет повозку равномерно со скоростью, модуль которой v = 4,5 км/ч, прилагая силу, модуль которой F = 640 Н. Какая работа совершается за промежуток времени t = 30 мин?

3. Бочка наполнена водой. Пользуясь ведром, половину воды из бочки вычерпала девочка, оставшуюся часть – мальчик. Одинаковые ли работы они совершили? Объясните свой ответ.

Вариант 2.

1. Найдите правильное продолжение фразы «Мощность численно равна работе, совершенной силой...»

а) за единицу времени,

б) за данный промежуток времени,

в) за 1 мин,

г) за 1 ч.

2. Растянутая пружина обладает потенциальной энергией П = 3,5 Дж. Что это значит?

3. Определите массу m тела, обладающего кинетической энергией К = 4,5 мДж и движущегося равномерно со скоростью, модуль которой v = 15 cм/с.

4. Давление масла на большой поршень гидравлического пресса площадью S = 500 см² составляет р = 2000 кПа. Какая работа А совершается при подъеме поршня на высоту h = 5 см?

5. Боек пневматического молота свободно падает без начальной скорости с некоторой высоты. Равны ли работы, совершаемые силой тяжести бойка за равные промежутки времени?

Повторение и систематизация знаний по теме «Механическая работа и энергия»

1. Назовите существенные признаки, по которым можно судить, совершается механическая работа или нет. Достаточно ли только одного из этих признаков для установления факта совершения механической работы?

2. Можно ли считать правильными выражения: «мощность тела», «мощность установки», «мощность машины», «мощность механизма», «мощность работы», «мощность силы»?

3. Дайте определение понятия «рычаг». Укажите признаки, по которым ножницы относят к рычагам.

4. Что такое плечо силы? Верны ли определения: «Плечо силы есть перпендикуляр, опущенный из точки опоры на линию действия силы», «Плечо есть расстояние между точкой опоры и точкой приложения к рычагу силы»?

5. Сформулируйте условие равновесия рычага. Можно ли слово «в равновесии» заменить словом «в покое»?

6. Выделите причину, по которой неподвижный блок не дает вы­игрыша в силе, а подвижный – дает выигрыш в 2 раза.

7 Дайте определение кинетической и потенциальной энергий. Сравните эти определения и найдите сходства и различия между этими понятиями. Подумайте, какое из понятий – «потенциальная энергия», «кинетическая энергия» или «энергия» – является более общим.

8 Массы падающих с разных высот тел одинаковы. Одинаковы ли значения потенциальной и кинетической энергий тел на одной и той же высоте?

9 На какую высоту можно поднять груз массой m = 40 кг с помощью подъемника мощностью Р = 400 Вт за промежуток времени t = 10 с при коэффициенте полезного действия η = 80 %?

Для итогового контроля проводится контрольная работа:

Вариант 1

1. Сила тяжести совершает механическую работу, если

а) лодка плывет по течению на горизонтальном участке реки.

б) подъемный кран поднимает груз.

в) шайба движется по гладкой горизонтальной поверхности льда.

г) автомобиль начинает тормозить на горизонтальной дороге.

2. На концы уравновешенного рычага действуют силы, модули которых F₁ = 58,5 Н и F₂ = 174,6 Н. Большее плечо рычага равно l₁ = 0,6 м. Определите длину l₂ меньшего плеча.

3. Сердечная мышца спортсмена во время соревнований делает ежеминутно N = 240 сокращений. Определите мощность Р, развиваемую силой сердечной мышцы, если при одном сокращении совершается работа А = 16 Дж.

2. На одной и той же высоте находятся гранитная и свинцовая плиты одинакового объема. Какая из них обладает большей потенциальной энергией относительно поверхности Земли?

2. Груз массой т = 120 кг равномерно перемещается по наклонной плоскости высотой h = 1,6 м и длиной l= 14,4 м под действием силы, модуль которой F= 180 Н, направленной вдоль наклонной плоскости. Определите коэффициент полезного действия наклонной плоскости и модуль силы трения F_тp.

Вариант 2

1. Сила тяжести совершает положительную работу в случае, когда

а) яблоко свободно падает.

б) ракета движется вертикально вверх.

в) шарик катится по горизонтальному столу.

г) мальчик поднимается по лестнице.

2. Определите модуль силы F₁, которую можно развить при помощи плоскогубцев, если расстояние от оси вращения ручек до сжимаемого предмета l₁ = 2,0 см, а от оси до точки приложения мускульной силы рук l₂ = 1,4 дм. Модуль силы, с которой рука сжимает плоскогубцы, равна F₂= 150 Н.

3. Трактор при пахоте за промежуток времени t = 1,0 мин, двигаясь равномерно, прошел путь S = 90 м, развивая силу тяги, модуль которой F_T = 5,0 кН. Определите мощность Р силы на крюке трактора.

2. На автомашину погрузили два ящика, массы которых одинаковые. Один ящик погрузили с помощью наклонной плоскости, а второй подняли вертикально. Равны ли потенциальные энергии ящиков, находящихся в автомашине? Ответ обоснуйте.

2. При помощи подвижного блока равномерно поднимают груз, прилагая к веревке силу, модуль которой F= 100 Н. Определите модуль силы трения F и коэффициент полезного действия установки, если вес блока P₁ = 20 Н, а вес груза Р₂ = 165 Н.

Также для контроля знаний учащихся предлагается итоговый тест по теме «Работа и энергия».

1. Работа силы будет отрицательной, если

а) направление движения и силы совпадают.

б) направление движения и силы противоположны.

в) во всех случаях.

г) сила направлена перпендикулярно к направлению движения.

2. Первоклассник и восьмиклассник поднялись с первого на шестой этаж за одно и то же время. Большую мощность при этом развил

а) восьмиклассник.

б) первоклассник.

в) мощности одинаковы.

г) мощности обоих учащихся равны нулю.

3. Работа результирующей силы А = 120 кДж, что в 1,5 раза меньше работы силы тяги автомобиля. Работа силы сопротивления равна

а) -60,0 кДж.

б) 90,0 кДж.

в) -120 кДж.

г) 180 кДж.

4. Поршень двигателя перемещается на расстояние h = 10 см под действием газа, давление которого постоянно и равно р = 1,0 МПа. Площадь поршня S= 0,012 м². Работа, совершенная силой давления газа, равна

а) 1,2 кДж.

б) 12 кДж.

в) -1.2 кДж.

г) -12 кДж.

5. Сила тяги двигателя лифта, поднимающего пассажиров со средней скоростью <v> = 40 м/мин, развивает среднюю мощность <Р> = 3,2 кВт. Если средняя масса пассажира <m> = 68 кг, то их число в кабине лифта равно

а) 5.

б) 6.

в) 7.

г) 8.

6 . При использовании блока (рис.), массой и трением в котором можно пренебречь, получаем выигрыш в работе в

а) 1,0 раза.

б) 1,5 раза.

в) 2,0 раза.

г) 2,5 раза.

7. Плечо силы реакции опоры в точке В относительно оси, проходящей через точку В (рис.), равно

а) АВ.

б) АО.

в) ОВ.

г) 0.

8. С помощью подвижного блока равномерно поднимают ведро с песком массой m = 20 кг, при­кладывая силу F = 105 Н. Если пренебречь трением в блоке, то масса блока равна

а) 0,3 кг.

б) 1,0 кг.

в) 0,6 кг.

г) 1,2 кг.

9. Груз равномерно поднимают на вершину наклонной плоскости (рис.). КПД наклонной плос­кости η = 60 %. С учетом данных рисунка масса груза равна

а) 6,2 кг.

б) 6,8 кг.

в) 7,2 кг.

г) 7,6 кг.

10. Брусок гранита равномерно поднимают в кузов грузовика по наклонной плоскости высотой h = 1,5 м и длиной l = 3,0 м, прикладывая силу параллельно наклонной плоскости. Сила трения скольжения составляет 0,3 веса бруска. КПД наклонной плоскости равен

а) 66%.

б) 63 %.

в) 60%.

г) 57 %.

Ответы:

1. б.

2. а.

3. а.

4. а.

5. в.

6. а.

7. г.

8. в.

9. в.

10. б.

Описание формирования экспериментальных умений

Экспериментальные умения по теме «Работа и энергия» формируются в ходе выполнения трёх лабораторных работ.

Лабораторная работа №1 «Проверка условия равновесия рычага».

Цель: обеспечить углубление теоретических знаний о рычаге и экспериментальную проверку условий его равновесия; формирование практических умений по определению плеча и момента силы.

Лабораторная работа №2 «Изучение неподвижного и подвижного блоков».

Цель: обеспечить экспериментальную проверку соответствия условий равновесия сил для неподвижного блока и рычага I рода, подвижного блока и рычага II рода; формирование практических умений по определению коэффициента полезного действия (полезной и затраченной работ сил, приложенного к блоку) блока.

Лабораторная работа №3 «Изучение наклонной плоскости и определение её КПД».

Цель: обеспечить условия для экспериментального определения учащимися коэффициента полезного действия наклонной плоскости.

Выполнение работ происходит в соответствии с алгоритмом, приведенным в тетради для лабораторных работ.