Меню

Измерение кпд наклонной плоскости оборудование



Измерение КПД наклонной плоскости

Невозможно прямое попадание эксперимента
в узко определённую теоретическую мишень.

Когда теория совпадает с экспериментом,
это уже не открытие, а закрытие.

Пётр Леонидович Капица

Цель урока: выработка умений самостоятельно применять знания, осуществлять их перенос в новые условия.

Дидактическая задача: обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в различных ситуациях.

Рефлексивная деятельность ученика: самоутверждение, самореализация и саморегуляция.

Деятельность учителя по обеспечению рефлексии: подача учебного материала с учётом зоны ближайшего и актуального развития ученика.

Показатели реального результата решения задачи: самостоятельное выполнение заданий с применением знаний в различных ситуациях.

Логика построения урока: актуализация комплекса знаний → применение знаний в различных ситуациях → контроль и самоконтроль.

Оборудование: деревянная доска, деревянный брусок, динамометр, линейка измерительная.

Ход урока

I. Актуализация комплекса знаний (15 мин)

На доске опорный рисунок [2, с. 46, рис. 2]. Учитель совместно с учащимися решает задачу:

• [1, с. 57, № 400]. Какую работу надо совершить, чтобы по плоскости с углом наклона 30° на высоту 2 м втащить груз, прикладывая силу, совпадающую по направлению с перемещением? Масса груза 400 кг, коэффициент трения 0,3. Каков при этом КПД?


II. Решение задач (30 мин)

► 1 (10 мин). Учитель совместно с классом решает задачу:

• [1, с. 43, № 293]. Поместите на линейку небольшой предмет (резинку, монету и т.д.). Постепенно поднимайте конец линейки, пока предмет не начнёт скользить. Измерьте высоту h и основание b полученной наклонной плоскости и вычислите коэффициент трения.

Получив расчётную формулу, учащиеся, используя деревянную доску, деревянный брусок и линейку, экспериментально сами определяют коэффициент трения и записывают полученный результат в рабочие тетради.

► 2 (10 мин). Учитель совместно с классом решает задачу:

• [1, с. 57, № 401]. Найти КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,6 м, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.

Решение. Используя второй результат решения задачи [1, с. 57, № 400], получим:

Учитель предлагает измерить длину деревянной доски и определить КПД наклонной плоскости для значений высоты и коэффициента трения, полученных при решении задачи [1, с. 43, № 293]. Результат записывается в тетради.

► 3 (10 мин). Учитель предлагает определить КПД наклонной плоскости для значения высоты, полученной при решении задачи [1, с. 43, № 293], ещё одним способом [2, с. 45–47], а затем сравнить полученные результаты и сделать выводы.

• Положите брусок на наклонную плоскость; прикрепив к нему динамометр, равномерно тяните его вверх вдоль наклонной плоскости; измерьте силу тяги F.

Измерьте с помощью динамометра силу тяжести Fт, действующую на брусок, и найдите экспериментальное значение КПД наклонной плоскости:

Домашнее задание [2, с. 46]. Вычислите максимально возможное значение выигрыша в силе, получаемого при заданном наклоне плоскости: kmax = l/h.

Найдите экспериментально выигрыш в силе, полученный с помощью наклонной плоскости: kэ = Fт/F.

Сравните полученные результаты. Сделайте выводы.

  1. Рымкевич А.П. Физика. Задачник-10–11: Пособие для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2004.
  2. Дик Ю.И., Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Кабардина С.И., Никифоров Г.Г., Шефер Н.И. Физический практикум для классов с угл. изучением физики: Дидакт. материал: 9–11 кл.: Под ред. Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина. – М.: Просвещение, 1993.

Источник

Коэффициент полезного действия (КПД)

Коэффициент полезного действия… Очень интересное название.

  • «Коэффициент» – значит, какое-то число.
  • «Полезного действия» – значит, есть некоторое действие и оно «полезно» для кого-то; тогда, по-видимому, существует также и «неполезное» действие.

Аналогично «устроен» КПД в механике. КПД фактически показывает долю полезной работы от общей совершенной работы:

Например, вы равномерно затаскиваете груз по наклонной плоскости. Тащите равномерно. Тогда работа вашей силы «тратится» на увеличение потенциальной энергии и на противодействие работе силы трения:

Пояснение – вывод формулы A = ∣ F т р . ⋅ S ∣ + m g h A = |F_ <тр.>\cdot S| + mgh A = ∣ F т р . ​ ⋅ S ∣ + m g h

Внешними силами являются две силы: сила, которая тянет груз наверх, и сила трения. Тогда работа внешних сил равна сумме работ этих сил:

При этом полная механическая энергия меняется только за счёт увеличения потенциальной энергии (скорость остаётся постоянной, кинетическая энергия никак не меняется – а потому никак не фигурирует в законе сохранения):

Тогда можно записать:

Как можно записать работу силы трения?

Тогда – с учётом работы силы трения – можно переписать наше исходное равенство:

Дополнительно для красоты можно «накинуть» на выражение для работы силы трения модуль – тогда всё точно будет положительно:

Обратите внимание, что у КПД есть некоторое максимальное значение.

Чему равно максимальное значение КПД?

Для определения КПД наклонной плоскости использовано оборудование, изображённое на рисунке. Ученик с помощью динамометра поднимает брусок с двумя грузами равномерно вдоль наклонной плоскости. Данные эксперимента, записанные учеником, приведены ниже. Чему равен КПД наклонной плоскости? Ответ выразите в процентах.

  • Показания динамометра при подъёме груза, Н – 1,5
  • Длина наклонной плоскости, м – 1,0
  • Масса бруска с двумя грузами, кг – 0,22
  • Высота наклонной плоскости, м – 0,15

Выберите номер правильного варианта ответа.

(Источник: сайт решуегэ.рф)

Шаг 1. Давайте вспомним формулу для КПД.

Выберите правильную формулу КПД:

Шаг 2. Теперь определим, что для нас полезная работа.

Что является полезной работой? Выберите правильный вариант ответа:

перемещение вдоль линейки.

наше созерцание (созерцание – это тоже работа).

увеличение потенциальной энергии груза – то есть, его поднятие.

Тогда можем записать: A п о л е з . = m g h A_ <полез.>= mgh A п о л е з . ​ = m g h .

Как видно – в условии задачи есть все величины: и масса, и высота поднятия.

Шаг 3. Выясним, кто или что совершал(о) полную работу: и полезную, и неполезную (то есть затраченную).

Выберите правильный вариант ответа:

Cила тяги динамометра.

Cила реакции опоры.

Я (читатель) совершал работу, читая всё, что тут понаписано; устал я уже это читать.

Шаг 4. Нам надо найти «затраченную» работу силы тяги. Для этого надо вспомнить формулу, по которой можно найти работу.

По какой формуле можно вычислить «затраченную» работу силы тяги?

Составьте правильную формулу.

Шаг 5. Все необходимые величины даны в условии задачи. Осталось последнее – вычислить КПД.

Правильный ответ: 2) 2 2 % 22 \% 2 2 % .

Источник

Урок «Измерение коэффициента полезного действия наклонной плоскости». 7 класс.

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.

Просмотр содержимого документа
«Урок «Измерение коэффициента полезного действия наклонной плоскости». 7 класс.»

Урок-исследование в 7 классе.

Тема. Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.

-сформировать навыки экспериментального определения КПД и выигрыша в силе наклонной плоскости;

-закрепить навыки измерения сил с помощью динамометра;

-формирование коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).

-развивать мыслительные и практические навыки учащихся.

деревянная линейка, деревянный брусок, груз, динамометр, штатив, линейка;

-инструкция по ТБ;

-инструкция по выполнению лабораторной работы;

-проектор, экран, ноутбук.

(настрой на работу)

II. Актуализация опорных знаний.

Читайте также:  Бесконтактный датчик для измерения скорости

На прошлом уроке мы ознакомились с простыми механизмами. А сегодня проведем исследование такого простого механизма, как наклонная плоскость.

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.)

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.)

Сегодня примерами наклонных плоскостей являются трапы, пандусы, эскалаторы, конвейеры, горный «серпантин» автомобильных дорог. Все эти наклонные плоскости применяются для того, чтобы облегчить подъём на высоту.

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.

Прежде, необходимо повторить правила, которые соблюдаем при выполнении лабораторной работы.

Записали в тетрадь тему, цель работы.

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.)

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 =

10. Результаты измерений запишите в таблицу.

11. Сделайте вывод

(-чему равен КПД «построенной» вами наклонной плоскости;

-какой выигрыш в силе дает данная наклонная плоскость).

Источник

Лабораторная работа «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.»

Выбранный для просмотра документ 7 кл.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

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?

Коэффициент полезного действия (КПД) – характеристика механизма, определяющая, какую долю полезная работа составляет от полной. Расчетная формула: Используемые обозначения: η – КПД механизма, [%]; Ап – полезная работа, [Дж]; Аз – полная (затраченная) работа, [Дж].

Лабораторная работа № 14 Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости Цель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма, меньше полной. Оборудование: ИОТ – 008/14 – 2010, трибометр, динамометр, измерительная лента, брусок, штатив с муфтой и лапкой.

Домашнее задание: § 61; Подготовить сообщения (по желанию): Простые механизмы дома, на даче. Простые механизмы в строительстве. Простые механизмы и тело человека.

Что называют простыми механизмами? Ответ: Приспособления, служащие для преобразования силы, называют простыми механизмами.

Для какой цели применяют простые механизмы? Ответ: В большинстве случаев простые механизмы применяют для получения выигрыша в силе.

Какие условия необходимы для совершения механической работы? Ответ: Механическая работа совершается, если на тело действует сила и оно движется под действием приложенной силы.

Привести формулу расчета механической работы Ответ: Механическая работа равна произведению приложенной к телу силы и пройдённому по направлению этой силы пути: A = F·s, где А – работа, F – сила, s – пройденный путь.

Назвать единицы измерения механической работы Ответ: Единица измерения работы – джоуль (Дж). За единицу работы принимают работу, совершаемую силой 1 Н, на пути, равном 1 м: 1 Дж = 1Н · м.

В чем состоит «золотое правило» механики? Ответ: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Выигрыш в работе получить невозможно.

Какую силу называют силой трения? Ответ: Силу, возникающую при соприкосновении поверхности одного тела с поверхностью другого тела, препятствующую их относительному движению, называют силой трения.

Назвать причины возникновения трения Ответ: различают 2 причины возникновения силы трения: шероховатость соприкасающихся поверхностей; взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел.

Как можно измерить силу трения? Ответ: силу трения можно измерить, измерив силу, с которой динамометр действует на тело при его равномерном движении.

Как называют прибор для измерения силы? Ответ: прибор для измерения силы называют динамометром (от греч. динамис – сила, метрео – измеряю).

Как определяется цена деления шкалы измерительного прибора? Ответ: для определения цены деления шкалы измерительного прибора необходимо: найти два ближайших оцифрованных деления шкалы, вычесть из большего значения меньшее, разность разделить на число промежутков между выбранными делениями.

Что называют весом тела? Ответ: силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называют весом тела.

Дать характеристику весу тела. Ответ: вес направлен по радиусу к центру Земли, точкой его приложения является место соприкосновения с опорой или подвесом, значение рассчитывается по формуле Р = mg, где P  вес тела, m – масса тела, g – ускорение свободного падения. .

Как можно измерить вес тела? Ответ: вес можно измерить, подвесив тело на крючок динамометра.

Назвать единицы измерения веса тела Ответ: вес тела измеряется в ньютонах.

Назвать виды простых механизмов Ответ: к простым механизмам относится: рычаги его разновидности – блок и ворот; наклонная плоскость и ее разновидности – клин , винт.

Выбранный для просмотра документ pril1 (1).doc

по охране труда при выполнении лабораторной работы № 14

«Измерение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости»

ИОТ – 008/14 – 2010

1. Общие требования безопасности

К работе допускаются обучающиеся 7 класса, прошедшие инструктаж по охране труда.

Читайте также:  Поверка средств измерений при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам

При выполнении работы возможно повреждение кожных покровов рук при небрежном обращении с трибометром и динамометром.

2. Требования безопасности перед началом работы

Внимательно изучить содержание, порядок проведения лабораторной работы и безопасные приемы ее выполнения.

Подготовить рабочее место, убрать посторонние предметы

Проверить исправность полученного оборудования.

Приборы и оборудование разместить так, чтобы исключить их падение и опрокидывание.

3. Требования безопасности во время работы

Точно выполнять все указания учителя при проведении работы, без его разрешения не выполнять самостоятельно никаких работ.

Поддерживать порядок на рабочем месте, не загромождать стол посторонними предметами.

При работе с трибометром и динамометром соблюдать осторожность, чтобы избежать повреждения рук.

4. Требования безопасности по окончанию работы

Привести в порядок рабочее место, сдать на хранение оборудование и инструмент.

5. Требование безопасности в аварийных ситуациях

При получении травмы оказать первую помощь пострадавшему, сообщить об этом учителю, при необходимости отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.

Заведующий кабинетом _________________________

МБОУ «Гимназия № 41» __________________________

Выбранный для просмотра документ pril2 (3).doc

Лабораторная работа № 14

при подъеме тела по наклонной плоскости

ИОТ – 008/14 – 2010 , трибометр, динамометр, измерительная лента, брусок, штатив с муфтой и лапкой

Собрать установку, закрепив трибометр в лапке штатива в наклонном положении.

Определить вес бруска.

Положить брусок на трибометр, прикрепив к нему динамометр, перемещая брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскости, измерить силу тяги.

Измерить с помощью ленты длину и высоту наклонной плоскости.

Вычислить полезную, затраченную работы и КПД наклонной плоскости.

Определить КПД наклонной плоскости, изменив вес бруска и угол наклона плоскости.

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

Сделать вывод, чему равен КПД наклонной плоскости, как он зависит от угла наклона плоскости к горизонту и веса поднимаемого груза.

Выбранный для просмотра документ pril3.docx

Технологическая карта урока «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости»

Формируемые способы деятельности

Формируемые способы деятельности

Формируемые способы деятельности

Приветствует обучающихся, отмечает отсутствующих, проверяет готовность обучающихся к уроку.

Выводит на экран слайд 2 презентации «КПД наклонной плоскости». Раскрывает выбранный учеником вопрос, комментирует данный на него ответ.

Обучающиеся один за другим выбирают номер вопроса, отвечают на него, остальные слушают, анализируют данный ответ.

Умение осознанно строить речевое высказывание в устной форме, структурировать знания.

При необходимости дополняют или исправляют данный ответ на вопрос.

Умение слушать и вступать в диалог, точно

выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с нормами родного языка.

Контролируют и оценивают собственные знания, при необходимости их корректируют.

Выработка способности к мобилизации сил и энергии.

Создание проблемной ситуации (4 мин.)

Создает и предлагает обучающимся найти выход из проблемной ситуации: Рабочему надо загрузить тяжелую бочку на корабль. Чтобы это сделать, надо приложить очень большую силу – силу, равную весу бочки. Такую силу рабочий приложить не может.

Выводит на экран слайд 3 (раскрывает сцену 5).

Задает вопрос: только ли на подъем грузарасходуетсязатраченная рабочим энергия?

Выводит на экран слайд 4(раскрывает сцену 3).

Выделяют и формулируют познавательную цель: найти способ подъема тела на высоту, применяя меньшую, чем вес тела, силу.

Выбирают наиболее эффективный способ решения задачи: применить наклонную плоскость.

Предполагают, что часть энергии расходуется на преодоление силы трения.

Делают вывод, чем меньше энергии расходуется на преодоление силы трения, тем эффективнее простой механизм.

Постановка и решение проблемы.

Выбор наиболее эффективных способов выхода из проблемной ситуации в зависимости от конкретных условий

Выдвижение предположения о существовании физической величины, характеризующей эффективность простого механизма.

Предлагают выход из проблемной ситуации:

пригласить помощников, применить наклонную плоскость.

Умение участвовать в коллективном обсуждении проблемы

Оценивают умение определять работу по преодолению силы тяжести и трения, но не знают, как их связать друг с другом.

Ставят учебную задачу: познакомиться с физической величиной, характеризующей эффективность наклонной плоскости.

Постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что еще неизвестно обучающимся.

Демонстрирует подъем тела с помощью наклонной плоскости, измеряет вес тела и силу трения, высоту и длину наклонной плоскости.

Выводит на экран

Дает характеристику КПДпростого механизма.

Сравнивают вес тела с силой трения, высоту наклонной плоскости с ее длиной.

Делают вывод о выигрыше в силе и проигрыше в расстоянии при использовании наклонной плоскости.

Выполняют чертеж наклонной плоскости с обозначением ее длины, высоты, записывают определение и расчетную формулу КПД простого механизма.

Формирование знаково-символических УУД.

Задают вопрос об единицах измерения КПД наклонной плоскости

Развитие умения точно выражать свои мысли в соответствии с нормами родного языка.

Выделяют и осознают то, что уже усвоено (расчет работы силы) и что еще подлежит усвоению (Какую работу считать полезной, какую затраченной, как рассчитать КПД наклонной плоскости через работу полезную и затраченную)

Развитие оценки знаний.

Исследовательская практическая работа (17 мин.)

Организует обсуждение плана исследования.

Выводит на экран

слайды 7-11 презентации «КПД наклонной плоскости».

Проводит инструктаж по безопасному выполнению лабораторной работы.

Формулирует проблемный вопрос: от каких параметров зависит КПД наклонной плоскости.

Раздает комплекты оборудования, ИОТ, технологические картыгруппам учеников

Оказывает помощь группам обучающихся в выполнении работы.

Составляют план и последовательность действий для определения КПД наклонной плоскости:

1. Измерить вес бруска (Р).

2. Измерить высоту наклонной плоскости ( h ).

3. Рассчитать полезную работу по формуле .

4. Измерить силу трения ( F тр ).

Измерить длину наклонной плоскости ( l ).

5. Рассчитать затраченную работу по формуле

6. Рассчитать КПД наклонной плоскости по формуле

Самостоятельно формулируют познавательную задачу:

проверить как зависит КПД наклонной плоскости от веса поднимаемого тела и угла наклонной плоскости?

Выдвигают гипотезу: КПД наклонной плоскости зависит от угла наклона и не зависит от веса поднимаемого тела.

Самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем поискового характера.

Самостоятельное формулирование познавательной задачи.

Самостоятельное выдвижение гипотезы о зависимости КПД наклонной плоскости от угла наклона и веса поднимаемого тела.

Контролируют, при необходимости корректируют и оценивают действия партнера по группе.

Умение интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное сотрудничество со сверстниками и взрослыми

Выполняют составленный план действий для определения КПД наклонной плоскости:

1. Определяют цену деления динамометра, транспортира и измерительной ленты.

2. Собирают установку.

2. Измеряют вес бруска (Р).

3. Измеряют высоту наклонной плоскости ( h ).

4. Рассчитывают полезную работу по формуле .

5. Измеряют силу трения ( F тр ).

6. Измеряют длину наклонной плоскости ( l ).

7. Рассчитывают затраченную работу по формуле

8. Рассчитывают КПД наклонной плоскости по формуле

9. Изменяют вес бруска, повторяют 1-6.

10. Изменяют угол наклона плоскости, повторяют 1-6.

11. Результаты заносят в таблицу.

Умение составления плана и последовательности действий,

Напоминает, что вывод по работе должен быть ответом на цель исследования.

Оформляют результаты работы, делают вывод, анализируют полученный результат.

Осознанное построение речевого высказывания в письменной форме.

Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.

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.

Читайте также:  Какова минимальная единица измерения информации

Умение точно выражать свои мысли;

Оценивают полученные результаты работы:

А п 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.

Умение оценивать и контролировать полученный результат,

корректировать план и способ действия в случае расхождения эталона и полученного результата.

Выводит на экран слайд 12.

Комментирует домашнее задание, дает рекомендации по его эффективному выполнению.

Записывают домашнее задание.

Выделение необходимой информации.

Задают уточняющие вопросы

Умение точно сформулировать вопрос, внимательно выслушать ответ.

Ставят перед собой учебную задачу

Умение постановки учебной задачи на основе соотнесения известного и неизвестного материала.

Выбранный для просмотра документ word.docx

Тема урока: Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.

Цель урока: Знакомство обучающихся с новой физической величиной – коэффициентом полезного действия механизма.

Задачи урока: Обучающие: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.

Развивающие: 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.

Воспитательные:Продолжить развитие коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).

Планируемые результаты: 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.

Тип урока: Урок отработки специальных умений и навыков.

Форма урока: Исследовательская работа обучающихся.

Оборудование: Компьютер, проектор, экран.

Комплект приборов для выполнения лабораторной работы: направляющая рейка, динамометр, измерительная лента, брусок, груз массой 100 г, штатив с муфтой и лапкой (14 шт.).

Материалы к уроку Инструкция по охране труда при выполнении лабораторной работы «Измерение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости» (14 шт.) (Приложение 1).

1. Организационный (2 мин.): Учитель отмечает отсутствующих на уроке обучающихся, напоминает присутствующим на уроке, что они продолжают изучать простые механизмы и уже знают их определение, виды, «Золотое правило» механики, правило равновесия рычага, а сегодня ребята могут познакомиться еще с одной характеристикой простого механизма, но после того, как откроют закрытое пазлами послание.

2. Актуализация знаний (8 мин.):

Учитель выводит на экран слайд 2 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости». Программа составлена следующим образом: по щелчку мыши, точно подведенной к номеру вопроса, раскрывается слайд с самим вопросом, на нем размещается текст вопроса. Проверить правильность ответа можно по щелчку мыши. По управляющей кнопке можно вернуться на слайд № 2. Щелчком мыши по полю правильно отвеченного вопроса пазл убирается и открывается часть послания. Выбирается следующий вопрос и все повторяется. Интереснее выбирать вопросы в произвольной последовательности. После ответа на последний вопрос на экране открывается послание ребятам: «Скажи мне – и я забуду. Покажи мне – и я запомню. Дай мне действовать самому – и я научусь!».

3. Создание проблемной ситуации (4 мин.):

Учитель создает и предлагает обучающимся найти выход из проблемной ситуации: рабочему необходимо загрузить тяжелую бочку на корабль, но чтобы это сделать, надо приложить очень большую силу – силу, равную весу бочки. Такую силу рабочий приложить не может. Ребята предлагают применить наклонную плоскость. Учитель выводит на экран слайд 3 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости» (на него вставлена flash-модель Единой коллекции ЦОР «Простые механизмы. Наклонная плоскость»), раскрывает сцену 5. задает вопрос: только ли на подъем груза расходуется затраченная рабочим энергия? Обучающиеся предполагают, что часть энергии расходуется на преодоление силы трения. Учитель выводит на экран слайд 4 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», (на него вставлена flash-модель Единой коллекции ЦОР «Коэффициент полезного действия механизма»), раскрывает сцену 3. Обсуждается вопрос о возможности разного соотношения работы, совершенной механизмом, и энергии, которая расходуется на преодоление силы трения. Ученики выдвигают предположения о существовании физической величины, характеризующей эффективность простого механизма.

4. Изучение нового материала (8 мин.):

Учитель демонстрирует подъем тела с помощью наклонной плоскости, измеряет вес тела и силу трения, высоту и длину наклонной плоскости. Обучающиеся сравнивают вес тела с силой трения, высоту наклонной плоскости с ее длиной, делают вывод о выигрыше в силе и проигрыше в расстоянии при использовании наклонной плоскости. Учитель выводит на экран слайды 5-6 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», дает характеристику КПД простого механизма. Обучающиеся выполняют чертеж наклонной плоскости с обозначением ее длины, высоты, записывают определение и расчетную формулу КПД простого механизма.

5. Исследовательская практическая работа (17 мин.):

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

Учитель выводит на экран слайды 7-11 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», проводит инструктаж по безопасному выполнению лабораторной работы, формулирует проблемный вопрос: от каких параметров зависит КПД наклонной плоскости. Обучающиеся самостоятельно формулируют познавательную задачу: проверить как зависит КПД наклонной плоскости от веса поднимаемого тела и угла наклонной плоскости? Выдвигают гипотезу: КПД наклонной плоскости зависит от угла наклона и не зависит от веса поднимаемого тела.

Учитель раздает ученикам комплекты приборов для выполнения лабораторной работы, инструкцию по охране труда (Приложение 1), технологическую карту выполнения лабораторной работы № 14 «Измерение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости» (Приложение 2), оказывает помощь группам обучающихся в выполнении работы. Обучающиеся выполняют лабораторную работу при разном угле наклона плоскости к горизонту и разном весе поднимаемого груга.

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.

7. Домашнее задание (2 мин.): Учитель выводит на экран слайд 12 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», озвучивает, комментирует, дает рекомендации по эффективному выполнению домашнего задания:

Источник