Урок по физике Механическая работа

ИНСТИТУТ СОВРЕМЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КОНСПЕКТ УРОКА ФИЗИКИ ПО ТЕМЕ: «МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА»

Работа выполнена в рамках курсов повышения квалификации по программе «Содержание и практические механизмы реализации ФГОС ООО по физике»

Автор______________

Ф. И. О. Студеникина Наталия Викторовна

Должность учитель физики

Место работы МБОУ СОШ №56 г. Воронеж

ВОРОНЕЖ - 2016Предмет

физика

Класс

7

Тип урока

Урок «открытия» нового знания.

Тема урока

Механическая работа.

УМК

А.В. Пёрышкин

Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа, 2013 г.

Цель урока: ввести новую физическую характеристику - механическая работа; формировать умения применять ранее известные и вновь введенные формулы для решения практических и расчетных задач.

Задачи урока:

Образовательные:

• знать определение и единицы измерения механической работы,

• вывести формулу работы (при условии, что сила и перемещение направлены вдоль одной прямой);

• знать условия, при которых работа положительна, отрицательна, равна нулю;

• продолжить совершенствовать навыки решения задач с учетом теоретических знаний;

• формировать умения объяснять происходящие действия с точки зрения совершения механической работы и применять полученные знания на примерах обыденной жизни;

Развивающие:

• развивать умение планировать свою деятельность при выполнении заданий;

• развивать речь, мышление, творческие способности учащихся.

Воспитательные:

• формировать умение строить инициативное сотрудничество в совместной работе;

• воспитывать уважение к себе, формировать уверенность в своих силах при фиксации достижения целей, поставленных на уроке.

Планируемые результаты обучения учащихся:

Предметные:

• знать определение, единицы измерения, формулу для расчета механической работы;

• уметь применять теоретические знания по физике на практике, решает физические задачи на применение полученных знаний.

Метапредметные:

• овладение навыками приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий;

• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение.

Формируемые УУД:

Регулятивные:

• целеполагание, как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что известно и усвоено обучающимися, и того, что еще неизвестно;

• планирование - составление плана и последовательности действий;

• коррекция - внесение необходимых дополнений и корректив в план, и способ действия в случае расхождения от эталона;

• волевая саморегуляция, как способность к мобилизации сил и энергии, способность к волевому усилию, преодоление препятствия.
  
  
  
  

Познавательные:

• самостоятельное выделение и формирование познавательной цели;

• выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;

• рефлексию способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности;

• умение адекватно, осознанно и произвольно строить речевые высказывания в устной и письменной речи;
  
  
  
  

Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.

Оснащение урока: мультимедийный проектор, экран, ноутбук со звуковыми колонками, мультимедийная презентация урока, тележка, набор грузов, динамометр.

Раздаточный материал: карточка с тестом для каждого учащегося.

Работа - это главное в жизни. От всех неприятностей, от всех бед можно найти только одно избавление - в работе.

Эрнест Хемингуэй

Ход урока

1. Мотивационный момент.

</ Учитель: Здравствуйте, дорогие ученики! Я рада вас видеть и верю, что урок у нас пройдет отлично, и вы получите новые знания по физике. А в начале урока мы проверим ваше настроение: у кого оно замечательное - пусть поднимут руки вверх, у кого не очень - опустят головы вниз, а у кого совсем плохое - закроют лицо руками. Итак, наша главная задача - не ухудшить настроение бодрым ученикам и улучшить его всем остальным.

2. Подготовка к восприятию нового материала:

Учитель: Ребята! Мы продолжаем знакомиться с новыми понятиями в физике, открывать для себя что - то новое, интересное. А сколько еще интересного и не исследованного вокруг? Интерес ко всему неизведанному возникает, когда человек трудиться сам.

Хоть выйди ты не в белый свет, а в поле за околицу,

Когда идешь за кем-то в след, дорога не запомнится.

Зато куда б ты не попал, и по какой распутице

Дорогу ту, что сам искал, вовек не позабудется!

Мы все готовы с вами к работе и к новым открытиям. Нас ждет интересная работа. А что означает для вас слово «работа»? Можете привести примеры?

Из словаря В. Даля:

• Работа - труд, занятие, дело, упражненье, т. е. полезное действие человека или устройства. Она требует усилий, старания, напряжения, телесных или умственных сил.

Ученики: всякий полезный труд рабочего, учёного, инженера, учащегося. Например: лазить по деревьям, читать книгу, писать упражнение, решать задачи, копать огород и т.д.

Учитель: Ребята! Вопрос был один. А сколько мнений? Почему так получилось? Может быть, мы чего-то не знаем о работе? А с точки зрения науки физики? Значит, нам это нужно узнать! Будем строить здание под названием ЗНАНИЕ, которые надеюсь, вам пригодятся в вашей будущей работе, по выбранной профессии.

Запишите тему урока «Механическая работа» (слайд 1)

Учитель: А какие же мы поставим цели на этот урок?

3. Постановка учебных задач. Целеполагание (слайд 2)

Ученики предлагают:

• дать понятие механической работы,

• в каких единицах измеряется работа;

• выяснить способы совершения положительной, отрицательной работы;

• выяснить условия необходимые для совершения работы;

• обобщить знания о работе, закрепить изученный материал;

• проверить и закрепить полученные знания.

4. Актуализация знаний.

Учитель: Сегодня на уроке мы с вами вспомним, что такое сила, какие бывают силы и как они направлены. Итак, какие силы были изучены нами в этом учебном году?

Ответ: сила тяжести, сила упругости, вес тела, сила трения, архимедова сила.

Вопрос: Что же такое сила?

Ответ: Сила - векторная величина, имеющая направление, точку приложения и модуль.

Вопрос: Одна из самых любимых детских сказок - сказка «Репка». Сегодня мы ее рассмотрим с научной точки зрения и увидим, что для того чтобы объяснить некоторые события в сказках нужно знать физику.

Ученик: Посадил дед репку. Выросла репка большая-пребольшая, тяжелая-претяжелая, разрослась она во все стороны, грунт потеснила. Поэтому-то очень плотный контакт у ее клубня с почвой получился. Пошел дед репку тянуть. Тянет-потянет - вытянуть не может. Оказалось, что сила тяги деда была меньше силы трения покоя, которая удерживала репку в земле.

Вопрос: А какие еще силы трения вам известны, кроме силы трения покоя?

Ответ: Сила трения скольжения, сила трения качения.

Вопрос: Как они возникают, куда направлены?

Ответ: Направлены против движения.

Вопрос: Какая еще сила действовала на всех героев сказки «Репка»?

Ответ: Сила тяжести.

Учитель: Ребята, давайте посмотрим фрагмент мультфильма и ответим на вопросы к нему. (Слайд: фрагмент из м/ф «Незнайка»)

Вопрос: Может ли такое случиться в земных условиях? Если нет, то почему?

Ответ: Нет, так как на Земле существует сила тяжести, которая действует на любой предмет и притягивает его к себе.

Вопрос: Куда направлена сила тяжести?

Ответ: Всегда к Земле, вертикально вниз.

Вопрос: Что предлагал найти Незнайка?

Ответ: Вес.

Вопрос: Что такое вес?

Ответ: Вес - это сила, которая вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Вопрос: А в земных условиях человек не может пребывать в невесомости?

Ответ: Может при полете вниз, при прыжке.

Вопрос: Почему капли дождя падают на землю?

Ответ: на них действует сила тяжести.

Посмотрим следующий фрагмент и ответим на вопрос: какая сила возникает в этом случае? (Слайд - фрагмент из м/ф «Добрыня Никитич»)

Ответ: Сила упругости, возникает при деформациях тел.

Вопрос: Как направлена сила упругости?

Ответ: В сторону, противоположную деформации.

Вопрос: Под действием силы тяжести многие тела падают на землю. Но, все же. Действие силы тяжести не всегда приводит к движению. Например, кирпич лежит на опоре и не падает. Почему?

Ответ: Со стороны опоры действует сила упругости (сила реакции опоры) и она уравновешивается силой тяжести.

Вывод: Одновременно на одно и то же тело может действовать сразу несколько сил.

5. Содержательный (усвоение новых знаний):

Учитель: Мы вспомнили все силы неслучайно. Тема нашего урока «Механическая работа». Как мы с вами выяснили, без силы никакая работа совершаться не может.

Под работой человек понимает различные действия, приводящие к получению «продукта». Например, мы говорим: работает учитель, работает компьютер, работает трактор, работает холодильник. Мы понимаем, что речь идет о разных вещах, и не стремимся сравнивать работу учителя с работой холодильника. Что же такое работа с точки зрения физики, точнее, что такое механическая работа?

Исторически термин «работа» ввел французский ученый Ж. Понселе. Для него работа, как понятие, была связана с деятельностью человека. (Сообщение учащегося о Понселе)

Жан Виктор Понселе

Математик, механик и инженер Жан Виктор Понселе родился в 1788 году в бедной семье во Франции. Отличная учеба в начальной школе позволила ему получить стипендию в лицее. Далее он успешно выдержал экзамены в Политехническую школу, после её окончания поступил в Военно-инженерную школу. В1812 г. Ж. Понселе принял участие в войне Наполеона с Россией в качестве лейтенанта инженерных войск. При отступлении Наполеона из Москвы в бою он был взят в плен и почти два года находился в плену в г. Саратове. После возвращения во Францию стал интересоваться прикладной механикой.

Учитель: Учитель: А какую работу изучают физики? Под действием каких сил движутся тела?

Ученик:

• Поезд движется под действием силы тяги

• Санки движутся под действием силы мускул

• При полете сила давления сгорающих газов перемещает ракету

• Подъёмная сила действует на воздушный шар (Слайд)

Учитель: Работа совершается, если тело перемещается под действием силы.

Итак, в физике механическая работа - это величина, которую можно измерить. Под механической работой понимают связь между силой, действующей на тело и его перемещением или движением тела под действием силы.

Считается, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы.

Таким образом, в физике понятие работы напрямую связано с силой (нет силы, нет работы). Поэтому принято говорить о работе некоторой силы.

Проведем опыты:

Опыт 1. Нагруженная тележка под действием силы перемещается сначала на расстояние 0,5 м, а затем под действием той же силы на расстояние 1 м.

Вывод: Работа зависит и от расстояния, чем оно больше, тем больше и работа.

Опыт 2.Нагруженная тележка под действием силы перемещается на 1 м. Фиксируют значение силы, совершающей работу. Нагрузку тележки увеличивают и опыт повторяют. Динамометр отмечает возросшее значение силы. (Слайд)

Вывод: Чем больше приложенная сила, тем больше и совершенная работа.

Учитель: Значит механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути. Работа обозначается буквой А, сила - F, перемещение - S. Формула работы: А = F∙s. (Слайд)

Механической работой называется физическая величина, равная произведению силы и перемещения тела по направлению действия этой силы.

Работа - физическая величина и, следовательно, у неё есть единица измерения.

1Н∙м = 1 Дж - единица измерения работы названа в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля.

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н на пути 1 м.

1 кДж=1000 Дж

Интересные факты: сердце человека за одно сокращение совершает приблизительно 1 Дж работы,

что соответствует работе, совершенной при поднятии груза массой 10 кг на высоту 1 см.

При перелете с большого пальца руки человека на указательный

комар совершает работу - 0, 000 000 000 000 000 000 000 000 001 Дж.

Учитель: А может ли работа быть равной нулю?

Ответ: Да, если тело не перемещается под действием сил или силы, действующие на тело, равны нулю.

Примеры: 1) фрагмент из м/ф «Ну, погоди».

Вопрос: Совершает ли волк механическую работу? Почему?

Ответ: Нет, так как нет перемещения.

2) фрагмент с мифологическим героем Атлантом.

Вопрос: Совершает ли Атлант механическую работу? Почему?

Ответ: Как бы ни было тяжело Атланту удерживать на своих плечах небесный свод, Атлант не совершает работы. Так как небесный свод в этом случае не двигался.

3) фрагмент из басни Крылова «Лебедь, рак и щука».

Вопрос: Совершается ли механическая работа лебедем, раком и щукой в известной басне Крылова? Почему?

Ответ: Нет, так как воз не сдвинулся с места (все силы уравновешены).

Вопрос: А как вы думаете, чему равна умственная работа?

Ответ: Нулю, так как нет перемещения и действия силы.

Учитель: Какие же условия необходимы для выполнения работы?

Ответ: Для выполнения работы необходимо два условия:

1. На тело должна действовать сила.

2. Под действием этой силы тело должно перемещаться.

Учитель: Мы выяснили, что работа может быть равной нулю. А теперь приведу примеры из жизни: не выучил урок - работа равна нулю, выучил урок - выполнил полезную работу, набросал на пол фантики от конфет - совершил плохую работу. Оказывается, механическая работа может быть положительной и отрицательной. Работа положительна, если направление действия силы совпадает с направлением перемещения, а отрицательна, если сила и перемещение противоположно направлены.

Опыт:

Движение деревянного бруска по плоскости.

Вопрос: Какая сила при движении бруска совершает положительную работу? Почему?

Ответ: Сила тяги.

Вопрос: Какая сила при движении бруска совершает отрицательную работу? Почему?

Ответ: Сила трения.

Вопрос: Совершает ли работу сила тяжести? Как направлена сила тяжести по отношению к перемещению бруска?

Ответ: Работа силы равна нулю, если она направлена перпендикулярно перемещению.

Вопрос: Какая из известных вам сил всегда совершает отрицательную работу?

Ответ: Сила трения.

Вопрос: Попробуйте объяснить пословицу: « В гору-то семеро тащат, а с горы и один столкнет.

Ответ: В гору тащить тяжело, потому что действует сила тяжести, которая направлена к центру Земли, и, следовательно, мы должны работать против силы тяжести. С горы всё движется под действием силы тяжести.

Вопрос: Почему подниматься на третий этаж в кабинет физики тяжелее, чем спускаться вниз.

Учитель: На замкнутой траектории работа равна нулю, так как перемещение равно нулю.

Вопрос: Кто совершает большую работу на физкультуре: Донсков Леонид, пробегая один полный круг, Алтухов Денис, пробегая сто метров по прямой с той же скоростью, или Зенищев Михаил, пробегая 60 метров по прямой все с той же скоростью?

Ответ: Алтухов Денис, так как у него больше перемещение.

Вопрос: А совершает ли механическую работу Донсков Леонид?

Ответ: Нет, так как бег по кругу - это бег по замкнутой траектории и перемещение равно нулю.

Физкультминутка.

6. Практический (проверка усвоения нового учебного материала).

Учитель: Давайте теперь решим задачи:

Решение задач.

Задача №1. Кот Матроскин воздействует на ведро с силой 80 Н. При этом ведро поднимается на 2 см. Движение осуществляется в сторону приложенной силы. Определите совершенную при этом работу.

Задача №2. Пока Петины друзья занимались общественно полезным трудом, Петя, масса которого 35 кг, залез на самую верхушку берёзы, высота которой 12 м. Какую механическую работу совершил Петя?

7. Контрольно-оценочный (контроль и самоконтроль знаний).

Учащиеся выполняют задания.

Тест (у каждого ученика лист с тестом лежит заранее на столе)

1. Какую работу изучают в физике?
   
   А. труд рабочего;
   
   Б. труд инженера;
   
   В. механическую работу

2. Дополните предложение "Механическая работа совершается только тогда, когда
   
   А. ... на тело действует сила.
   
   Б. ... тело движется.
   
   В. ... на тело действует сила, и оно движется под действием этой силы.

3. В каком из перечисленных случаев совершается механическая работа?
   
   А. Шарик катится по гладкому горизонтальному столу равномерно.
   
   Б. Автопогрузчик поднимает груз
   
   В. Кирпич лежит на земле

4. Как обозначается механическая работа?
   
   А. F
   
   Б. S.
   
   В. A.

5. Для того чтобы вычислить механическую работу, надо...
   
   А. силу умножить на путь.
   
   Б. сложить силу и путь
   
   В. путь поделить на силу.

6. В каких единицах измеряется механическая работа?
   
   А) Н
   
   Б) Па.
   
   В) Дж

7. В каком случае сила совершает положительную работу?
   
   А) Если направление действия силы совпадает с направлением движения тела.
   
   Б) Если направление действия силы противоположно направлению движения тела
   
   В) Работа всегда имеет положительное значение.

8. Может ли сила совершать отрицательную работу?
   
   А) Не может.
   
   Б) Может, если направление силы, действующей на тело, противоположно направлению движения.
   
   В) Может, если тело не двигается

9. Может ли механическая работа равняться нулю?
   
   А) Не может
   
   Б) Может, если направление силы, действующей на тело, противоположно направлению движения.
   
   В) Может, если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения

10. Вычислите работу, которая совершается при перемещении тела на 4 м под действием силы 12 Н
    
    А)16 Н.
    
    Б)48 Н
    
    В) 4 Н

Проверка (ответы на слайде)

Учитель: Ответы вам предлагаются, и вы сами можете оценить свою работу:

• 0 ошибок - «5»

• 1-2 ошибки - «4»

• 3-4 ошибки - «3»

• 5 -6 и более ошибок - «2»

Учитель: Итак, проверим, сколько у нас получилось «5», «4», «3» и есть ли «2»? Поднимите руки те, кто получил «5», («4», «3», «2»).

8. Информация о домашнем задании. (Слайд)

§ 53; Упр.28 (1,2,3,4).

9. Рефлексия.

Учитель: Сегодня на уроке мы познакомились с новой физической величиной -механической работой. Узнали, в каких единицах выражают работа, какие условия необходимы для совершения работы. Когда совершается положительная работа, когда отрицательная и когда работа равна нулю.

Учитель: Достигли мы целей, какую поставили в начале урока?

Ученики: изучили работу, единицы измерения работы; выяснили, какие необходимые условия должны выполняться для совершения механической работы; научились решать качественные и количественные задачи; обобщили знания работе, закрепили изученный материал; проверили и закрепили полученные знания.

Учитель: А сейчас мы проверим ваше настроение и узнаем, понравился ли вам урок еще раз по тому же принципу, что и в начале урока. У кого настроение замечательное и он все понял на уроке - пусть поднимут руки вверх, у кого не очень - опустят головы вниз, а у кого совсем плохое - закроют лицо руками.

Учитель: Ребята, в заключение хочу сказать, что физик видит то, что видят все: предметы и явления. Он также как и все восхищается красотой и величием мира, но за этой всем доступной красотой ему открывается еще одна красота: закономерности в бесконечном разнообразии вещей и событий.

Приведу слова К. Д. Ушинского «Если Вы удачно выберете труд и вложите в него свою душу, то счастье само Вас отыщет».

Спасибо за работу. Урок окончен.