Урок физики в 9 классе 'Работа сил'

Тема: «Работа сил».

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

Задачи:

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.

Ход урока:

1. 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 < 0, F S, 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

Итак, задача нашего урока - с учетом расчетной формул механической работы и различных сил, получить формулы работы разных сил. Запишите в тетрадь тему урока: «Работа сил». (открываем 4 слайд компьютерной презентации). Какие силы изображены на чертежах слайда?

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:

Fт = mg

Fупр. = - kΔx

Fтр. = μ N )

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:

Формула:

Тяжести: тело падает

A = mg(h₁ - h₂)

Тяжести: тело брошено

вертикально вверх

A = mg(h₁ - h₂)

Тяжести: тело падает

под углом

A = mg(h₁ - h₂)

Силы тяжести

(графический способ)

A = mg(h₁ - h₂)

Силы упругости

(графический способ)

A = kx₁²/2 - kx₂²/2

Силы упругости

A = kx₁²/2 - kx₂²/2

Силы трения

A = -μNS

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 90⁰ 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.