Решение комбинированных задач на тему «Простые механизмы. Работа и энергия»

Учитель:

Бондарева Н. И.

Предмет:

Физика.

Класс:

7 класс.

Учебник:

Пурышева, Н. С. Физика. 7 кл. учебник / Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеевская. - 3-е изд., стереотип – М. : Дрофа, 2014. – 222 с.

Тема урока:

Решение комбинированных задач на тему «Простые механизмы. Работа и энергия».

Цель урока:

Научить систематизировать и выявлять общее и особенное при решении задач по теме «Простые механизмы. Работа и энергия».

Задачи урока:

• Образовательные:

  • проверить усвоение учащимися физических формул и основных понятий;

  • выявить уровень сформированности умений учащихся решать типовые задачи на момент силы, равновесие рычага, работу и мощность, КПД, потенциальную и кинетическую энергию;

  • продолжить обучать применять знания в новой ситуации, грамотно объяснять физические явления.

• Развивающие:

  • развитие у учащихся произвольного внимания, умения анализировать, сравнивать, высказывать свою точку зрения и аргументировать её;

  • пользоваться альтернативными источниками информации, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника,

  • развивать умение определять цели и задачи деятельности, работать в команде;

  • развивать интерес к изучению окружающего мира через уроки физики;

  • формировать у учащихся приемы применения знаний в новых условиях, усиливать прикладную направленность знаний;

• воспитательные:

  • формирование умения управлять своей познавательной деятельностью;

  • воспитание нравственных позиций (любовь к природе, взаимоуважение).

  • воспитывать интерес к предмету через практическую значимость изучаемого материала;

  • развитие внимания, памяти, логического и творческого мышления;

  • обеспечивать благоприятную психологическую обстановку на уроке, мотивацию учащихся к учебной деятельности (через посильность заданий и ситуации успеха).

Планируемые результаты:

Формируемые УУД:

1. Личностные:

   • установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом (смыслообразование).

2. Регулятивные:

   • выработка способности к мобилизации сил и энергии;

   • умение постановки учебной задачи на основе соотнесения известного и неизвестного материала, прогнозирования результата;

   • составления плана и последовательности действий, оценивания и контроля полученного результата, корректировки плана и способов действия в случае расхождения эталона и полученного результата.

3. Коммуникативные: умение слушать, участвовать в коллективном обсуждении проблемы, вступать в диалог, точно выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с нормами родного языка, интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

4. Познавательные:

   • умение осознанно строить речевое высказывание в устной и письменной форме, структурировать знания;

   • постановка и решение проблемы, выбор наиболее эффективных способов выхода из проблемной ситуации в зависимости от конкретных условий, создание алгоритмов деятельности при решении проблем поискового характера;

   • формирование знаково-символических УУД;

   • самостоятельное формулирование познавательной цели, выдвижение гипотезы;

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

   • выделение необходимой информации.

Тип урока:

Урок обобщения и систематизации знаний.

Форма урока:

Урок-игра

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Формируемые УУД

1. Орг. момент

• Приветствие

• Выявление отсутствующих.

• Готовность учащихся к уроку.

Взаимное приветствие, настраиваются на работу, отвечают на поставленные вопросы.

Коммуникативные:вступление в диалог, отслеживание действий учителя, умеет слушать и слышать.

Познавательные:развивает операции мышления, ставит задачу (ответить на вопрос)  на основе соотнесения того, что известно.

2. Проверка

д/з

Пар. 35, вопросы

1. О каких телах говорят, что они обладают энергией?

1. Как вы понимаете выражение: «Энергия — физическая величина»?

1. Назовите единицу энергии. Объясните, почему единица энергии и единица работы одна и та же.

1. Привидите примеры, доказывающие, что поднятое над поверхностью земли тело обладает энергией.

Пар. 36, вопросы

1. Какие существуют виды механической энергии?

1. Приведите примеры тел, обладающих потенциальной энергией; кинетической энергией.

1. Зависит ли значение энергии от выбора положения тела отсчёта? Привидите примеры.

Пар. 37, вопросы

1. В чём заключается ЗСМЭ?

1. Всегда ли выполняется ЗСМЭ?

1. Пользуясь рисунком 114, объясните, какие изменения энергии происходят в опыте с движущимся шаром.

Пар. 35, вопросы

1. Если тело может совершить работу, то оно обладает энергией.

1. Так как она характеризует способность тела совершать работу и выражается численным значением.

1. Единица измерения энергии - джоуль (Дж) . Одна и та же, так как работа и энергия связаны. Энергия это потенциальная работа. Тело совершает работу за счет изменения своей энергии.

1. Тело падает на землю и деформирует ее, то есть совершает работу. А если совершает работу, значит обладает энергией.

Пар. 36, вопросы

1. Кинетическая энергия — энергия движущегося тела. (Е_к)

Потенциальная энергия- энергия взаимодействия тел или частей тела. (тело должно быть поднято на некоторую высоту).

1. Падающая вода с плотины; маятник; летящая стрела; падающей камень

1. Да.В механике потенциальная энергия определяется высотой расположения тела над системой отчета

Пар. 37, вопросы

1. Энергия не возникает «из ни откуда» и не исчезает в «никуда», она переходит из одной формы в другую.

1. ЗСМЭ выполняется, если на тело действует только силы тяжести и силы упругости.

1. 1) Еп шарика равна 0, Ек=max.

2)Еп=max.Ек=0

3)Ек=max.Еп=0

4)Еп=max.Ек=0

Личностные:выражать положительное отношение к процессу познания, желание узнать новое, проявлять внимание.

Регулятивные:осознание учеником того, что уже освоено и что ещё подлежит усвоению, а также качество и уровень усвоения.

Коммуникативные:вступление в диалог, отслеживание действий учителя, умеет слушать и слышать.

3. Этап постановки целей и задач урока.

У нас сегодня обобщающий урок по теме: «Простые механизмы. Работа и энергия». Нужно подготовиться к контрольной работе. А так хочется пофантазировать! И я приглашаю вас отправиться в кругосветную регату, но не в простую, а в физическую!

Как вы думаете, что мы с вами будем делать в нашем путешествии?

Какова тема нашего урока?

В этом путешествии мы проверим все свои знания и умения по данной теме.

Обобщить и систематизировать знания по теме «Простые механизмы. Работа и энергия».

Решение комбинированных задач на тему «Простые механизмы. Работа и энергия».

Познавательные:развивает операции мышления, ставит задачу (ответить на вопрос) на основе соотнесения того, что известно.

Коммуникативные:умение выражать свои мысли, строить высказывания.

Регулятивные:различать способ и результат действия, принимать и сохранять учебную задачу, планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей.

4. Актуализация знаний.

Итак: наш маршрут представлен на доске. Давайте с ним ознакомимся.

Станции :

1. Причал «Теоретиков»

2. Остров «Формул»

3. Бухта «Почемучек»

4. Континент «Поиск»

Ребята делают предположения, что мы будем повторять на каждой станции.

Личностные:выражать положительное отношение к процессу познания, желание узнать новое, проявлять внимание.

Регулятивные:осознание учеником того, что уже освоено и что ещё подлежит усвоению, а также качество и уровень усвоения.

Коммуникативные:вступление в диалог, отслеживание действий учителя, умеет слушать и слышать.

5. Применение изученного материала

Все готовы к путешествию? Молодцы! Я предлагаю проверить вашу готовность. Это будет своего рода осмотром яхт.

Задание 1: причал «теоретиков»

Возьмите свой маршрутный лист и выполните задание №1. (см. приложение 1)

Ваше время вышло, давайте теперь проведем взаимопроверку работ.

Молодцы ! Яхты готовы к регате. На нашем пути остров «Формул».

Задание 2: остров «Формул».

Обратите внимание, в таблице есть пустые клетки, нужно правильно их заполнить. (см. приложение 1)

Ваше время вышло, давайте теперь проведем взаимопроверку работ.

Отправляемся дальше. На горизонте показалась бухта. Здесь мы причалим, чтобы ответить на качественные вопросы.

Задание 3: бухта «Почемучек».

Правило, кто быстрее ответит, получит жетон (см. приложение 1).

Задание 4: континент «Поиск»

Наше путешествие продолжается. На нашем пути континент «Поиск». Не пора ли нам что-нибудь перекусить.

Предлагаю следующее меню: Задание на «3»

1. 1. На рычаг действует сила 0,5 кН. Чему равен момент силы, если плечо этой чилы 50 см.. Выберите правильный ответ.

      1. 0,25Н*м

      2. 7,5Н*м

      3. 250Н*м

      4. 750Н*м

   2. При равновесии рычага на его меньшее плечо действует сила 45 Н, на большее — сила 15 Н. Длина меньшего плеча 10 см. Чему равно большее плечо?

1. 15 см

2. 3 м

3. 30 см

4. 5 см.

1. 1. Определите работу, которую надо совершить, чтобы поднять груз массой 5 кг с пола на стол, высота которого 0,7 м.

1. 3, 5 Дж

2. 35 Дж

3. 70 Дж

4. 350 Дж

Задание на «4»

1. 1. За какое время двигатель мощностью 40 кВт совершит работу 6 кДж? Ответ выразите в секундах и запишите одним числом без решения.

   2. Футбольный мяч весом 450 г летит со скоростью 24 м/с. Чему равна его кинетическая энергия? Ответ запишите одним числом без решения.

Задание на «5»

1. 1. Груз, масса которого 1,5 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 0,9 м и высотой 0,2м. Вычислите КПД наклонной плоскости, если прикладывается сила 5,4 Н.

   2. На сколько изменилась кинетическая энергия тела массой 5 кг при изменении его скорости от 15 м/с до 12 м/с?

Задание 1: причал «теоретиков»

Заполняют свои маршрутные листы (см. приложение 1).

Проверка работ (см. приложение 2)

Задание 2: остров «Формул».

Ребята, заполняют свои маршрутные листы (см. приложение 1).

Проверка работ (см. приложение 2)

Задание 3: бухта «Почемучек».

Ответы (см. приложение 2)

Задание 4: континент «Поиск»

Ребята решают задачи (см. приложение 2)

Познавательные:умение строить логическую цепь размышления, умение формировать анализ и синтез, умение применять знания в новой ситуации.

Личностные:

умение внести необходимые дополнения и коррективы, умение понимать личную ответствен-ность за результат, формирование учебной мотивации.

Коммуникативные:умение вступать в диалог, умение создавать устные высказывания.

Регулятивные:умение осознавать что усвоено, что подлежит усвоению, а также качество и уровень усвоения, умение адекватно реагировать на трудности и не боится сделать ошибку.

5. Рефлексия

1. Что понравилось на уроке..

2. Что не понравилось на уроке…

3. Что показалось сложным…

4. Что было наиболее интересно узнать...

Ученики отвечают на поставленные вопросы.

Познавательные:

Оценивание детьми собственной деятельности, определение позиции ученика.

Коммуникативные:

умение выражать свои мысли.

Регулятивные:

умение давать верную эмоциональную оценку своей деятельности на уроке.

6. Д/з

Решить задания на 5 (приложение 1)

Ответы (приложение 2)

Познавательные:

умение структурировать знания, оценивание процессов и результатов деятельности.

Регулятивные:

волевая саморегуляция, осознание того, что усвоено и что подлежит усвоению.

Название

Обозначение

Единица измерения

I. Масса

а)l

1.м

II. Длина

б)h

2. м

III. Высота

в)m

3. кг

Название

I

II

III

Обозначение

Единица измерения

Название

Формулировка

Обозначение

Формула

Единица измерения

Сила, с которой Земля притягивает к себе тела.

Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленную против движения тела

Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или растягивает подвес.

физическая величина, равное произведению модуля силы , вращаещей тела, на ее плечо.

физическая величина, прямо пропорциональная силе, действующей на тело, и пути, пройденному им в направлении действия силы.

Отношение работы, совершаемой в течение некоторого времени.

Рычаг находится в равновесии, если силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.

работа, совершенная над телом для его перемещения.

работа, производимая над механизмом для приведения его в движение.

Отношение полезной работы к полной работе.

энергия движущегося тела.

энергия взаимодействия тел или частей тела. (тело должно быть поднято на некоторую высоту).

Название

Обозначение

Единица измерения

I. Масса

а)l

1.м

II. Длина

б)h

2. м

III. Высота

в)m

3. кг

Название

I

II

III

Обозначение

в

а

б

Единица измерения

3

1

2

Название

Формулировка

Обозначение

Формула

Единица измерения

Сила тяжести

Сила, с которой Земля притягивает к себе тела.

Fтяж

F = mg

Н

Сила трения

Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленную против движения тела

Fтр

F = μN

Н

Момент силы

физическая величина, равное произведению модуля силы , вращаещей тела, на ее плечо.

М

M = Fl

Н*м

Вес

Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или растягивает подвес.

P

P = mg

Н

Механическая работа

физическая величина, прямо пропорциональная силе, действующей на тело, и пути, пройденному им в направлении действия силы.

A

A = FS

Дж

Мощность

Отношение работы, совершаемой в течение некоторого времени.

N

N = A/t

Вт

Правило равновесия рычага

Рычаг находится в равновесии, если силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

F₁/F₂=l₂/l₁F₁l₁=F₂l₂

«Золотое правило» механики

Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.

F₁/ F₂ = S₂ / S₁

Полезная работа

работа, совершенная над телом для его перемещения.

Ап

Ап = Р*h

Дж

Полная работа

работа, производимая над механизмом для приведения его в движение.

А

А = F*S

Дж

КПД

Отношение полезной работы к полной работе.

η

η = Ап/A *100%

%

Кинетическая энергия

энергия движущегося тела.

Екин

Екин= mv²/2

Дж

Потенциальная энергия

энергия взаимодействия тел или частей тела. (тело должно быть поднято на некоторую высоту).

Еп

Еп= mgh

Дж

Дано:

m₂ = m₁/6

ΔЕп - ?

Решение:

Еп₁ = m₁gh

Еп₂ = m₂gh = m₁gh/6

Ответ: уменьшится в 6 раз

Дано:

F= 0,5 кН = 500 Н

l = 50 см = 0,5 м

M - ?

Решение:

M = Fl = 500 Н * 0,5 м = 250 Н*м

Дано:

F₁=45 Н

F₂= 15 Н

l₁ = 10 см = 0,1 м

l₂ -?

Решение:

F₁l₁=F₂l₂

l₂=F₁*l₁/ F₂ = 45 Н * 0,1 м / 15 Н = 0,3 м = 30 см

Дано:

m = 5 кг

h = 0,7 м

A - ?

Решение:

A=Fh=mgh=5 кг* 10 м/с² * 0,7 м = 35 Дж

Дано:

m = 450 г = 0,45кг

v = 24 м/с

Ек - ?

Решение:

Екин= mv²/2=0,45кг * (24 м/с)²/ 2 = 90 Дж

Дано:

m = 5 кг

v₁ = 15 м/с

v₂ = 12 м/с

Ек - ?

Решение:

Екин=m(v₁ - v₂)²/2=5 кг * (15 м/с - 12 м/с)²/ 2 = 22,5 Дж