Розділ: Робота і енергія. Потужність.

Розділ: Робота і енергія. Потужність.

Тема: "Золоте правило механіки". Коєфіцієнт корисної дії (ККД) механізму.

Мета: З'ясувати з учнями, що при використанні простих мехнанізмів втрат в роботі немає, а також пояснити зміст коєфіцієнта корисної дії.

Тип уроку: Урок засвоєння нових знань.

Обладнання: Штатив з лапкою, блок, тягарець масою 1 кг, динамометр, шнур в 1 м.

Структура і зміст уроку.

І. Організаційна частина.

ІІ. Перевірка знань і вмінь.

а) Чотирьох учнів визиваю до дошки для розв'язування задач 5-8, стор. 142 підручника Фізика 7, Є.Коршака. Поки іде розв'язування задач проводжу фронтальне опитування попереднього матерыалу.

б)

Що ми називаємо механічною роботою?

Якою буквою її позначають?

В яких одиницях вона вимірюється?

Від чого залежить значення роботи?

Як розрахувати роботу?

Яка співрозмірність між джоулем, кДж і Мдж?

в) Аналізуємо разом з учнями розв'язки задач. Виставляю оцінки.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Ми знаємо, що прості механізми дають виграш в силі. Вони можуть змінювати напрямок дії сили.

Цікаво, а чи дають вони виграш в роботі? Щоб дати відповідь на це запитання проведемо дослід і розрахуємо роботу.

Для виконання досліду складемо пристрій згідно мал. 5.1 що на ст. 145 підручника Фізика 7, Є.Коршака.

Щоб вантаж m=1 кг рівномірно підняти без блока треба подіяти на нього з силою 9,8 Н. Отже, виконанна робота буде рівна:

A=9,8 Н*0,5 м=4,9 Дж

Тепер піднімемо цей самий вантаж на туж висоту, використовуючи рухомий блок. Для цього динамометр рівномірно підніматимемо, поки вантаж не підніметься на висоту 0,5 м. Покази динамометра будуть 4,9 Н, а шлях, який він пройшов, дорівнюватиме 1 м. Обчислимо роботу:

A=4,9Н*1 м=4,9 Дж

Піднімемо вантаж через блок, ми ми прикладали до вільного кінця вірьовки силу в два рази меншу, ніж без нього, проте, шлях точки прикладання сили збільшився в два рази. Як бачимо з досліду, що використавши простий механізм ми виграшу в роботі не отримали. Це і є "золоте" правило механіки, сформульване ще в античні часи.

Жоден з простих механізмів не дає виграшу в роботі. У скільки разів виграємо в силі, у стільки само разів програємо у відстані.

Це правило людство застосовувало ще в античні часи.

Проте виконанна робота Aк на практиці, завжди трохи менша від затраченої роботи Aв. Тому, що частина роботи затрачається на подолання сил тертя, які виникають в простих механізмах.

Число, що показує, яку частину від усієї виконаної роботи Aв становить корисна робота Aк, називається коефіцієнтом корисної дії механізму (ККД):

ККД= Aк/Aв

Коефіцієнт корисної дії визначають найчастіше в процентах, тобто

ККД= Aк/Aв*100%

Розв'яжемо вправу. Вантаж масою 20 кг підняли на висоту 5 м за допомою рухомого блоку масою 2 кг. Який коефіцієнт корисної дії механізму.

Дано:

ККД-? ККД= Aк/Aв*100

Корисна робота: Aк=Р1S=m1gS;

Aк=20 кг*9,8 Н/кг*5 м=980 Н

m1=20 кг Виконана робота:

m2=2 кг Aв= (Р1+ Р2/2)*2 S=g (m1=m2)*S

Aв=1078 Дж

ККД=(980 Дж/1078 Дж)*100%=90%

Відповідь: ККД=90%

Розв'яземо вправу 3 на ст. 144

Дано:

Р1-?

ККД= Aк/Aв; де Aк=Р1S; Aв= F2*2S

F2=420 Н тоді ККД= Р1S/ F2*2S

ККД=0,72 звідси Р1=2 F2 *ККД

Р1=2*420 Н*0,72=544,8 Н

Відповідь Вага корисного вантажу рівна 544,8 Н.

ІV.Закріплення матеріалу.

Закріплення матеріалу проводимо по запитаннях 1-6, що після параграфу.

V. Домашнє завдання.

Останні статті

Нові виховні заходи