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 матеріалу.
б)
1. Що ми називаємо механічною роботою?
2. Якою буквою її позначають?
3. В яких одиницях вона вимірюється?
4. Від чого залежить значення роботи?
5. Як розрахувати роботу?
6. 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.
ІV.Закріплення матеріалу.
Закріплення матеріалу проводимо по запитаннях 1-6, що після параграфу.
V. Домашнє завдання.
§ 47. Врава 1,2, 56 після параграфу.