Урок «Измерение коэффициента полезного действия наклонной плоскости». 7 класс.

Урок-исследование в 7 классе.

Тема. Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.

Цели:

образовательные:

-сформировать навыки экспериментального определения КПД и выигрыша в силе наклонной плоскости;

-закрепить навыки измерения сил с помощью динамометра;

воспитательная:

-формирование коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).

развивающая:

-развивать мыслительные и практические навыки учащихся.

Оборудование:

-лабораторное:

деревянная линейка, деревянный брусок, груз, динамометр, штатив, линейка;

-инструкция по ТБ;

-инструкция по выполнению лабораторной работы;

-проектор, экран, ноутбук.

Ход урока.

I. Оргмомент.

(настрой на работу)

II. Актуализация опорных знаний.

На прошлом уроке мы ознакомились с простыми механизмами. А сегодня проведем исследование такого простого механизма, как наклонная плоскость.

Проблемный вопрос

Необходимо загрузить тяжелую бочку на машину. Как это сделать?

(Наклонная плоскость – это простой механизм, применяемый для перемещения (вкатывания или втаскивания) тяжёлых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия.)

Слайд.

Слайд.

III. Целеполагание.

Проблемный вопрос

Каким подъемом лучше воспользоваться: крутым или пологим?

(Если нужно поднять груз на некоторую высоту, всегда легче воспользоваться пологим подъёмом, чем крутым. Причём, чем меньше уклон, тем легче выполнить эту работу. Когда время и расстояние не имеют большого значения, а важно поднять груз, используя меньшую силу, наклонная плоскость оказывается незаменимой.)

Слайд.

Слайд.

Сегодня примерами наклонных плоскостей являются трапы, пандусы, эскалаторы, конвейеры, горный «серпантин» автомобильных дорог. Все эти наклонные плоскости применяются для того, чтобы облегчить подъём на высоту.

Слайд.

Итак, какую цель ставим перед собой?

Исследовать наклонную плоскость и выяснить, когда наклонная плоскость полезна.

Какие задачи решаем на уроке?

Мы определим полезную работу, затраченную работу при использовании наклонной плоскости, КПД и выигрыш в силе наклонной плоскости.

Слайд.

IV. Сообщение темы урока.

V. Выполнение работы.

Здоровьесбережение

Инструктаж по ТБ.

Прежде, необходимо повторить правила, которые соблюдаем при выполнении лабораторной работы.

Записали в тетрадь тему, цель работы.

Фронтальная беседа.

Как рассчитать механическую работу?

(механическая работа равна произведению силы на пройденный путь)

Полезная работа – это работа, направленная на достижение цели. В данном случае, нужно поднять тело на высоту. То есть, нужно приложить силу, чтобы равномерно поднимать тело вверх. Эта сила по модулю равна силе тяжести, действующей на тело.

Слайд.

Затраченная работа – это работа, совершаемая с применением наклонной плоскости.

Слайд.

“Золотое правило” механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоте h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.

Как рассчитать коэффициент полезного действия?

(Разделив полезную работу на затраченную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах.)

Поднимая груз вдоль наклонной плоскости, мы выигрываем в силе, но во столько же раз проигрываем в пути.

Слайд.

Какое оборудование нам понадобится для выполнения лабораторной работы?

(Записать в тетрадь оборудование в ходе обсуждения).

Как измерить силу тяжести?

Как измерить силу тяги?

Слайд.

Повторим: определение цены деления измерительного прибора.

Слайд.

(Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величин.

Вычесть из большего значения меньшее. 

Полученное число разделить на число делений (промежутков), находящихся между ними.)

Работа в группах.

Самостоятельная исследовательская работа.

Приступайте к выполнению эксперимента, следуя инструкции.

Инструкция.

Таблица.

Примечание.

Высота наклонной плоскости: I ряд: 7 см; II ряд: 10 см; III ряд: 15 см.

VI. Подведение итогов.

(заполнить таблицу на доске)

Итак, убедились, что КПД наклонной плоскости меньше 100%, то есть совершенная с помощью наклонной плоскости затраченная (полная) работа больше полезной работы.

КПД равен … %. Это число показывает, что из 100% затраченной работы, полезная работа составляет … %.

Что скажем о зависимости КПД наклонной плоскости от угла наклона?

(При увеличении угла наклона плоскости КПД увеличился.)

Что скажем о выигрыше в силе при изменении угла наклона плоскости?

(заполнить таблицу на доске)

(Наклонная плоскость дает выигрыш в силе тем больше, чем меньше угол наклона.)

Какой наклонной плоскостью (пандус, трап, горный серпантин) удобнее пользоваться?

(Чем меньше крутизна наклонной плоскости, тем легче по ней подниматься.)

Таким образом, мы убедились путем проведенного эксперимента в том, что всегда легче воспользоваться пологим подъёмом, чем крутым.

Слайд.

VII. Рефлексия.

О наклонной плоскости я знал … а путем эксперимента убедился …

С какими трудностями столкнулись при выполнении эксперимента?