Работа силы, действующей в направлении движения тела. Мощность

Мичуринская средняя школа

Физика 7 класс ____________ Урок ___

ТЕМА: Работа силы, действующей в направлении движения тела. Мощность.

ЦЕЛИ УРОКА

Обучающая: Познакомить учащихся с новым понятием – работа силы. Дать понятие механической работы. Вывод формулы. Дать понятие единицы работы – Джоуль. Единицы измерения работы. Пример решения задач.

Развивающая: Развитие интереса к изучению механической работы и мощности тела.

Воспитательная: Воспитание культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Оборудование: Доска, учебник, тетрадь.

ХОД УРОКА

I. Орг. момент

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

Итоги и анализ контрольной работы

Мы закончили главу V «Давление».

На сегодняшнем уроке мы начинаем изучать новую главу «Работа. Мощность. Энергия».

В быту и физике часто используют понятие «работа». На­пример, можно сказать о работе отдельных людей, муравьев и пчел; о работе текущей воды, дующего ветра, падающих тел и атомных частиц. Приходится определять также работу, совер­шаемую электрическим или магнитным полем, космической ракетой, подводной лодкой, машинами и др. В физике рассмат­ривают в основном механическую работу. Механическая работа совершается только тогда, когда наблюдается движение тела под действием силы.

Работа силы, совершаемая при перемещении тела, назы­вается механической работой.

2. Для того чтобы тело двигалось, на него воздействуют опреде­ленной силой. Чем больше величина действующей силы, тем больше совершается работы. Работа зависит и от расстояния, на которое перемещают тело. На большее расстояние затрачи­вается большая работа. Если направление действующей силы совпадает с направлением перемещения тела, то тогда перемещение равно пройденному пути. Здесь мы ограничиваемся опре­делением работы силы, действующей в направлении движения тела. Работа силы, действующей под углом к направлению дви­жения, рассматривается в старших классах.

Таким образом, работа изменяется в зависимости от прило­женной силы и пройденного пути. Экспериментально установ­лено, что механическая работа прямо пропорциональна силе и пройденному пути:

Работа = Сила * Пройденный путь

A = F * S

или ,

где A – работа, F – сила, S – пройденный путь.

3. В Международной системе единиц (СИ) за единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 нью­тон, при перемещении тела на 1 метр. Такую единицу работы называют джоулем (Дж) в честь английского ученого XIX века Д. Джоуля.

Используя вышеприведенные выражения, видим, что 1 Дж равен произведению силы в 1 Н и пути в 1 м: 1 джоуль = 1 ньютон * 1 метр, или сокращенно 1 Дж = 1Н * 1м = 1 Н * м.

Существуют и большие, и меньшие по сравнению с джоулем единицы измерения работы:

1 килоджоуль (1кДж)=1000 Дж=10³ Дж;

1 миллиджоуль (1мДж)=0,001Дж=10^³ Дж;

1 микроджоуль (1мкДж)=0,000 001Дж=10~⁶ Дж.

Для выполнения одной и той же определенной работы раз­ные двигатели тратят разное время. Например, в 1940-1950 го­ды на карагандинских шахтах впервые в мире начали использо­вать угледобывающие комбайны, что значительно повысило производительность труда. Это произошло потому, что работу, выполняемую одним рабочим в течение нескольких часов, угле­добывающая машина выполняет за считанные минуты. Анало­гично подъемный кран выполняет какую-то определенную ра­боту гораздо быстрее рабочего, а трактор выполнит работу быстрее лошади. Отсюда вытекает необходимость введения фи­зического понятия, характеризующего быстроту выполнения

работы. Величину, характеризующую быстроту выполнения работы, называют мощностью.

[pic]

[pic]

или

где N- мощность, А - работа, t - время, за которое эта работа совершена.

Мощность равна отношению работы ко времени, за кото­рое совершена эта работа.

И в быту, и в технике часто используется понятие сред­няя мощность. Действительно, одну и ту же работу не только человек, но и разные двигатели выполняют в течение разного времени. Если бы за каждую секунду совершалась одинаковая работа, то мощность была бы постоянной. Но в действи­тельности такое встречается редко. Поэтому в большинстве случаев приведенное выше отношение определяет среднюю мощность:

[pic]

За единицу мощности принимают работу в 1 джоуль, со­вершаемую за 1 секунду. Эту единицу мощности называют ват­том (сокращенно Вт) в честь английского ученого Джеймса Уатта (1736-1819), придумавшего паровые машины. Таким образом,

[pic]

[pic]

или

Наряду со сверхмощными двигателями в технике использу­ются и механизмы с малой мощностью. В связи с этим вводят и более крупные единицы мощности, например, киловатт (кВт), мегаватт (МВт) и малые единицы, например, милливатт (мВт), микроватт (мкВт).

1 кВт = 1 000 Вт = 10³Вт;

1 мВт = 0,001 Вт = Ю-³ Вт;

1 мкВт = 0,000 001 Вт=10-⁶ Вт.

В качестве примера рассмотреть среднюю мощность человека и некоторых двигателей стр. 172.

Если мощность двигателя известна, то можно вычислить ра­боту, совершаемую им в течение определенного промежутка времени.

В действительности, из формулы мощности можно найти работу (A=N*t).

Обобщение

1. Что называют механической работой?

2. Что называют мощностью?

Закрепление

[pic]

Домашнее задание

§50, 51, пересказ

Итог урока