Лабораторная работа № 6.

Определение КПД наклонной плоскости

Цель работы:

1. вычислить КПД предложенной наклонной плоскости и сделать вывод о его значении;

2. убедиться на опыте в том, что Ап < Аз.

Оборудование: динамометр, дощечка, штатив, деревянный брусок, измерительная лента (или линейка), набор грузов (рис.).

Ход работы:

1. Определите цену деления измерительных приборов. Цд= ….Н.(динамометра)

Цл = …. Н. (линейки).

2. Используя динамометр, определите вес бруска (Р), поднимая его на высоту h (записать в таблицу).

3. Перемещая брусок с постоянной скоростью вверх по на­клонной плоскости, измерьте необходимую для этого силу тяги (F ). (записать в таблицу)

4. С помощью линейки определите путь s , прой­денный нижним краем груза, и высоту h , на которую он был поднят. (записать в таблицу)

5. Определите общий вес бруска с двумя грузами (Р) , (записать в таблицу).

6. Нагрузив брусок двумя грузами и прикрепив к нему динамо­метр, перемещайте брусок с постоянной скоростью вверх по на­клонной плоскости. Измерьте необходимую для этого силу тяги (F ). s и h такие же. (в таблицу)

7. Опустить дощечку ниже и повторить опыт 2. S такая же, h измерить (записатьв таблицу)

общее задание для 3-х опытов:

8. Вычислите полезную и затраченную работы: ,

9. Найдите КПД наклонной плоскости.

10. Результаты вычислений занесите в таблицу.

Вывод: в результате работы мы

Технологическая карта урока по физике в 7 классе.

Лабораторная работа № 11 «Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости».

Тема

Лабораторная работа № 11 «Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости».

Тип урока:

Урок формирования первоначальных предметных умений.

Цель

обеспечить отработку навыков измерения КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.

Задачи

Образовательные:

1. работая с материалом учебника и выполняя лабораторную работу выяснить способы определения КПД при подъеме тела по наклонной плоскости;

2. убедиться на опыте в том, что полезная работа меньше полной;

3. углубить теоретические и практические знания, полученные при изучении тем «Работа», «Простые механизмы», «КПД».

Развивающие:

1.пробудить любознательность и инициативу, развивать устойчивый интерес обучающихся к предмету;

2.высказывая свое мнение и обсуждая данную проблему развивать у обучающихся умение говорить, анализировать, делать выводы.

3.способствовать овладению необходимыми навыками самостоятельной учебной деятельности.

Воспитательные:

1.в ходе урока содействовать воспитанию у обучающихся уверенности в познаваемости окружающего мира;

2.работая в парах постоянного состава, при выполнении экспериментальных заданий и обсуждении проблемы, воспитывать коммуникативную культуру школьников.

Планируемый результат. Метапредметные результаты. 1.сформированность познавательных интересов, направленных на развитие представлений о простых механизмах;

2.умение работать с источниками информации, включая эксперимент;

3.умение преобразовывать информацию из одной формы в другую.

Предметные результаты.

1.уметь использовать линейку и динамометр для измерения физических величин.

2.уметь выражать результаты измерений в единицах СИ.

Личностные. Осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению; готовность и способность вести диалог с другими людьми и достигать в нём взаимопонимания.

Познавательные. Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Производят анализ и преобразование информации.

Регулятивные. Умение составлять план проведения исследования; определять потенциальные затруднения при решении учебной; описывать свой опыт, планировать и корректировать.

Коммуникативные. Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов.

Основные понятия темы

Полная работа, полезная работа, КПД, простые механизмы, наклонная плоскость.

Организация пространства

Основные виды учебной деятельности обучающихся.

Основные технологии.

Основные методы.

Формы работы.

Ресурсы. Оборудование.

1.Слушание объяснений учителя. 2.Самостоятельная работа с учебником.

3. Выполнение фронтальной лабораторной работы. 4.Работа с раздаточным материалом.

5.Измерение величин.

Технология сотрудничества.

1.словесные;

2.наглядные;

3.практические.

Индивидуальная, общеклассная, в парах постоянного состава.

Физическое оборудование: доска, линейка, динамометр, брусок, штатив с муфтой и лапкой.

Ресурсы: тесты, проектор, презентация.

Структура и ход урока.

Этап урока

Задачи этапа

Деятельность

учителя

Деятельность

ученика

Время

Вводно-мотивационный этап.

Организационный этап

Психологическая подготовка к общению.

Обеспечивает благоприятный настрой.

Настраиваются на работу.

Личностные

Анализ самостоятельных работ по теме «Рычаги».

Работа над ошибками.

Решение задач.

Решают задачи.

Этап мотивации и актуализации знаний (определение темы урока и совместной цели деятельности).

Обеспечить деятельность по определению целей урока.

Предлагает задачки «Подумай и угадай», предлагает назвать тему урока, определить цель.

Пытаются ответить, решить задачи. Определяют тему урока и цель.

Личностные, познавательные, регулятивные

Операционно-содержательный этап

Изучение нового материала.

1) Актуализация знаний.

2) Первичное усвоение новых знаний.

3) Первичная проверка понимания

4) Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.

Способствовать деятельности обучающихся по самостоятельному изучению материала.

Предлагает организовать деятельность согласно предложенным заданиям.

1) Предлагает вспомнить понятие КПД.

2) Инструктаж по выполнению работы. Объяснение теоретического материала.

3) Предлагает выполнить экспериментальные задания.

4)предлагает сделать выводы.

Изучение нового материала на основе самостоятельного выполнения лабораторной работы.

1) Отвечают.

2) Слушают.

3)Выполняют предложенные экспериментальные задания.

4)Отвечают на вопросы.

5)Делают выводы. Обсуждают.

Личностные, познавательные, регулятивные

Рефлексивно - оценочный этап.

Рефлексия. (Подведение итогов).

Формируется адекватная самооценка личности, своих возможностей и способностей, достоинств и ограничений.

Предлагает выбрать предложение.

Отвечают.

Личностные, познавательные, регулятивные

Подача домашнего задания.

Закрепление изученного материала.

Запись на доске.

Записывают в дневник.

Личностные

Приложение.

1. Анализ самостоятельной работы по теме «Рычаги».

Работа над ошибками.

Слайд №2.

а) На рисунке (а) изображен диск, закрепленный на оси О. К диску приложены силы F и F1. Назовите плечи сил.

б) На рисунке (б) человек с помощью рычага поднимает камень весом 600 Н. С какой силой человек действует на рычаг, если АВ= 1,2м, ВС=0,5 м.

в) На рисунке (в) на линейку, один конец которой опирается на стол, а другой удерживается динамометром, поставлена гиря весом 20Н. Определите показания динамометра, если длина АС= 1м, ВС= 25 см.

Слайд №3.

а) На рисунке изображена треугольная пластина, закрепленная на оси, проходящей через точку О. К пластине приложены силы F и F1. Назовите плечи сил.

б) Человек с помощью палки удерживает ведро с водой весом 120 Н. Конец палки находится на опоре, при этом АС= 120см, ВС=30 см. Какую силу прилагает человек для поддержки ведра?

2. Мотивационный этап.

Слайд №4.

Задачки «Подумай и угадай».
1. Это не только простой механизм, но и военный союз.
2. Это механизм у колодца, и деталь рубашки.
3. В этом подмосковном городе расположен дом - музей П.И. Чайковского.
Ответы.

1. блок
2. ворот
3. клин

Слайд №5.

Какие еще простые механизмы вы знаете? Почему их так называют?

Наклонная плоскость, блок и рычаг-

Без них обойтись мы не можем никак.

3. Изучение нового материала.

Слайд №6-7.

Наклонная плоскость - простейшее механическое устройство, применяемое для подъема тяжелых предметов, чтобы получить выигрыш в силе.

Наклонная плоскость - простой механизм в виде плоской поверхности, установленной под углом, отличным от прямого, к горизонтальной поверхности.

Слайд №8-10.

Характеристика механизма, определяющая какую долю полезная работа составляет от полной, называется коэффициент полезного действия - КПД.

Слайд №11. Предложить ученикам расположить наклонную плоскость на разной высоте. После проведения эксперимента и вычислений, сравнить полученные данные.

План действий для определения КПД наклонной плоскости:

Измерить вес бруска (Р).

Измерить высоту наклонной плоскости (h).

Измерить силу трения (Fтр).

Измерить длину наклонной плоскости (l).

8. Оформить результаты работы и сделать выводы.

Слайд №12.

Выводы:

1. Полезная работа меньше полной.

2. Высота наклонной плоскости должна быть меньше ее длины.

3. КПД меньше 100%. (При угле наклона 20° к горизонту равен 45%).

4. КПД наклонной плоскости, зависит от угла наклона. Чем больше угол наклона плоскости, тем больше ее КПД.

Слайд №13.

Рефлексия. Как я работал на уроке? Выберите предложение.

И. А. Изюмов ,
, МОУ гимназия № 3, г. Аксай, Ростовская обл.

Измерение КПД наклонной плоскости

Невозможно прямое попадание эксперимента
в узко определённую теоретическую мишень.

Имре Лакатос

Когда теория совпадает с экспериментом,
это уже не открытие, а закрытие.

Пётр Леонидович Капица

Цель урока: выработка умений самостоятельно применять знания, осуществлять их перенос в новые условия.

Дидактическая задача: обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в различных ситуациях.

Рефлексивная деятельность ученика: самоутверждение, самореализация и саморегуляция.

Деятельность учителя по обеспечению рефлексии: подача учебного материала с учётом зоны ближайшего и актуального развития ученика.

Показатели реального результата решения задачи: самостоятельное выполнение заданий с применением знаний в различных ситуациях.

Логика построения урока: актуализация комплекса знаний → применение знаний в различных ситуациях → контроль и самоконтроль.

Оборудование: деревянная доска, деревянный брусок, динамометр, линейка измерительная.

Ход урока

I. Актуализация комплекса знаний (15 мин)

На доске опорный рисунок . Учитель совместно с учащимися решает задачу:

Какую работу надо совершить, чтобы по плоскости с углом наклона 30° на высоту 2 м втащить груз, прикладывая силу, совпадающую по направлению с перемещением? Масса груза 400 кг, коэффициент трения 0,3. Каков при этом КПД?

Решение

II. Решение задач (30 мин)

1 (10 мин). Учитель совместно с классом решает задачу:

Поместите на линейку небольшой предмет (резинку, монету и т.д.). Постепенно поднимайте конец линейки, пока предмет не начнёт скользить. Измерьте высоту h и основание b полученной наклонной плоскости и вычислите коэффициент трения.

Решение. F т x = F тр x ; mg sinα = μF т cosα; μ = tgα = h/b .

Получив расчётную формулу, учащиеся, используя деревянную доску, деревянный брусок и линейку, экспериментально сами определяют коэффициент трения и записывают полученный результат в рабочие тетради.

2 (10 мин). Учитель совместно с классом решает задачу:

Найти КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,6 м, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.

Решение. Используя второй результат решения задачи , получим:

Учитель предлагает измерить длину деревянной доски и определить КПД наклонной плоскости для значений высоты и коэффициента трения, полученных при решении задачи . Результат записывается в тетради.

3 (10 мин). Учитель предлагает определить КПД наклонной плоскости для значения высоты, полученной при решении задачи , ещё одним способом , а затем сравнить полученные результаты и сделать выводы.

Положите брусок на наклонную плоскость; прикрепив к нему динамометр, равномерно тяните его вверх вдоль наклонной плоскости; измерьте силу тяги F .

Измерьте с помощью динамометра силу тяжести F т, действующую на брусок, и найдите экспериментальное значение КПД наклонной плоскости:

Домашнее задание . Вычислите максимально возможное значение выигрыша в силе, получаемого при заданном наклоне плоскости: k max = l/h .

Найдите экспериментально выигрыш в силе, полученный с помощью наклонной плоскости: k э = F т /F.

Сравните полученные результаты. Сделайте выводы.

Литература

  1. Рымкевич А.П. Физика. Задачник-10–11: Пособие для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2004.
  2. Дик Ю.И., Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Кабардина С.И., Никифоров Г.Г., Шефер Н.И. Физический практикум для классов с угл. изучением физики: Дидакт. материал: 9–11 кл.: Под ред. Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина. – М.: Просвещение, 1993.


























Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Предмет: Физика.
Класс: 7 класс.
Учебник: Перышкин, А. В. Физика. 7 кл. [Текст] : учеб. для общеобразоват. учебн. заведений / А. В. Перышкин, – М. : Дрофа, 2010. – 192 с.
Тема урока: Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости.
Цель урока: Знакомство обучающихся с новой физической величиной – коэффициентом полезного действия механизма.
Задачи урока: Обучающие :
  • Дать определение КПД механизма.
  • Убедиться на опытах, что полезная работа, выполненная с помощью наклонной плоскости, меньше затраченной работы.
  • Определить КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.
  • Выяснить, от чего зависит КПД при подъеме тела по наклонной плоскости.
  • Показать связь изученного материала с жизнью.

Развивающие :

  • Создать условия для развития личности учеников в процессе их деятельности.
  • Способствовать развитию практических навыков измерения силы с помощью динамометра, выполнения схемы эксперимента.
  • Продолжить формирование умения выделять главное, выдвигать гипотезу и проверять её на опыте.

Воспитательные :

  • Продолжить развитие коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка).
Планируемые результаты: Предметные : обучающиеся научатся измерять характеристики наклонной плоскости, рассчитывать полезную и затраченную работу, КПД простого механизма; выяснят, что полезная работа всегда меньше затраченной и, следовательно, КПД меньше 100 % и не зависит от веса поднимаемого тела, но его можно увеличить, увеличивая угол наклона плоскости к горизонту.

Формируемые УУД:

  • Личностные : установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом (смыслообразование).
  • 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.
  • 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.
  • 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 отработки специальных умений и навыков.
Форма урока: Исследовательская работа обучающихся.
Оборудование:
  • Компьютер, проектор, экран.
  • Комплект приборов для выполнения лабораторной работы: направляющая рейка, динамометр, измерительная лента, брусок, груз массой 100 г, штатив с муфтой и лапкой (14 шт.).
Материалы к уроку
  • Инструкция по охране труда при выполнении лабораторной работы «Измерение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости» (14 шт.) (Приложение 1 ).
  • Технологическая карта выполнения лабораторной работы «Измерение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости» (14 шт.) (Приложение 2 ).
  • Технологическая карта урока (Приложение 3 ).
Авторский медиапродукт:
  • Презентация «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», выполненная в программе Microsoft PowerPoint 2010, состоит из 28 слайдов, включая титульный.
Программное обеспечение: MS Office 2010, KMPlayer или другая программа, поддерживающая файлы с расширением swf.

Сценарий урока состоит из семи этапов.

1. Организационный (2 мин.): Учитель отмечает отсутствующих на уроке обучающихся, напоминает присутствующим на уроке, что они продолжают изучать простые механизмы и уже знают их определение, виды, «Золотое правило» механики, правило равновесия рычага, а сегодня ребята могут познакомиться еще с одной характеристикой простого механизма, но после того, как откроют закрытое пазлами послание.

2. Актуализация знаний (8 мин.): Учитель выводит на экран слайд 2 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости». Программа составлена следующим образом: по щелчку мыши, точно подведенной к номеру вопроса, раскрывается слайд с самим вопросом, на нем размещается текст вопроса. Проверить правильность ответа можно по щелчку мыши. По управляющей кнопке можно вернуться на слайд № 2. Щелчком мыши по полю правильно отвеченного вопроса пазл убирается и открывается часть послания. Выбирается следующий вопрос и все повторяется. Интереснее выбирать вопросы в произвольной последовательности. После ответа на последний вопрос на экране открывается послание ребятам: «Скажи мне – и я забуду. Покажи мне – и я запомню. Дай мне действовать самому – и я научусь!».

3. Создание проблемной ситуации (4 мин.): Учитель создает и предлагает обучающимся найти выход из проблемной ситуации: рабочему необходимо загрузить тяжелую бочку на корабль, но чтобы это сделать, надо приложить очень большую силу – силу, равную весу бочки. Такую силу рабочий приложить не может. Ребята предлагают применить наклонную плоскость. Учитель выводит на экран слайд 3 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости» (на него вставлена flash-модель Единой коллекции ЦОР «Простые механизмы. Наклонная плоскость»), раскрывает сцену 5. задает вопрос: только ли на подъем груза расходуется затраченная рабочим энергия? Обучающиеся предполагают, что часть энергии расходуется на преодоление силы трения. Учитель выводит на экран слайд 4 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», (на него вставлена flash-модель Единой коллекции ЦОР «Коэффициент полезного действия механизма»), раскрывает сцену 3. Обсуждается вопрос о возможности разного соотношения работы, совершенной механизмом, и энергии, которая расходуется на преодоление силы трения. Ученики выдвигают предположения о существовании физической величины, характеризующей эффективность простого механизма.

4. Изучение нового материала (8 мин.): Учитель демонстрирует подъем тела с помощью наклонной плоскости, измеряет вес тела и силу трения, высоту и длину наклонной плоскости. Обучающиеся сравнивают вес тела с силой трения, высоту наклонной плоскости с ее длиной, делают вывод о выигрыше в силе и проигрыше в расстоянии при использовании наклонной плоскости. Учитель выводит на экран слайды 5-6 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», дает характеристику КПД простого механизма. Обучающиеся выполняют чертеж наклонной плоскости с обозначением ее длины, высоты, записывают определение и расчетную формулу КПД простого механизма.

5. Исследовательская практическая работ а (17 мин.): Учитель организует обсуждение плана исследования. Обучающиеся составляют план и последовательность действий для определения КПД наклонной плоскости:

Учитель выводит на экран слайды 7-11 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», проводит инструктаж по безопасному выполнению лабораторной работы, формулирует проблемный вопрос: от каких параметров зависит КПД наклонной плоскости. Обучающиеся самостоятельно формулируют познавательную задачу: проверить как зависит КПД наклонной плоскости от веса поднимаемого тела и угла наклонной плоскости? Выдвигают гипотезу: КПД наклонной плоскости зависит от угла наклона и не зависит от веса поднимаемого тела.

Учитель раздает ученикам комплекты приборов для выполнения лабораторной работы, инструкцию по охране труда (Приложение 1 ), технологическую карту выполнения лабораторной работы № 14 «Измерение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости» (Приложение 2 ), оказывает помощь группам обучающихся в выполнении работы. Обучающиеся выполняют лабораторную работу при разном угле наклона плоскости к горизонту и разном весе поднимаемого груга.

6. Рефлексия (4 мин.): Обучающиеся оценивают и анализируют полученные результаты работы: Ап должна быть меньше Аз; высота наклонной плоскости должна быть меньше ее длины, полученный КПД должен быть меньше 100%. Если полученный результат не верен, находят ошибку в измерении или расчетах. Оформляют результаты работы, делают вывод: в ходе лабораторной работы КПД наклонной плоскости при угле наклона 20° к горизонту оказался равным 45%, он всегда меньше 100%, зависит от угла наклона (чем больше угол наклона плоскости, тем больше ее КПД) и не зависит от веса поднимаемого тела.

7. Домашнее задание (2 мин.): Учитель выводит на экран слайд 12 презентации к уроку «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости», озвучивает, комментирует, дает рекомендации по эффективному выполнению домашнего задания:

  • § 61;
  • Подготовить сообщения (по желанию):
  • Простые механизмы дома, на даче.
  • Простые механизмы в строительстве.
  • Простые механизмы и тело человека.

Адреса используемых ресурсов Интернет