DlyaIvanki / Конспекти 8 клас / Урок 36 Мощность

Урок 2/36 Потужність

Мета уроку: сформувати в учнів поняття потужності як фізичної величини, що характеризує швидкість виконання роботи.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

Контроль знань	5 хв	1. Чи виконує роботу сила ваги, що діє на камінь,коли він: а) лежить на землі? б) падає з обриву? 2. Автомобіль рівномірно рухається по шосе. Чи відбувається при цьому робота силою тяжіння? 3. Як можна розрахувати роботу? Які ви знаєте одиниці роботи?
Демонстрації	5 хв	1. Визначення потужності, яку розвиває учень під час ходьби по класу. 2. Підйом електричним двигуном вантажів різної маси
Вивчення нового матеріалу	25 хв	1. Потужність. 2. Одиниця потужності. 3. Як виразити потужність через силу й швидкість?
Закріплення вивченого матеріалу	10 хв	1. Контрольні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі. 3. Поміркуй і відповідай

Вивчення нового матеріалу

1. Потужність

Гляньте на рисунок: копач й екскаватор почали працювати одночасно. При цьому за однакову кількість часу копач виконав менше роботи. Тому говорять, що потужність екскаватора більше, ніж потужність копача.

Очевидно, потужність більше в тій ситуації, де відбувається більше роботи за той самий час. І, навпаки: потужність менше в тій ситуації, де відбувається менше роботи за той самий час. Отже,

• потужність характеризує швидкість виконання роботи й обчислюється за формулою:

.

де N — потужність, А — виконана робота, t — проміжок часу, за який ця робота виконана.

2. Одиниця потужності

Для вимірювання потужності використовується одиниця ват (Вт). Це потужність, за якої робота в 1 Дж виконується за 1 с:

.

Одиниця потужності названа ватом на честь англійського винахідника Джеймса Уатта, що створив першу парову машину. У техніці часто застосовують більші одиниці потужності — кіловат (кВт) і мегават (МВт).

Потужність є важливою характеристикою будь-якого двигуна. Потужності двигунів, створених людиною, можуть коливатися в дуже широких межах: від часток вата (двигун електричної бритви) до сотень і тисяч мегават (ракетний двигун).

3. Як виразити потужність через силу й швидкість?

Потужність транспортного засобу, наприклад, автомобіля, зручно виражати не через роботу й час, а через силу й швидкість. Нехай тіло рухається з постійною швидкістю й сила, що діє на це тіло, спрямована уздовж переміщення тіла.

Позначимо модуль швидкості v, а модуль сили F. Оскільки , а , одержуємо:

,

тобто потужність дорівнює добутку сили на швидкість.

Під час руху з постійною швидкістю сила тяги двигуна компенсує силу опору руху. Наведена формула для потужності пояснює, чому водій робить перемикання на малу швидкість, коли автомобіль їде нагору по схилу: щоб збільшити силу тяги при тій же потужності мотора, необхідно зменшити швидкість руху.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

1. Що необхідно знати, щоб визначити виконану роботу, не вимірюючи шлях?

2. Які одиниці потужності використовуються в техніці? Наведіть приклади.

3. Чому потужність пов’язана зі швидкістю руху?

4. Як розрахувати роботу, знаючи потужність?

Закріплення вивченого матеріалу

1. Навчаємося розв’язувати задачі

1. Гоночний автомобіль, маса якого 500 кг, розвиває потужність 400 кВт. З якою швидкістю рухається цей автомобіль, якщо сила тяги дорівнює вазі автомобіля?

Розв’язок. Відповідно до визначення:

.

З іншого боку:

.

Звідси одержуємо:

.

Перевіряємо одиниці величин:

.

Обчислюємо шукану швидкість:

.

2. Кінь тягне віз зі швидкістю 3 м/с, прикладаючи силу 100 Н. Яку потужність розвиває кінь?

3. Яку потужність розвиває школяр масою 50 кг, добігаючи з 1-го поверху на 5-й за півхвилини? Висоту поверху прийміть рівною 3 м.

4. Двигун автомобіля, розвиваючи потужність 10 кВт, виконав роботу 1,2 МДж. За який час була виконана ця робота?

5. Гиря годинника має масу 800 г і за добу опускається на 120 см. Яка потужність такого механізму?

2. Поміркуй і відповідай

1. Два однакових за розміром й конструкцією кораблі розвивають різну потужність. Чи з однаковою швидкістю будуть рухатися ці кораблі?

2. Автомобіль в’їжджає в гору, зберігаючи постійною потужність двигуна. Чому при цьому зменшують швидкість його руху?

3. Чому при розгоні двигун автомобіля розвиває більшу потужність, ніж при рівномірному русі?

4. Першокласник і десятикласник навперегони піднімаються сходами на другий поверх школи. Фінішували вони одночасно. Чи однакову роботу вони виконали? Чи однакову потужність розвивали?

5. Збільшується чи зменшується швидкість руху судна щодо води при його переході з ріки в море? Уважайте, що при цьому потужність, яку розвивають двигуни, і число обертів гвинта не змінюються.

Домашнє завдання-1

1. У-1: § 19 (п. 3).

2. Сб-1:

рів1 — № 20.5, 20.6, 20.10, 20.11, 20.12.

рів2 — № 20.16, 20.17, 20.18, 20.22, 20.24.

рів3 — № 20.31, 20.32, 20.33, 20.37, 20.38.

Домашнє завдання-2

1. У-2: § 27.

2. Сб-2:

рів1 — № 23.1, 23.2, 23.3, 23.4, 23.5.

рів3 — № 23.17, 23.19, 23.20, 23.21, 23.22.

3. Д: Підготуватися до самостійної роботи № 16 «Механічна робота. Потужність».

Завдання для самостійної роботи № 16 «Механічна робота. Потужність»

Початковий рівень

1. Виберіть правильне твердження. У якому з перерахованих нижче випадків не відбувається механічна робота?

А М’яч падає з деякої висоти.

Б Книга лежить на столі.

В Кінь тягне сани по горизонтальній дорозі.

2. Яка потужність електродвигуна, що за 10 хв виконує роботу 240 кДж? Виберіть правильну відповідь.

А 400 Вт;

Б 12 кВт

В 24 кВт.

Середній рівень

1. Автокран, піднімаючи вантаж масою 1,5 т, виконав роботу 22,5 кДж. На яку висоту піднятий при цьому вантаж?

2. Скільки часу повинен працювати двигун потужністю 25 кВт, щоб виконати роботу 36 000 кДж?

Достатній рівень

1. а) Тіло підвішене до пружини й перебуває в рівновазі. Чи виконує роботу сила пружності, що діє на тіло? Сила ваги?

б) Кінь тягне віз, докладаючи зусилля 350 Н, і виконує за 1 хв роботу в 42 кДж. З якою швидкістю рухається кінь?

2. а) Чи однакову потужність розвивають двигуни вагона трамвая, коли він рухається з однаковою швидкістю без пасажирів і з пасажирами?

б) З якою швидкість рухається трактор, якщо він розвиває силу тяги 60 кН при потужності 60кВт?

Високий рівень

1. а) З лука вистрілили стрілою під кутом до горизонту. Стріла описала в польоті параболу. Чи виконувала сила ваги роботу, коли: а) стріла піднімалася в точку найвищого підйому;

б) опускалася вниз на землю?

б) Кінь рівномірно везе сани масою 300 кг зі швидкістю 2 м/с.

Яку частку від ваги саней становить сила тертя, якщо за 1 год

робота з переміщення саней складає 2,1 МДж?

2. а) Тіло рухається з постійною швидкістю по горизонтальній поверхні стола. Чи виконує під час цього руху роботу сила ваги?

б) Яку роботу треба виконати, щоб підняти із дна ріки до поверхні води камінь масою 3 кг й об’ємом 1,2 дм³? Глибина ріки 4 м. Опором води можна знехтувати.

Джерела:

1. Усі уроки фізики. 8 клас./ Кирик Л. А.— Х.: Вид. група «Основа», 2008.— 352 с.

2. Сайти: fizika.ru