Урок по физике в 7 классе "Мощность. Единицы мощности"
методическая разработка по физике (7 класс)

Урок по теме:

 "Мощность. Единицы мощности". 7-й класс

Тип урока:  комбинированный урок с элементами проблемного обучения.

Задачи урока:

познавательная: получить знания о мощности как о физической величине;

развивающая: развивать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе приобретения знаний и умений по физике, коммуникативные навыки в процессе совместного выполнения практического задания в группе;

информационно-коммуникационная: осуществлять поисковое чтение, сбор, переработку и представление информации по заданной теме, передавать содержание информации адекватно поставленной цели;

воспитательная: воспитывать убежденность в возможности познания законов природы; уважительное отношение к мнению оппонента при обсуждении проблем;

рефлексивная: оценивать свою деятельность, предвидеть возможные результаты своих действий, учитывать мнения других людей при определении собственных позиций и самооценки.

Демонстрационный эксперимент:

 Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, гантели с набором дисков разной массы, измерительные ленты (линейки), электронные секундомеры.

Фронтальный эксперимент:

Измерение мощности мышц рук, развиваемой человеком.

План урока

Конспект урока

I. Организационный этап

Приветствие. Выяснить, какие вопросы возникли при подготовке к уроку.

II. Этап проверки подготовки к уроку

Выполнение теста, отвечают на  бумажном носителе, , а так же  тест демонстрируется через мультимедийный проектор (приложение 1, слайды 2-7).

Содержание теста.

Тест по теме «Работа. Единицы работы»

Вариант I

1. Укажите, в каком из перечисленных случаев совершается механическая работа.

А. Вода давит на стенку сосуда.
Б. Мальчик удерживает ведро с водой в руках.
В. Капля воды падает вниз.

2. Укажите единицы измерения, которые не являются единицами измерения работы.

А. кДж.
Б. МДж.
В. Дж. Г. Нм.
Д. Н.

3. Бочка заполнена водой. Пользуясь ведром, ровно половину воды из бочки вычерпала девочка, оставшуюся часть воды – мальчик. Одинаковую ли работу совершили девочка и мальчик?

А. Мальчик совершил большую работу, чем девочка.
Б. Девочка совершила большую работу, чем мальчик.
В. Одинаковую.

4. Определите работу, совершаемую при подъеме груза весом 4 Н на высоту 40 см.

А. 0,1 Дж.
Б. 10 Дж.
В. 1,6 Дж.
Г. 80 Дж.

5. Альпинист поднялся в горах на высоту 400 м. Определите механическую работу, совершенную альпинистом при подъеме, если его масса вместе со снаряжением равна 80 кг.

А. 32 кДж.
Б. 320 кДж.
В. 5 Дж.
Г. 0,2 Дж.

Тест по теме «Работа. Единицы работы»

Вариант II

1. Укажите, в каком из перечисленных случаев совершается механическая работа.

А. Мальчик поднимается вверх по лестнице.
Б. На пружине висит груз.
В. Человек держит тяжелый мешок на плечах.

2. Для вычисления работы надо силу …

А. умножить на площадь.
Б. разделить на площадь.
В. умножить на путь.
Г. разделить на путь.

3. По наклонному желобу скатываются деревянный и стальной шарики одинакового объема. Одинаковую ли работу совершит сила тяжести при скатывании каждого из этих шаров?

А. При скатывании деревянного шара совершается большая работа.
Б. При скатывании стального шара совершается большая работа.
В. Одинаковую.

4. Вычислите работу, произведенную силой 0,02 кН, если расстояние, пройденное телом по направлению действия этой силы, равно 20 м.

А. 0,4 Дж.
Б. 10 Дж.
В. 20 Дж.
Г. 400 Дж.

5. При помощи подъемного крана подняли груз массой 500 кг на высоту 10 м. Какая при этом совершается работа?

А. 0,02 Дж.
Б. 50 Дж.
В. 5 кДж.
Г. 50 кДж.

Ответы:

Взаимопроверка и самооценка (число верных ответов равно оценке, выставляемой в лист «Результаты работы на уроке»   правильности выполнения теста (приложение 1, слайды 8-13).

 Обсуждение вопросов:

1) Почему в остальных случаях работа не совершается? Какое условие не выполняется?
2) Как соотносятся единицы измерения работы между собой? Какая из них самая крупная, самая маленькая?
3) Как вычислить работу?
4) Почему работа неодинакова?
5) Как найти работу, совершаемую для подъема груза? Как найти силу, необходимую для подъема груза?

III. Ориентировочно-мотивационный этап

Задание

Рассмотрите рисунки и ответьте на вопросы (приложение 1, слайд 14):

1) Одинаковую ли работу совершат человек и экскаватор при рытье траншеи, если ширина, глубина и длина траншей одинаковы? Есть ли отличия в совершенной работе?

2) Одинаковую ли работу совершат лошадь и трактор при вспашке участка, если ширина и длина участков одинаковы? Есть ли отличия в совершенной работе?

3) Приведите примеры из собственного опыта, иллюстрирующие ситуацию, когда одна и та же работа совершатся за разное время.
Чтобы характеризовать быстроту совершения работы в технике используют физическую величину – мощность.

Сформулируйте задачу урока. [Выяснить: что такое мощность?] Запишите в тетрадях число и тему урока (приложение 1, слайд 15).

IV. Этап изучения нового материала

1) Составим план решения поставленной учебной задачи. Что мы хотим знать о мощности как о физической величине? [Определение, формула, единицы измерения, способы измерения]

2) Как мы можем получить ответ на поставленные вопросы? [Прочитать в учебнике, обсудить в классе]

Задание: прочитайте текст на стр. 132-133 учебника (с карандашом в руках), подготовьтесь рассказать о мощности как о физической величине.

3) Обсуждение ответов на пункты плана (приложение 1, слайд 16):

– Дайте определение мощности как физической величине.

Замечание: Это самое трудное место, так как учащиеся часто интуитивно зачитывают уже готовые  фразы из учебника, например, «Быстроту выполнения работы характеризуют особой величиной, называемой мощностью» или «Мощность равна отношению работы ко времени, за которое была совершена работа», что по сути можно было бы принять за определение. Чтобы убедиться, что учащиеся осознанно выбрали в качестве определения, следует вспомнить: как конструируется определение физической величины.

– Перефразируйте определение, начав со слов «Мощность – это …».

Замечание: Напоминаю, что сначала в определение указывается классифицирующий признак понятия, а затем его отличительный признак, определение физической величине можно давать через физический смысл, можно через формулу определение, а можно через то и другое вместе.

Затем обсуждаются остальные вопросы:

– Какой буквой обозначается мощность?

– Прочитайте формулу мощности.

– Как называется единица мощности? В честь кого названа эта единица? Какие еще единицы мощности используют в технике? Какая из них самая маленькая, а какая самая крупная?

4) Выступление ученика с ответом на вопрос «Что такое «лошадиная сила»? Кто ее придумал? Где используется это понятие в технике?», который был предложен по желанию двум ученикам для самостоятельного изучения.

Замечание: ученик не только сообщает ответ на вопрос, но и должен указать источник информации.

5) Учащиеся оформляют план конспект урока (приложение 1, слайд 17).

Бланк конспекта урока (рисунок 1).

6) Заполните магический треугольник.

– Как найти работу, зная время и мощность?

– Как найти время совершения работы, зная работу и мощность.

V. Этап первичного закрепления знаний

1) К доске вызывается 4  ассистента.

Два  ассистента  проводят измерения высоты подъема гири метровой линейкой, другие два ассистента – делают  записи на доске и оформляют решение в виде задачи.

Замечание: перед началом каждого измерения определяется цена деления.

Запись на доске и в тетрадях:

2) Приведите пример ситуации, когда мощность равна 1Вт, 2 Вт.

3) Работа с таблицей 5 на стр. 134 учебника «Мощность некоторых

двигателей».

– В каких единицах дана мощность двигателей в этой таблице?

– Какой двигатель, представленный в таблице, имеет самую большую мощность, самую маленькую? Чему она равна? Что значит «мощность двигателя автомобиля равна 70 кВт»?

– Как вы понимаете слова «мощность двигателя автомобиля меньше мощности ракеты носителя»?

4) Беседа по вопросам:

– Как велика мощность человека?

(Подсказка: ищите ответ на вопрос на стр. 134 учебника).

– Может ли человек по мощности сравниться с лошадью?

– Как вы думаете, какую мощность могут развивать ваши мышцы?

VI. Решение учебной задачи в новых условиях

– Какую силу преодолевают мышцы рук при подъеме тяжелой гири на высоту?

 (Силу тяжести).

– Как найти силу тяжести, действующую на гирю?  Какие измерения для этого необходимо сделать?

Масса гирь указана на дисках.

– Какие еще приборы потребуются для измерения мощности?

Представители групп получают метровые линейки и гири.

После короткого совещания и распределения обязанностей в группе ученики приступают к выполнению задания.

VII. Рефлексивно-оценочный этап

Представление полученных результатов, обсуждение сложностей возникших при решении учебной проблемы.

VIII. Домашнее задание

§ 56, упр. 31 (1,2,3) – письменно (приложение 1, слайд 19).

Для желающих выполнить задание 18 (2 или 3) и придумать задачи с установленными данными.

Примечание:

Группа ребят продолжила исследовательскую работу, связанную с изучением мощности, развиваемой учащимися различных возрастных групп в течение короткого отрезка времени, чтобы выяснить, как зависит мышечная мощность человека 8-17 лет от его возраста. Замечу, что гипотеза о линейной зависимости, которую первоначально выдвинули юные исследователи, не подтвердилась. Защита работы была представлена на школьной ученической конференции.

Литература

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / А.В.      Перышкин. – М.: Дрофа, 2013.
2. Марон А.Е. Физика. 7 класс: учебно-методическое пособие / А.Е Марон, Е.А. Марон. – М.: Дрофа, 2007.

Что такое «лошадиная сила»? Кто ее придумал?

Лошадиная сила (л. с.) – внесистемная единица мощности, в настоящее время в России официально выведена из употребления. Учёные очень редко пользуются этой единицей из-за её неоднозначного определения, но, несмотря на это, она получила широкое распространение, особенно в автомобильной индустрии.

Лошадиная сила впервые предложена Джеймсом Уаттом, оценивающим мощность своих паровых двигателей. Предполагалось, что лошадь может поднимать в среднем 33 000 фунт-футов в минуту, что равняется 746 Вт. Эту единицу до сих пор применяют в англоязычных странах.

В большинстве европейских стран, в том числе в России, лошадиная сила определяется как сила, достаточная для поднятия груза массой в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду, что составляет 735 Вт (иногда это называют «метрическая лошадиная сила»)

Большинство людей считают Джеймса Уатта изобретателем паровой машины, но это не совсем так. Паровые машины, построенные Д. Папеном, Т. Севери, И. Ползуновым, Т. Ньюкоменом начали работать на шахтах ещё задолго до Д.Уатта. Они различались конструктивно, но главное в них было то, что движение поршня вызывалось попеременным нагреванием и охлаждением рабочего цилиндра. Из-за этого они были медленными и потребляли очень много топлива.

Произведя целый ряд глубоких исследований и опытов, Уатт в 1769 году предложил (и запатентовал) производить охлаждение пара в отдельном резервуаре – конденсаторе, сообщающимся с рабочим цилиндром. Это сразу сократило расход топлива в четыре раза и убыстрило работу машины в десятки раз.

В 1784 году Уатт запатентовал паровую машину двойного действия. В ней пар через золотник действовал попеременно то на одну, то на другую сторону поршня. Это ещё вдвое увеличило мощность машины, а главное – позволило преобразовывать поступательное движение поршня во вращательное движение махового колеса. С него вращение стало возможно передавать с помощью ремней на различные станки и механизмы, что существенно расширило область применения паровых машин.

Уатт прожил долгую жизнь и умер 19 августа 1819 года в Хитфилде близ Бирмингема. На памятнике Джеймсу Уатту написано: "Увеличил власть человека над природой". Так оценили современники деятельность знаменитого английского изобретателя.

В 1882 г. Британская ассоциация инженеров решила присвоить его имя единице мощности. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения. С этого случая и началась традиция присвоения собственных имен единицам измерения.

Источники информации

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B.%D1%81

2. http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-12208/

Бланк задания 1.

Практическая работа

Определение мощности, развиваемой мышцами ног при беге по лестнице с первого на третий этаж.

Оборудование: секундомер, напольные электронные весы, метровая линейка, моток бечевки, калькулятор.

Цель работы: измерение мощности, развиваемой мышцами ног при беге по лестнице с первого на третий этаж.

Измеряли мощность мышц ног ______________________

Ответственный за оформление бланка отчета _____________________

Ответственный за измерения _____________________

Ответственный за расчеты _______________________

Начните бег с первого этажа. Примечание: смысл заключается в том, чтобы как можно скорее вбежать на  третий этаж. Для измерения высоты подъема воспользуйтесь длинной бечевкой и метром.

Таблицы измерений:

Вывод: ____________________________________

Бланк задания 2.

Практическая работа

Определение мощности, развиваемой мышцами при прыжках на месте на одной ноге.

Оборудование: секундомер, напольные электронные весы, метровая линейка, лазерная указка, калькулятор.

Цель работы: измерение мощности, развиваемой мышцами при прыжках вверх на одной ноге.

Измеряли мощность мышц ног ______________________

Ответственный за оформление бланка отчета _____________________

Ответственный за измерения _____________________

Ответственный за расчеты _______________________

Прыжки в высоту. Одна нога согнута. Прыгните строго вверх насколько можете. Примечание: Скорость прыжка при выполнении упражнения важнее всего. Смысл заключается в как можно более быстром выпрыгивании. Время, проводимое на земле, должно равняться долям секунды.

Для измерения высоты подпрыгивания испытуемый может зажать лазерную указку в руке на уровне талии и проецировать луч света на стену. При прыжках размах колебаний светового луча будет в среднем равен высоте прыжков.

Таблицы измерений:

Вывод: ____________________________________

Бланк задания 3.

Практическая работа

Определение мощности, развиваемой мышцами при прыжках на месте на двух ногах.

Оборудование: секундомер, напольные электронные весы, метровая линейка, лазерная указка, калькулятор.

Цель работы: измерение мощности, развиваемой мышцами при прыжках вверх на двух ногах.

Измеряли мощность мышц ног ______________________

Ответственный за оформление бланка отчета _____________________

Ответственный за измерения _____________________

Ответственный за расчеты _______________________

Прыжки в высоту. Ноги на ширине плеч. Прыгните строго вверх насколько можете. Примечание: Скорость прыжка при выполнении упражнения важнее всего. Смысл заключается в как можно более быстром выпрыгивании. Время, проводимое на земле, должно равняться долям секунды.

Для измерения высоты подпрыгивания испытуемый может зажать лазерную указку в руке на уровне талии и проецировать луч света на стену. При прыжках размах колебаний светового луча будет в среднем равен высоте прыжков.

Таблицы измерений:

Вывод: ____________________________________