Коэффициент полезного действия. (Приложение 3 к творческому отчету)

Урок физики. 7 класс.

Тема: Коэффициент полезного действия.

Цели:

1. Познакомить учащихся с понятием коэффициента полезного действия простых механизмов, показать способы определения и расчета КПД, сравнить значения КПД наклонной плоскости, рычага, подвижного и неподвижного блоков.

2. Развивать навыки научно-исследовательской деятельности: выдвижение гипотезы, постановка эксперимента, обработка и анализ полученных результатов.

3. Воспитывать культуру проведения эксперимента, умение доказательно высказывать свое мнение, умение взаимодействовать в команде.

Тип урока. Изучение нового материала.

Оборудование: наборы по механики: подвижный и неподвижный блоки, штативы, линейки, динамометры, каретки, рычаги.

ТСО: ноутбук, мультимедийный проектор, интерактивная доска, документ-камера;

ЦОР - измерение КПД наклонной плоскости.

Ход урока.

1. Орг. Момент.

Учитель. Здравствуйте. Сегодня на уроке мы продолжаем изучать простые механизмы.

2. Начальный этап.

Цель: Актуализация знаний учащихся.

(Слайд №1) На экране поочередно появляются портреты: Архимед, Петр I, Гартнер.

Учитель. - Кто это? Что вы знаете об Архимеде, … Петре 1, …? Что их связывает?

Ученик. Архимед - древнегреческий ученый, изобрел простые механизмы и описал их свойства.

Ученик. Петр 1 - русский император, вывел Россию на новый этап развития, может быть, использовал простые механизмы при постройке кораблей, их транспортировке.

Ученик. Третий портрет - неизвестен.

Учитель. О последней исторической личности и как она связана с Архимедом и Петром 1 мы узнаем в конце сегодняшнего урока.

(слайд №2)

Учитель. Посмотрим на анаграммы. Разгадайте слова и найдите лишнее понятие.

Ученики. Блок, ворот, рычаг, веревка. Лишнее слово - веревка, так как остальные - разновидности рычага.

Блок бывает неподвижным и подвижным. Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза, но проигрыш в расстоянии в 2 раза.

Неподвижный блок не дает выигрыш в силе, но позволяет изменить направление действия силы. Блоки применяются на стройках, в хозяйстве для поднятия тяжелых предметов на большую высоту.

Рычаг дает выигрыш в силе. Используется во множествах устройствах: ножницы, тележки, плоскогубцы.

(Слайд №3).

Ученики. Клин, винт, наклонная плоскость, кран. Лишнее слово КРАН, так как остальные термины обозначают разновидности наклонной плоскости.

(Если не сказали о золотом правиле механики - намекнуть по цвету клина - Что еще мы знаем о простых механизмах)

Ученик. Ни один простой механизм не дает выигрыш в работе.

3. Определение темы и цели урока.

Учитель. Однако в реальных условиях, для совершения нужной (полезной) работы требуется затратить большую работу. Как вы думаете почему?

Ученик. В природе действую силы трения, сопротивления. Кроме того, выполняются лишние, но необходимые для достижения результаты действия.

Учитель. Рассмотрим пример: в аппарат для получения сока необходимо погрузить яблоки. Грузчик поднимает яблоки в корзинах и высыпает их. Какие виды работ он совершает? (Слайд №4)

Ученики. Работа по подъему яблок, по подъему корзины, подъем самого блока и веревки, преодоление силы трения - это полная работа, которую выполняет человек.

Полезной является только работа по подъему яблок, но без остальных видов работ необходимый результат не может быть достигнут.

Учитель. Соотношение между полезной о полной работой называется коэффициентом полезного действия механизма. . Запишите тему урока и определение коэффициента полезного действия в опорных конспектах, которые лежат у вас на парте. КПД обозначается греческой буквой «эта» η.

В каких единицах измеряется КПД? (Слайд №5)

Ученик. В процентах.

Учитель. Сегодня вы выступите в роли ученых экспериментаторов и рассчитываете КПД простых механизмов: наклонной плоскости, подвижного и неподвижного блоков, рычага. Напомните мне, что нужно чтобы провести исследование?

Ученик. Выдвинуть гипотезу, провести эксперимент и проанализировать результаты.

Учитель. Все приборы перед тем как попасть к вам на стол поступили в институт в коробках, на которых написано 100%, 120%, 30%, 80%. Определите в какой коробке лежали ваши приборы. (Слайд №6)

Ученики делают предположения. Допускают, что 120% - неверное значение и маркировщик сделал ошибку.

Учитель. Какое значение КПД могут иметь простые механизмы?

Ученик. Простой механизм не может иметь КПД больший 100%.

Учитель. Это гипотеза нашего исследования. (на доске появляется запись гипотезы).

4. Проведение эксперимента.

Учитель. Работаем в группах, каждая из которых, решая свою задачу, доказывает гипотезу. Вы выбираете способ доказательства: экспериментальный метод или решение теоретической задачи. А ученики Т. и М. найдут КПД наклонной плоскости, используя виртуальный эксперимент. Результаты работы групп заслушаем и обсудим классом. А что нужно, чтобы работа вашей группы была успешной. В случае несогласия с выбором, как вы поступите?

Учащиеся выполняют работу (10 мин)

5. Анализ результатов. (Слайд №7)

Учитель. Закончили эксперимент. Положили приборы. Приступим к анализу полученных результатов.

Учащиеся выходят и заполняют итоговую таблицу.

После доклада результатов измерения КПД наклонной плоскости задать вопрос: Как вы думаете, что лучше использовать виртуальный эксперимент или физический? (доказательное высказывание своего мнения). Свое мнение.

В таблице записаны полученные результаты КПД всех механизмов.

Учитель. Какой механизм обладает самым маленьким значением КПД? (наклонная плоскость) А какой самым большим? (неподвижный блок).

Теперь оборудование разложим по коробкам.

Выходит ученик, исправляет надписи на коробках, и проводит соответствие.

120% - такого КПД быть не может.

Учитель. А механизм с КПД 100% существует, кто может назвать такой?

Сообщение учащегося:

Я изучил этот вопрос: Механизм, КПД которого равен 100%, называется вечным двигателем. В природе их не существует, но делались попытки изобрести. …

В начале урока было показано три портрета: Архимед, Перт 1 и Гартнер. Гартнер - это мошенник-изобретатель, который якобы изобрел вечный двигатель и пытался его продать Петру 1 за 100 000 рублей. Логическая цепочка такая - Архимед изобрел простые механизмы, Петр 1 использовал их, а Гартнер - наживался на простых механизмах, используя доверчивость людей. Архимед спасал своего царя, а Гартнер чуть не погубил репутацию Петра 1.

Учитель. Подведем итог урока. Я довольна работой всего класса, но особо отмечаю ….. (выставление оценок). А остальные ребята могут получить оценки за выполнение домашнего задания.

6. Домашнее задание (дифференцированный подход)

Еще больше узнать о вечном двигателе, вы можете, изучив этот вопрос дома.

Поэтому домашнее задание следующее: Составьте не менее трех вопросов к §…..

И задание на выбор: сообщение о моделях вечного двигателя. Придумать свою модель вечного двигателя.

Составить две задачи по теме КПД простого механизма.

7. Рефлексия.

Ответьте вопрос: А я и не знал, что…, Я меня возникли трудности при…