УСІ УРОКИ ФІЗИКИ 10 клас

2-й семестр

 

МЕХАНІКА

 

3. Закони збереження в механіці

Урок 4/48

Тема. Механічна робота

 

Мета уроку: розкрити фізичний зміст поняття роботи

Тип уроку: комбінований

План уроку

Контроль знань

15 хв.

Самостійна робота № 8 «Імпульс. Закон збереження імпульсу»

Демонстрації

5 хв.

1. Обчислення роботи в результаті переміщення бруска горизонтальною поверхнею.

2. Обчислення роботи під час підйому вантажів на різну висоту

Вивчення нового матеріалу

20 хв.

1. Що таке механічна робота?

2. Робота різних сил

Закріплення вивченого матеріалу

5 хв.

1. Тренуємося розв’язувати задачі.

2. Контрольні запитання

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Що таке механічна робота?

Ми дуже часто використовуємо поняття «робота» в повсякденному житті. Роботою називають і підйом цебра з колодязя, і доставку продуктів з магазина, і розв’язування складної задачі. Згадаємо, що загальноприйняте поняття «робота» відрізняється від поняття «механічна робота». Наприклад, у процесі підняття вантажу на висоту h поняття механічної та «біологічної» роботи збігаються.

Якщо ми просто тримаємо в руках певний вантаж і не пересуваємося, то ми виконуємо певну біологічну роботу при скороченні м’язів. З механічної точки зору, ніякої роботи тут не відбувається, тому що відсутнє переміщення.

Про механічну роботу говорять тоді, коли тіло змінює своє положення в просторі під дією сили.

З визначенням механічної роботи ми вже знайомі з курсу фізики 8 класу: якщо на тіло діє постійна сила , спрямована вздовж переміщення s тіла, то робота цієї сили А = F · s.

Ø  Якщо сила спрямована під кутом а до переміщення тіла, то робота А = F · s · cos.

Ø  Робота сили дорівнює добутку модуля сили на модуль переміщення й на косинус кута між напрямом сили й напрямом переміщення.

Одиницею вимірювання роботи в СІ є джоуль (Дж):

Ø  один джоуль — це робота, яку виконує сила в 1 Н в процесі переміщення тіла на 1 м у напрямі дії сили:

1 Дж = 1 Н · 1 м.

З формули для роботи випливає, що робота може бути позитивною, дорівнювати нулю й бути негативною, залежно від того, який кут становить напрям сили з напрямом переміщення:

А > 0,якщо  < 90°;

А = 0, якщо  = 90°;

А < 0, якщо  > 90°.

2. Робота різних сил

Робота сили тяжіння

Обчислимо роботу внутрішніх сил системи, що складається із Землі й піднятого над поверхнею Землі тіла.

Якщо тіло падає з певної висоти, напрям сили тяжіння збігається з напрямом переміщення. При цьому під час руху тіла вниз робота сили тяжіння позитивна. Якщо тіло масою m падає з висоти h, то робота сили тяжіння дорівнює:

A = mgh.

Під час руху тіла вгору сила тяжіння вже спрямована протилежно переміщенню, тому в цьому випадку робота сили тяжіння негативна. Отже, у разі підйому тіла масою m на висоту h робота сили тяжіння дорівнює:

A = -mgh.

Робота сили пружності

У разі зменшення деформації пружини сила пружності, що діє з боку пружини, спрямована так само, як переміщення, тому робота сили пружності позитивна.

Із закону Гука випливає, що в разі зменшення деформації пружини до нуля, модуль сили пружності зменшується від kx до нуля, тому середнє значення сили пружності дорівнює:

При цьому робота сили пружності визначається, як

image291

У разі збільшення деформації пружини сила пружності, що діє на тіло з боку пружини, спрямована протилежно деформації.

У цьому випадку робота сили пружності негативна.

Робота сили тертя ковзання

Сила тертя ковзання завжди спрямована протилежно напряму швидкості, а отже, і переміщенню тіла, тому робота сили тертя ковзання завжди негативна.

 

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. У яких випадках робота позитивна? негативна? дорівнює нулю?

2. Морем пливе корабель. Чи виконує при цьому роботу сила тяжіння?

3. Чи виконує роботу сила тяжіння, що діє на супутник, який рухається навколо Землі коловою орбітою?

4. Позитивну чи негативну роботу виконує сила тяжіння, коли тіло ковзає вниз похилою площиною?

5. Яку роботу — позитивну чи негативну — ми виконуємо, розтягуючи пружину? Яку роботу виконує при цьому сила пружності?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Тренуємося розв'язувати задачі

1. Ліфт масою 300 кг піднімається на 30 м, а потім повертається назад. Яку роботу виконує сила тяжіння, що діє на ліфт під час руху вгору? під час руху вниз? протягом усього шляху?

2. Людина йде берегом і тягне проти течії на мотузці човен, прикладаючи силу 200 Н. Кут між мотузкою й берегом становить 30°. Яку роботу виконує людина, переміщаючи човен на 5 м?

3. Під дією сили 5 Н пружина розтяглася на 2 см. Яку роботу виконала зовнішня сила внаслідок розтягання цієї пружини на 5 см?

2). Контрольні запитання

1. Тіло кинули вертикально. Яким є знак роботи сили тяжіння:

а) під час підйому тіла;

б) під час його падіння?

2. Позитивну чи негативну роботу виконує сила тертя, що діє на санчата, коли їх тягнуть по схилу гори? коли ними з’їжджають з гори?

3. Чи залежить значення роботи сили тяжіння від довжини пройденого тілом шляху? від маси тіла?

4. Яку роботу — позитивну чи негативну — виконує сила пружності під час стискання пружини? під час повернення пружини в недеформований стан?

 

Що ми дізналися на уроці

  Робота сили дорівнює добутку модуля сили на модуль переміщення й на косинус кута між напрямом сили й напрямом переміщення:

A = Fs cos.

  Один джоуль — це робота, яку виконує сила в 1 Н у процесі переміщення тіла на 1 м у напрямі дії сили:

1 Дж = 1 Н · 1 м.

  Робота сили тяжіння:

A = mgh.

  Робота сили пружності:

  Робота сили тертя ковзання завжди негативна.

 

Домашнє завдання

1. П.: § 34.

2. 36.:

р1) - 17.1; 17.2; 17.7; 17.8;

р2) - 17.13; 17.14; 17.15; 17.19;

р3) - 17.26; 17.27; 17.28; 17.30.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.