УСІ УРОКИ ФІЗИКИ 10 клас

2-й семестр

 

МЕХАНІКА

 

3. Закони збереження в механіці

Урок 5/49

Тема. Потужність

 

Мета уроку: розкрити фізичний зміст поняття «потужність»

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

План уроку

Контроль знань

7 хв.

1. Механічна робота.

2. Робота сили тяжіння.

3. Робота сили пружності.

4. Робота сили тертя

Демонстрації

5 хв.

1. Підйом електричним моторчиком важків різної маси.

2. Обчислення потужності, яку розвиває учень під час ходіння по класу

Вивчення нового матеріалу

23 хв.

1. Що таке потужність?

2. Миттєва потужність

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1. Тренуємося розв’язувати задачі.

2. Контрольні запитання

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Що таке потужність?

Для багатьох технічних завдань важливими є не лише виконувана робота, але й швидкість виконання роботи. Швидкість здійснення роботи характеризують фізичною величиною, яку називають потужністю.

Ø  Потужність — це фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню роботи до проміжку часу, за який вона виконана:

Одиниця потужності в СІ — ват (Вт):

Ø  1 Вт — це така потужність, яка дозволяє роботі в 1 Дж виконуватися за 1 с:

image294

Це, порівняно, невелика одиниця. У техніці використовуються кіловат (1 000 Вт), а іноді й мегават (106 Вт).

2. Миттєва потужність

Подібно до введення миттєвої швидкості в кінематиці, у динаміці використовують поняття «миттєвої потужності».

Під час переміщення Δ проекція сили  виконує роботу A = FXΔх.

Ø  Миттєва потужність — це скалярна фізична величина, що дорівнює відношенню роботи, виконаної за нескінченно малий проміжок часу, до величини цього проміжку:

image297

Оскільки швидкість image296 то остаточно дістаємо:

image298

Отже,

Ø  миттєва швидкість дорівнює добутку проекцій сили, що діє на тіло, і швидкості в напрямі його переміщення.

Таким чином, чим більша швидкість автомобіля, тим менша сила тяги потрібна для її підтримання (при постійній потужності двигуна):

Необхідна сила тяги обернено пропорційна швидкості автомобіля. Зі збільшенням швидкості водій може переходити на підвищені передачі. При цьому обертання коліс відбуватиметься з більшою швидкістю, але з меншим зусиллям.

Зазвичай швидкохідні автомобілі й потяги потребують двигунів великої потужності. Однак насправді в багатьох випадках сила опору не постійна, а зростає зі збільшенням швидкості. Якщо, наприклад, потрібно збільшити швидкість літака вдвічі, то потужність його двигунів потрібно збільшити у вісім разів. От чому так важко дається кожен новий успіх у збільшенні швидкості літаків, кораблів та інших транспортних засобів.

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. Як можна охарактеризувати швидкість виконання роботи?

2. Як за відомою потужністю обчислити роботу?

3. Від чого залежить швидкість рівномірного руху транспортного засобу, що приводиться в рух його двигуном?

4. Автомобіль рухається горизонтальною ділянкою дороги. Коли його двигун розвиває більшу потужність: під час повільної чи швидкої їзди?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Тренуємося розв'язувати задачі

1. Яку потужність розвиває учень, коли збігає з першого на четвертий поверх за півхвилини? Висота кожного поверху школи — 4 м, маса учня — 60 кг.

2. Автомобіль їде зі швидкістю 20 м/с. При цьому мотор розвиває потужність 20 кВт. Чому дорівнює сила опору руху? Вантаж якої маси можна підняти, докладаючи таку силу?

3. На скільки відсотків слід збільшити потужність двигуна пасажирського літака, щоб швидкість польоту зросла на 20 % ? Уважайте, що сила опору повітря пропорційна квадрату швидкості польоту.

Розв’язок

Під час рівномірного руху сила F тяги двигуна дорівнює силі опору повітря. Зі співвідношення Р = F випливає, що потужність Р пропорційна третьому ступеню швидкості. Отже, для збільшення швидкості в 1,2 рази потужність двигуна потрібно збільшити в (1,2)3 разів. (Відповідь: на 73 %).

4. Автомобіль масою 2 т розганяється з місця вгору з ухилом 0,02. Коефіцієнт опору руху — 0,05. Автомобіль набрав швидкість 97,2 км/год. на відрізку 100 м. Яку середню потужність розвиває автомобіль?

2). Контрольні запитання

1. Чи однакову потужність розвиває двигун автобуса, коли він рухається з однаковою швидкістю без пасажирів і з пасажирами?

2. Чому в разі збільшення швидкості автомобіля потрібна менша сила тяги для її підтримання?

3. На що витрачається потужність двигунів палубного винищувача, що завис над авіаносцем?

4. Чому важко збільшувати максимальну швидкість автомобілів і літаків?

5. Учень пройшов спортзалом 2 м, а потім за той же час зліз по канату на 2 м. Чи однакову потужність він при цьому розвивав?

 

Що ми дізналися на уроці

  Потужність — це фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню роботи до проміжку часу, за який вона виконана:

image293

  1 Вт — це така потужність, за якої робота в 1 Дж виконується за 1 с:

image299

•  Миттєва швидкість дорівнює добутку проекцій сили, що діє на тіло, і швидкості в напрямі його переміщення:

 

Домашнє завдання

1. П.: § 34.

2. 36.:

р1) - 17.5; 17.6; 17.10; 17.11;

р2) - 17.16; 17.17; 17.18; 17.20;

р3) - 17.35; 17.36; 17.37; 17.39.

3. Д.: підготуватися до самостійної роботи «Механічна робота. Потужність».






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.