Коэффициент полезного действия. (Приложение 3 к творческому отчету)

Урок физики. 7 класс.
Тема: Коэффициент полезного действия.
Цели:
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.
Развивать навыки научно-исследовательской деятельности: выдвижение гипотезы, постановка эксперимента, обработка и анализ полученных результатов.
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.
Орг. Момент.
Учитель. Здравствуйте. Сегодня на уроке мы продолжаем изучать простые механизмы.
Начальный этап.
Цель: Актуализация знаний учащихся.
(Слайд №1) На экране поочередно появляются портреты: Архимед, Петр I, Гартнер.
173609038735
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.
1678940145415
(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.
205041543815(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.
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)
194564096520
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)
2383155114300
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)
201168029210
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).
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)
Анализ результатов. (Слайд №7)
Учитель. Закончили эксперимент. Положили приборы. Приступим к анализу полученных результатов.
1821815158115
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.
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.
Рефлексия.
Ответьте вопрос: А я и не знал, что…, Я меня возникли трудности при…