Коэффициент полезного действия
Тип урока: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний
Задачи урока:
- повторить изученные в теме простые механизмы;
- изучить понятия КПД механизма, полезной и затраченной работ;
-определить КПД наклонной плоскости;
- продолжить формирование навыков проведения измерений.
Планируемые результаты:
- умеет рассчитывать КПД простого механизма и знает причины его отличия от 100%;
- умеет экспериментально определять затраченную и полезную работу;
- умеет экспериментально определять КПД механизма;
- умеет объяснять причины неравенства затраченной и полезной работ.
Достигаемые образовательные результаты:
Личностные: убежденность в необходимости разумного использования достижений науки и технологии для дальнейшего развития человеческого общества; формирование ценностного отношения друг к другу, учителю и результатам обучения; коммуникативной компетентности.
Метапредметные: овладение навыками самостоятельного приобретения знаний и организации учебной деятельности; умение делать обобщения, устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения; формирование умений работать в группе.
Предметные: формирование представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы; приобретение опыта проведения простых экспериментальных исследований; формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования.
Оборудование: наклонная плоскость, динамометр, деревянный брусок, линейка.
Технологическая карта урока
| Этапы урока | Содержание этапа | Деятельность | |
| учитель | ученика | ||
| Актуализация опорных знаний | Повторение основных простых механизмов, расчета механической работы, «золотого правила» механики | Опрашивает учеников, фиксирует основные моменты ответов на доске | Рассказывает об изученных простых механизмах и их особенностях, для иллюстрации использует модели механизмов
|
| Изучение нового материала | Обобщение сведений о простых механизмах, формулировка затраченной и полезной работы, КПД | Вместе с учениками обобщает сведения о простых механизмах, помогает ученикам сформулировать выводы. | Проводит эксперимент и объясняет его результаты, формулирует выводы, выступает с сообщением
|
| Выполнение лабораторной работы | Выполнение измерений и расчетов по первой и второй частям работы | Контролирует самостоятельное проведение измерений, помогает ученикам
| Выполняет измерения и расчеты |
| Подведение итогов | Анализ полученных результатов и формулировка выводов | Помогает ученикам анализировать данные и формулировать результаты работы | Оформляет лабораторную работу, делает выводы по полученным результатам.
|
|
|
|
|
|
1. Актуализация опорных знаний
Здравствуйте!
Мы изучаем раздел «Работа. Мощность. Энергия». Ответьте на следующие вопросы:
- Что означает термин «работа» в физике?
- Для чего введена эта физическая величина?
- В каких единицах измеряется работа?
- От чего зависит работа?
2. Изучение нового материала
Возможности человека ограничены, поэтому с давних времен человек часто использовал устройства, которые способны преобразовывать силу человека в значительно большую силу. Назовите, какие простые механизмы вам известны? Какой выигрыш в силе они дают?
Любой из названных простых механизмов необходим для совершения работы. Однако в реальных условиях, где есть силы трения, сопротивления для совершения необходимой нам работы (полезной работы), всегда требуется совершить большую, чем полезную работу.
Демонстрация:
h
hh F
Р
Для поднятия груза, весом Р при помощи наклонной плоскости на высоту h, нам следует совершить полезную работу: Ап ꞊Р·h
Но при подъеме груза мы преодолеваем силу тяжести веревки, силу трения, силу тяжести других приспособлений.
В итоге мы совершаем дополнительную, помимо полезной, работу.
Затраченная на подъем работа оказывается всегда больше полезной: Аз › Ап
Полезная работа – лишь часть полной работы.
Характеристика механизма, определяющая какую долю полезная работа составляет от полной, называется коэффициентом полезного действия – КПД.
Для определения КПД нужно полезную работу разделить на полную. КПД можно выражать в процентах, либо числом, которое всегда меньше 1. КПД обозначается буквой η (этта).
η ꞊ ·100%
При конструировании машин и механизмов всегда ищут пути повышения КПД. Для этого уменьшают массу движущихся частей, уменьшают трение в деталях.
Демонстрация презентации «Различные виды машин и КПД»
Созданы машины и механизмы, у которых КПД достигает 98-99%, но все равно построить машину с КПД, равным 100%, невозможно.
3. Экспериментальное вычисление КПД.
Класс делиться на несколько групп. Ребята получают индивидуальные задания. Выполняют их.
Цель: определить КПД наклонной плоскости с бруском, с бруском и одни грузом, с бруском и двумя грузами.
4. Подведение итогов
Ребята анализируют свою работу, делают выводы.
5. Повторение изученного материала.
