Конкурс "Я иду на урок"

Измерение КПД наклонной плоскости

Невозможно прямое попадание эксперимента
в узко определённую теоретическую мишень.

Имре Лакатос

Когда теория совпадает с экспериментом,
это уже не открытие, а закрытие.

Пётр Леонидович Капица

Цель урока: выработка умений самостоятельно применять знания, осуществлять их перенос в новые условия.

Дидактическая задача: обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в различных ситуациях.

Рефлексивная деятельность ученика: самоутверждение, самореализация и саморегуляция.

Деятельность учителя по обеспечению рефлексии: подача учебного материала с учётом зоны ближайшего и актуального развития ученика.

Показатели реального результата решения задачи: самостоятельное выполнение заданий с применением знаний в различных ситуациях.

Логика построения урока: актуализация комплекса знаний → применение знаний в различных ситуациях → контроль и самоконтроль.

Оборудование: деревянная доска, деревянный брусок, динамометр, линейка измерительная.

Ход урока

I. Актуализация комплекса знаний (15 мин)

На доске опорный рисунок [2, с. 46, рис. 2]. Учитель совместно с учащимися решает задачу:

• [1, с. 57, № 400]. Какую работу надо совершить, чтобы по плоскости с углом наклона 30° на высоту 2 м втащить груз, прикладывая силу, совпадающую по направлению с перемещением? Масса груза 400 кг, коэффициент трения 0,3. Каков при этом КПД?

Решение

 

II. Решение задач (30 мин)

► 1 (10 мин). Учитель совместно с классом решает задачу:

• [1, с. 43, № 293]. Поместите на линейку небольшой предмет (резинку, монету и т.д.). Постепенно поднимайте конец линейки, пока предмет не начнёт скользить. Измерьте высоту h и основание b полученной наклонной плоскости и вычислите коэффициент трения.

Решение. F_т x = F_тр x; mgsinα = μF_тcosα; μ = tgα = h/b.

Получив расчётную формулу, учащиеся, используя деревянную доску, деревянный брусок и линейку, экспериментально сами определяют коэффициент трения и записывают полученный результат в рабочие тетради.

► 2 (10 мин). Учитель совместно с классом решает задачу:

• [1, с. 57, № 401]. Найти КПД наклонной плоскости длиной 1 м и высотой 0,6 м, если коэффициент трения при движении по ней тела равен 0,1.

Решение. Используя второй результат решения задачи [1, с. 57, № 400], получим:

Учитель предлагает измерить длину деревянной доски и определить КПД наклонной плоскости для значений высоты и коэффициента трения, полученных при решении задачи [1, с. 43, № 293]. Результат записывается в тетради.

► 3 (10 мин). Учитель предлагает определить КПД наклонной плоскости для значения высоты, полученной при решении задачи [1, с. 43, № 293], ещё одним способом [2, с. 45–47], а затем сравнить полученные результаты и сделать выводы.

• Положите брусок на наклонную плоскость; прикрепив к нему динамометр, равномерно тяните его вверх вдоль наклонной плоскости; измерьте силу тяги F.

Измерьте с помощью динамометра силу тяжести F_т, действующую на брусок, и найдите экспериментальное значение КПД наклонной плоскости:

Домашнее задание [2, с. 46]. Вычислите максимально возможное значение выигрыша в силе, получаемого при заданном наклоне плоскости: k_max = l/h.

Найдите экспериментально выигрыш в силе, полученный с помощью наклонной плоскости: k_э = F_т/F.

Сравните полученные результаты. Сделайте выводы.

 

Литература

1. Рымкевич А.П. Физика. Задачник-10–11: Пособие для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2004.
2. Дик Ю.И., Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Кабардина С.И., Никифоров Г.Г., Шефер Н.И. Физический практикум для классов с угл. изучением физики: Дидакт. материал: 9–11 кл.: Под ред. Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина. – М.: Просвещение, 1993.