Физика коэффициент полезного действия лабораторная работа

Технологическая карта урока «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости»

этап урока (регламент, мин.)

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Познавательная

Коммуникативная

Регулятивная

Осуществляемые действия

Формируемые способы деятельности

Осуществляемые действия

Формируемые способы деятельности

Осуществляемые действия

Формируемые способы деятельности

Организационный(2 мин.)

Приветствует обучающихся, отмечает отсутствующих, проверяет готовность обучающихся к уроку.

Актуализация знаний(8 мин.)

Выводит на экран слайд 2 презентации «КПД наклонной плоскости». Раскрывает выбранный учеником вопрос, комментирует данный на него ответ.

Обучающиеся один за другим выбирают номер вопроса, отвечают на него, остальные слушают, анализируют данный ответ.

Умение осознанно строить речевое высказывание в устной форме, структурировать знания.

При необходимости дополняют или исправляют данный ответ на вопрос.

Умение слушать и вступать в диалог, точно

выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с нормами родного языка.

Контролируют и оценивают собственные знания, при необходимости их корректируют.

Выработка способности к мобилизации сил и энергии.

Создание проблемной ситуации(4 мин.)

Создает и предлагает обучающимся найти выход из проблемной ситуации: Рабочему надо загрузить тяжелую бочку на корабль. Чтобы это сделать, надо приложить очень большую силу – силу, равную весу бочки. Такую силу рабочий приложить не может.

Выводит на экран слайд 3 (раскрывает сцену 5).

Задает вопрос: только ли на подъем грузарасходуетсязатраченная рабочим энергия?

Выводит на экран слайд 4(раскрывает сцену 3).

Выделяют и формулируют познавательную цель: найти способ подъема тела на высоту, применяя меньшую, чем вес тела, силу.

Выбирают наиболее эффективный способ решения задачи: применить наклонную плоскость.

Предполагают, что часть энергии расходуется на преодоление силы трения.

Делают вывод, чем меньше энергии расходуется на преодоление силы трения, тем эффективнее простой механизм.

Постановка и решение проблемы.

Выбор наиболее эффективных способов выхода из проблемной ситуации в зависимости от конкретных условий

Выдвижение предположения о существовании физической величины, характеризующей эффективность простого механизма.

Предлагают выход из проблемной ситуации:

пригласить помощников, применить наклонную плоскость.

Умение участвовать в коллективном обсуждении проблемы

Оценивают умение определять работу по преодолению силы тяжести и трения, но не знают, как их связать друг с другом.

Ставят учебную задачу: познакомиться с физической величиной, характеризующей эффективность наклонной плоскости.

Постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что еще неизвестно обучающимся.

Изучение нового материала(8 мин.)

Демонстрирует подъем тела с помощью наклонной плоскости, измеряет вес тела и силу трения, высоту и длину наклонной плоскости.

Выводит на экран

слайды 5-6.

Дает характеристику КПДпростого механизма.

Сравнивают вес тела с силой трения, высоту наклонной плоскости с ее длиной.

Делают вывод о выигрыше в силе и проигрыше в расстоянии при использовании наклонной плоскости.

Выполняют чертеж наклонной плоскости с обозначением ее длины, высоты, записывают определение и расчетную формулу КПД простого механизма.

Формирование знаково-символических УУД.

Задают вопрос об единицах измерения КПД наклонной плоскости

Развитие умения точно выражать свои мысли в соответствии с нормами родного языка.

Выделяют и осознают то, что уже усвоено (расчет работы силы) и что еще подлежит усвоению (Какую работу считать полезной, какую затраченной, как рассчитать КПД наклонной плоскости через работу полезную и затраченную)

Развитие оценки знаний.

Исследовательская практическая работа(17 мин.)

Организует обсуждение плана исследования.

Выводит на экран

слайды 7-11 презентации «КПД наклонной плоскости».

Проводит инструктаж по безопасному выполнению лабораторной работы.

Формулирует проблемный вопрос: от каких параметров зависит КПД наклонной плоскости.

Раздает комплекты оборудования, ИОТ, технологические картыгруппам учеников

Оказывает помощь группам обучающихся в выполнении работы.

Составляют план и последовательность действий для определения КПД наклонной плоскости:

1. Измерить вес бруска (Р).

2. Измерить высоту наклонной плоскости (h).

3. Рассчитать полезную работу по формуле .

4. Измерить силу трения (Fтр).

Измерить длину наклонной плоскости (l).

5. Рассчитать затраченную работу по формуле

6. Рассчитать КПД наклонной плоскости по формуле

Самостоятельно формулируют познавательную задачу:

проверить как зависит КПД наклонной плоскости от веса поднимаемого тела и угла наклонной плоскости?

Выдвигают гипотезу: КПД наклонной плоскости зависит от угла наклона и не зависит от веса поднимаемого тела.

Самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем поискового характера.

Самостоятельное формулирование познавательной задачи.

Самостоятельное выдвижение гипотезы о зависимости КПД наклонной плоскости от угла наклона и веса поднимаемого тела.

Контролируют, при необходимости корректируют и оценивают действия партнера по группе.

Умение интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное сотрудничество со сверстниками и взрослыми

Выполняют составленный план действий для определения КПД наклонной плоскости:

1. Определяют цену деления динамометра, транспортира и измерительной ленты.

2. Собирают установку.

2. Измеряют вес бруска (Р).

3. Измеряют высоту наклонной плоскости (h).

4. Рассчитывают полезную работу по формуле .

5. Измеряют силу трения (Fтр).

6. Измеряют длину наклонной плоскости (l).

7. Рассчитывают затраченную работу по формуле

8. Рассчитывают КПД наклонной плоскости по формуле

9. Изменяют вес бруска, повторяют 1-6.

10. Изменяют угол наклона плоскости, повторяют 1-6.

11. Результаты заносят в таблицу.

Умение составления плана и последовательности действий,

прогнозирования результата.

Рефлексия(4 мин.)

Напоминает, что вывод по работе должен быть ответом на цель исследования.

Оформляют результаты работы, делают вывод, анализируют полученный результат.

Осознанное построение речевого высказывания в письменной форме.

Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.

Делают вывод: в ходе лабораторной работы КПД наклонной плоскости при угле наклона 20 к горизонту оказался равным 45%, он всегда меньше 100%, зависит от угла наклона (чем больше угол наклона плоскости, тем больше ее КПД) и не зависит от веса поднимаемого тела.

Умение точно выражать свои мысли;

Оценивают полученные результаты работы:

Ап должна быть меньше Аз;

высота наклонной плоскости должна быть меньше ее длины, полученный КПД должен быть меньше 100%.

Если полученный результат не верен, находят ошибку в измерении или расчетах.

Умение оценивать и контролировать полученный результат,

корректировать план и способ действия в случае расхождения эталона и полученного результата.

Домашнее задание(2 мин.)

Выводит на экран слайд 12.

Комментирует домашнее задание, дает рекомендации по его эффективному выполнению.

Записывают домашнее задание.

Выделение необходимой информации.

Задают уточняющие вопросы

Умение точно сформулировать вопрос, внимательно выслушать ответ.

Ставят перед собой учебную задачу

Умение постановки учебной задачи на основе соотнесения известного и неизвестного материала.

Источник

Цели:

вычислить значение коэффициента полезного
действия электрического нагревательного
прибора при различной нагрузке (мощности),
исследовать зависимость коэффициента
полезного действия от мощности электрического
нагревательного прибора (электрического чайника
типа TEFAL).

План урока:

Организационный момент.
Краткое вступление учителя.
Объявление темы.
Теоретическое обоснование темы.
Изучение устройства и принципа действия
электрического чайника типа TEFAL.
Ознакомление с набором приборов.
Назначение и порядок пользования приборами.
Повторение основных положений техники
безопасности.
Выполнение работы.
Обсуждение результатов эксперимента.
Построение графика.
Подведение итогов работы.
Рекомендации учителя для пользователей
электрических чайников.

Методические цели урока:

Добиться усвоения понятия коэффициента
полезного действия.
Продолжить формирование навыков осуществлять
физический эксперимент.
Развить интерес к исследовательской
деятельности.
Научить использовать результаты исследований в
повседневной жизни.
Продолжить формирование коммуникативных
навыков работы в группах.
Закрепить знания основных положений техники
безопасности при работе с электрическими
приборами.

Приборы и материалы.

Штатив с лапкой и муфтой.
Термометр.
Измерительный цилиндр.
Лабораторный автотрансформатор.
Ваттметр.
Электрический чайник типа TEFAL.
Ведро с водой.
Часы с секундной стрелкой (секундомер).
Калькулятор.

Порядок выполнения работы.

Подготовительный этап.

Укрепить термометр в лапке штатива.
Измерить температуру воды в ведре (начальная
температура).
Собрать экспериментальную установку
(лабораторный автотрансформатор, ваттметр,
электрический чайник).

4. Получить разрешение преподавателя
на проведение опытов.

Основной этап. Опыт № 1.

Используя измерительный цилиндр, налить в
чайник 0,5 литра воды (0,5 кг воды).
Одновременно включить установку в
электрическую сеть и запустить секундомер.
С помощью автотрансформатора и ваттметра
установить мощность 500 ватт.
Через промежуток времени, равный 100 секундам,
выключить установку (вынуть вилку из розетки).
Измерить температуру воды в чайнике.
Вылить воду из чайника в раковину.
Результаты опыта заносим в таблицу и вычисляем
коэффициент полезного действия, используя
формулу , или , где

Таблица.

№ п/п				P
1
2
3
4

Выполняя пункты (1 – 7), проделываем опыты № 2
(мощность 1000 Вт),

№ 3 (мощность 1500 Вт ), № 4 (мощность 2000
Вт),

Заполняем таблицу и строим график зависимости
коэффициента полезного действия от мощности.
Изучая график, делаем вывод.

Вывод: чем больше мощность
чайника, тем больше коэффициент полезного
действия.

Ученики обсуждают этот вывод, выдвигают
гипотезы, высказывают свои мысли и приходят к
правильному решению – использование
нагревательного прибора с большой мощностью
способствует экономии электрической энергии.

Заключительный этап.

Учитель рекомендует ученикам
рассказать родителям о результатах своих
исследований и попросить родителей приобрести
для кухни современный чайник большой мощности
(2200 ватт) в целях: 1) быстрого приготовления чая
(кипятка), 2) экономии электрической энергии.

Примечание. Лабораторная работа
физпрактикума в 10 классе рассчитана на два
академических часа, проводится группой учеников
в составе (2-4) человек под руководством учителя.
Кабинет физики должен иметь евророзетки,
подключенные к трехпроводной электрической
сети. Ученики обязаны строго соблюдать правила
техники безопасности: только при отключенном
чайнике (вилка вынута из розетки) разрешается
наливать воду в чайник, измерять температуру
воды, выливать воду из чайника, запрещается
прикасаться к чайнику в то время, когда он
включен в электрическую сеть.

Литература:

Касьянов В.А. Физика 10 кл.: Учебник для
общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2003.
Энциклопедия для детей. Техника. – М.: Аванта +,
2001.
Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9 кл.: Учебник для
общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа, 2002.
Перельман Я.И. Знаете ли вы физику? – М.: ВАП, 1994.

Источник

Виртуальная лабораторная работа по физике 7 класс

В сложившийся ситуации связанной с эпидемиологической обстановкой в стране появляются новые формы образования учащихся. Изучение физики не возможно без выполнения лабораторных работ, используя возможности интернета, но предложенные виртуальные лабораторные работы не соответствуют описанию оборудования учебника, что создает условие невозможности выполнения лабораторной работы.

В связи с существующим виртуальными моделями оборудования, предлагаю выполнить работу в новом формате. Описание работы предложено ниже.

Лабораторная работа №11

«Определение КПД при подъёме тела по наклонной плоскости»

Для выполнения лабораторной работы пройдите по ссылке https://mediadidaktika.ru/course/view.php?id=2#section-40

Цель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной. Выяснить как КПД зависит от угла наклонной плоскости.

Теория

Рис. 1

“Золотое правило” механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоту h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.

В первом случае работа равна: А п= Fт1· h, где Fт1 -сила тяжести, действующая на тело m1, h – высота подъема ( см. рис 4) .

Во втором случае работа равна: А з = F·S, где F – сила, прилагаемая к телу для перемещения его равномерно по наклонной плоскости F = Fт2, где сила тяжести тела m2, S – путь пройденный бруском по наклонной плоскости (см. рис.3)

А п = А з при отсутствии силы трения. При наличии силы трения работа: А з > А п

А з – полная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h с помощью наклонной плоскости. А п – полезная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h без помощи наклонной плоскости.

Разделив полезную работу на полную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах

Указание к работе.

1. Отметить ۷ )) линейка горизонтальная. Линейку расположить в один уровень с верхним краем бруска (смотреть рисунок) положение 0 на наклонной плоскости.

2. Выберите поверхность (дерево).

Условное обозначение: m1 – масса деревянного бруска (установить 1 кг),

m2 – масса груза (определить опытным путем),

α– угол наклона наклонной плоскости (установить 300, во втором опыте 200),

Рис 2

S– путь пройденный по наклонной плоскости (определяется опытным путем, см. рис 3).

Рис 3

Чтобы определить высоту h на которую поднимется брусок:1) Отметить ۷ )) линейка вертикальная. Линейку расположить в один уровень с верхним краем бруска (см. рис 4) положение 0, измерить расстояние до линейки.

Рис 4

3. Выполнение работы

а. В первом опыте установите угол наклона 300.

б. Разместите горизонтальную линейку совместив ее со значением 0 наклонной плоскости (верхний угол деревянного бруска).

в. Изменяйте массу m2 по одному грамму до тех пор, пока брусок не начнет движение. Значение этой массы запишите в таблицу.

г. Когда брусок остановится, измерьте путь S пройденный бруском и высоту h на которую он поднялся (смотрите указание к работе 1, 2).

4. Для того чтобы перейти ко второму опыту нажмите кнопку СБРОС. Во втором опыте установите угол 200, повторите пункты б., в., г.

5. Результаты измерений занесите в таблицу.

m1, кг

Fт1= m1g, Н

m2, кг

Fт2=m2g, Н

S, м

h, м

Aп, Дж

Aз, Дж

????, %

6. Вычисления выполняем ниже таблицы.

7. Сделайте вывод. В вывод указать какие значения КПД получили в первом и втором опыте, сравнив поясните как от угла наклона зависит КПД наклонной плоскости.

Заполните бланк выполнения лабораторной работы

Лабораторная работа №11

«Определение КПД при подъёме тела по наклонной плоскости»

Оборудование: виртуальное оборудование лабораторной работы

Результаты измерений

m1, кг

Fт1= m1g, Н

m2, кг

Fт2=m2g, Н

S, м

h, м

Aп, Дж

Aз, Дж

????, %

1/300

2/200

6. Вычисления выполняем ниже таблицы.

1) Fт1 = , Н.

2) Fт2 = , Н.

3) Aп = , Дж.

4) Aз = , Дж.

5)= %

α =200

1) Fт1 = , Н.

2) Fт2 = , Н.

3) Aп = , Дж.

4) Aз = , Дж.

5)= %

Вывод:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В работе использованы материалы сайта

1. Mediadidaktika. Виртуальные лабораторные работы по физике. https://mediadidaktika.ru/

2. Физика. 7 кл. : учебник / А.В. Перышкин – 7-е изд. , стереотип. – М : Дрофа, 2018. – 224c: ил. ISBN 978-5-358- 19717-6

Источник

Инфоурок
›

Физика
›Презентации›Лабораторная работа “Измерение КПД наклонной плоскости”

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Лабораторная работа Физика 7 класс Учитель: Кошкин Н.П. Июльская школа 2009г.

2 слайд

Описание слайда:

Цель работы Различать полезную работу от полной (затраченной). Определять полезную работу и полную (затраченную). Научиться определять КПД простых механизмов (наклонная плоскость). Убедиться, что полезная работа, выполненная с помощью простого механизма (наклонной плоскости), всегда меньше полной, т.е. КПД<1.

3 слайд

Описание слайда:

Оборудование Набор по механике Динамометр Измерительная линейка

4 слайд

Описание слайда:

Повтори теорию При работе с наклонной плоскостью полезной будет работа силы тяжести, которую надо выполнить при подъеме тела на высоту h наклонной плоскости. Апол= Fт·h; Fт = mg Апол = mgh Затраченной работой будет работа силы тяги по поверхности наклонной плоскости на ее длину Азатр = F·L [А] = 1Н·1м = 1Дж КПД – обозначается η; η = Апол/Азатр·100%

5 слайд

Описание слайда:

Собери установку L h

6 слайд

Описание слайда:

Приготовь таблицу

7 слайд

Описание слайда:

Ход работы 1. определи динамометром вес бруска Р. 2. положи брусок на доску, прикрепи к нему динамометр, перемещай брусок с постоянной скоростью вверх по наклонной плоскости, измерь силу тяги F. 3. вычисли полезную работу Апол= Р·h 4. вычисли затраченную работу Азатр=F·L 5. вычисли КПД наклонной плоскости η=Ап/Аз·100% 6. заполни таблицу 7. проделай это же, взяв брусок с одним грузом, затем с двумя грузами.

8 слайд

Описание слайда:

1.В каком положении динамометр покажет наибольшую силу m 1 2 3 В положении 1 В положении 2 В положении 3 Во всех положениях одинаково

9 слайд

Описание слайда:

2. Груз весом 1000Н с помощью рычага поднят на высоту 20см. При этом к рычагу приложена сила 200Н. На какую высоту поднялся конец рычага? P F h H 1. 50см 2. 1,5м 3. 1м 4. 80см

10 слайд