Лабораторная работа измерение коэффициента полезного действия

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

Лабораторная работа

«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».

Цель: целенаправленное обучение поисковой деятельности, актуализация личностного смысла обучающихся к изучению темы, создание условий для развития навыков общения и совместной деятельности.

Задачи:

Образовательная: экспериментальная работа по определению КПД электроприборов на примере электрочайника, формирование умения устанавливать связь между элементами содержания ранее изученного материала и нового.

Развивающая: развитие навыков мыслительных операций, совершенствование умений формулировать личностно – значимые цели, способствовать развитию исследовательских и творческих навыков.

Воспитательная: совершенствование умений работать в паре, формировать способность к самоанализу.

Тип урока: урок – практикум (2 часа)

Оборудование: Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами.

3. Постановка задачи.

ü Вычислить совершѐнную электрическим током работу

ü Вычислить количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе,

ü определить на опыте КПД электроприборов на примере электрочайника;

4. Выполнение работы, согласно методическим рекомендациям.

1. Рассмотрите электрочайник. По паспортным данным определите электрическую мощность электроприбора P.

2. Налейте в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)

3. Измерьте с помощью термометра начальную температуру воды t1.

4. Включите чайник в электрическую сеть и нагревайте воду до кипения.

5. Определите по таблице температуру кипения воды t2.

6. Заметьте по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ

Все измерения выполняйте в СИ.

7. Используя данные измерений, вычислите:

а) совершѐнную электрическим током работу, зная мощность чайника P и время нагревания воды Δt, по формуле A эл. тока = P∙Δt

б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t2 – t1)

8. Рассчитайте коэффициент полезного действия электрочайника по формуле

η = =

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу

P, Вт

V, м 3

t1, 0С

Δt, с

t 2, 0С

Aэл. тока, Дж

Qнагр., Дж

ŋ,%

Контрольные вопросы:

1. Как рассчитать количество теплоты, выделяющегося в проводнике при протекании по нему тока, зная сопротивление этого проводника?

2. Почему спираль электрочайника изготавливают из проводника большой площади сечения? Дайте развѐрнутый ответ.

3. Приведите примеры других электроприборов, в которых нагревательным элементом является спираль. Чем эти приборы отличаются друг от друга?

Сварщик Почему при электросварке большее количества тепла выделяется именно в месте соединения сварных кусков? (при пропускании тока большой силы через соприкасающиеся на небольшой плоскости металлические детали в месте контакта этих деталей оказывается максимальное сопротивление проходящему току и, следовательно, выделяется максимальное количество тепла).

Автомеханик Почему маломощные приборы невыгодны? Почему при пользовании такими приборами неизбежен перерасход энергии? (Вследствие увеличения времени нагревания воды увеличиваются потери путем конвекции, теплопроводности, излучения)

Вывод.

5. Домашнее задание: подготовить отчёт, повторить закон Джоуля – Ленца.

Отчёт о выполнении лабораторной работы

«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».

Цель работы: научиться экспериментально определять КПД электроприборов на примере электрочайника.

Оборудование: Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.

Ход работы:

1. Рассмотрел электрочайник. По паспортным данным определил электрическую мощность электроприбора P.

2. Налил в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)

3. Измерил с помощью термометра начальную температуру воды t1.

4. Включил чайник в электрическую сеть и нагрел воду до кипения.

5. Определил по таблице температуру кипения воды t2.

6. Заметил по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ

7. Используя данные измерений, вычислил:

б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t2 – t1)

8. Рассчил коэффициент полезного действия электрочайника по формуле

η = =

9. Результаты измерений и вычислений занес в таблицу

P, Вт

V, м 3

t1, 0С

Δt, с

t 2, 0С

Aэл. тока, Дж

Qнагр., Дж

ŋ,%

Ответы на контрольные вопросы:

Вывод о проделанной работе:

Источник

Лабораторная работа

«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».

Задачи:

Образовательная: экспериментальная работа поопределению КПД электроприборов на примере электрочайника, формирование умения устанавливать связь между элементами содержания ранее изученного материала и нового.

Воспитательная: совершенствование умений работать в паре, формировать способность к самоанализу.

Тип урока: урок – практикум (2 часа)

Оборудование: Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.

Ход урока

Организационный момент
Инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами.
Постановка задачи.

Вычислить совершѐнную электрическим током работу
Вычислить количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе,
определить на опыте КПД электроприборов на примере электрочайника;

Выполнение работы, согласно методическим рекомендациям.

1. Рассмотрите электрочайник. По паспортным данным определите электрическую мощность электроприбора P.

2. Налейте в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)

3. Измерьте с помощью термометра начальную температуру воды t1.

4. Включите чайник в электрическую сеть и нагревайте воду до кипения.

5. Определите по таблице температуру кипения воды t2.

6. Заметьте по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ

Все измерения выполняйте в СИ.

7. Используя данные измерений, вычислите:

б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t2 – t1)

8. Рассчитайте коэффициент полезного действия электрочайника по формуле

η = =

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу

P, Вт

V, м 3

t1, 0С

Δt, с

t 2, 0С

Aэл.тока,Дж

Qнагр., Дж

ŋ,%

Контрольные вопросы:

Как рассчитать количество теплоты, выделяющегося в проводнике при протекании по нему тока, зная сопротивление этого проводника?
Почему спираль электрочайника изготавливают из проводника большой площади сечения? Дайте развѐрнутый ответ.
Приведите примеры других электроприборов, в которых нагревательным элементом является спираль. Чем эти приборы отличаются друг от друга?

Сварщик Почему при электросварке большее количества тепла выделяется именно в месте соединения сварных кусков? (при пропускании тока большой силы через соприкасающиеся на небольшой плоскости металлические детали в месте контакта этих деталей оказывается максимальное сопротивление проходящему току и, следовательно, выделяется максимальное количество тепла).

Автомеханик Почему маломощные приборы невыгодны? Почему при пользовании такими приборами неизбежен перерасход энергии? (Вследствие увеличения времени нагревания воды увеличиваются потери путем конвекции, теплопроводности, излучения)

Вывод.

5. Домашнее задание: подготовить отчёт, повторить закон Джоуля – Ленца.

Отчёт о выполнении лабораторной работы

«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».

Цель работы: научиться экспериментально определять КПД электроприборов на примере электрочайника.

Оборудование: Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.

Ход работы:

1. Рассмотрел электрочайник. По паспортным данным определил электрическую мощность электроприбора P.

2. Налил в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)

3. Измерил с помощью термометра начальную температуру воды t1.

4. Включил чайник в электрическую сеть и нагрел воду до кипения.

5. Определил по таблице температуру кипения воды t2.

6. Заметил по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ

7. Используя данные измерений, вычислил:

б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t2 – t1)

8. Рассчил коэффициент полезного действия электрочайника по формуле

η = =

9. Результаты измерений и вычислений занес в таблицу

P, Вт

V, м 3

t1, 0С

Δt, с

t 2, 0С

Aэл.тока,Дж

Qнагр., Дж

ŋ,%

Ответы на контрольные вопросы:

Вывод о проделанной работе:

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