Розв’язування задач
на механічну роботу та потужність
Мета.
Навчальна. Вчитися розв’язувати задачі на визначення механічної роботи та потужності.
Розвиваюча. Розвивати логічне та алгоритмічне мислення.
Виховна. Виховувати ціннісне ставлення до праці.
Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.
Дидактичні матеріали:
План
- Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
- Вчимося розв’язувати задачі.
- Домашнє завдання.
- Перевір себе.
- Для допитливих.
Хід уроку
1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
Перевірка домашнього завдання.
2. Вчимося розв’язувати задачі.
Задача 07.1. Визначте роботу, яка виконується під час піднімання гранітної плити об’ємом 0,5 м3 на висоту 20 м. Густина граніту 2500 кг/м3.
Задача 07.2**. Для підняття з дна озера мармурової колони масою 3,78 тон була виконана робота 95,2 кДж. Визначте глибину озера.
Задача 07.3. Людина, піднімаючись сходами, розвинула потужність 20 Вт. Яку роботу виконала людина за 15 с?
Задача 07.4. Яку потужність має двигун двухмоторного літака, якщо під час польоту зі швидкістю 540 км/год сила опору руху літака становить 1,6 кН?
Задача 07.5*. При накачуванні шини поршень насоса за один хід виконує роботу 80 Дж. Який тиск повітря створює поршень, якщо його площа дорівнює 20 см2, а хід становить 40 см?
Задача 07.6*. Пожежний насос має потужність 10 кВт. На яку висоту насос може підняти 600 л води щохвилини? Який тиск він при цьому забезпечує?
Задача 07.7*. За допомогою пружини жорсткістю 25 Н/м брусок пересувають по столу з незмінною швидкістю 5 см/с. Яку роботу виконує сила пружності за 20 с, якщо за весь час видовження пружини - 4 см?
5. Домашнє завдання.
Підручник: §4-5 - повторити.
Задача 07.8. Під дією сили 100 Н виконали роботу в 500 Дж з переміщення тіла. На яку відстань перемістили тіло? (В. 5 м)
Задача 07.9. Кран піднімає вантаж масою 10 т на висоту 30 м? Яка потужність крана, якщо цю роботу кран виконує за 2 хв? (В. 25 кВт)
Задача 07.10. Хлопчик веде велосипед, прикладаючи горизонтальну силу 40 Н. При цьому велосипед рухається рівномірно. Визначте швидкість руху велосипеда, якщо за 5 хв хлопчик виконав роботу 12 кДж. (В. 1 м/с)
Підготуватись до самостійної роботи: ”Механічна робота. Потужність”.
6. Перевір себе.
Задачі середнього рівня складності
Задача 07.1.С. Яку силу потрібно прикласти до тіла, що проходить шлях 200 м, щоб виконати роботу 400 кДж?
Задача 07.2.С. Тіло падає з висоти 40 м. Сила тяжіння при цьому виконує роботу 2 кДж. Яка сила тяжіння діє на тіло?
Задача 07.3.С. Двигун автомобіля, розвиваючи потужність 100 кВт, виконав роботу 1,2 МДж. За який час було виконано роботу? (В, 12 с)
Задача 07.4.С. Трактор зі сталою потужністю 100 кВт розвиває тягове зусилля 50 кН. Яка швидкість трактора? (В. 2 м/с)
Задача 07.5.С. Автомобіль рухається дорогою зі швидкістю 180 км/год. Визначте силу опору його руху, якщо потужність, яку розвинув двигун автомобіля, становить 75 кВт?
Задача 07.6.С. Із шахти завглибшки 600 м піднімають кліть з шахтарями. Маса кліті з людьми становить 1,5 т. Яку роботу потрібно при цьому виконати?
Задачі достатнього рівня складності
Задача 07.1.Д. Штангіст підняв штангу на висоту 2 м, виконавши при цьому роботу 3 кДж. Яка маса штанги?
Задача 07.2.Д. Чоловік піднімає за 16 с із колодязя завглибшки 8 м відро води масою 10 кг. Яку потужність він при цьому розвиває?
Задача 07.3.Д. Тепловоз потужністю 3000 кВт тягне потяг, прикладаючи силу 150 кН. Який час потрібний, щоб рівномірно пройти шлях 48 км?
Задача 07.4.Д. Сила тяги тепловоза дорівнює 24 кН. Потужність двигунів 3000 кВт. За який час потяг, рівномірно рухаючись, пройде шлях, що дорівнює 15 км? (В. 20,4 хв)
Задача 07.5.Д. Великий поршень гідравлічного преса при стисканні заготовки на 2 см виконав роботу 80 кДж. Яким є тиск масла всередині преса, якщо його площа великого поршня дорівнює 4000 см2? (В. 10 МПа)
Задача 07.6.Д. Під час падіння дощової краплі масою 20 г сила тяжіння виконала роботу 0,4 Дж. З якої висоти впала капля? (В. 2 м)
Задачі високого рівня складності
Задача 07.1.В. Будівельник за мотузку піднімає відро з бетонним розчином, прикладаючи силу 250 Н. З якою швидкістю він тягне мотузку, якщо за 1 хв виконує роботу 3 кДж?
Задача 07.2.В. Яку роботу виконують, піднімаючи гранітну плиту об'ємом 2 м3 на висоту 12 м? Густина граніту 2500 кг/м3. (В. 600 кН)
Задача 07.3.В. Обчисліть у ватах потужність серця спортсмена під час змагань, знаючи, що при одному скороченні воно здійснює роботу 16 Дж і за одну хвилину робить 240 скорочень.
Задача 07.4.В. На підлозі лежить елемент риштування у вигляді труби масою 20 кг і завдовжки 2 м. Яку мінімальну роботу потрібно виконати будівельнику під час зведення, щоб поставити трубу вертикально? (В. 200 Дж)
Задача 07.5.В. Щохвилини будівельник піднімає і кладе на висоту 1,5 м 40 цеглин масою 3,2 кг кожна. Якою є середня потужність? (В. 32 Вт)
Задача 07.6.В. Соснова колода спливла із дна водойми. Виштовхувальна сила виконала при цьому роботу 6 кДж. Яка маса колоди, якщо глибина водойми 4 м? (В. 60 кг)
Задача 07.7.В. З дна озера до поверхні води піднімають камінь об’ємом 5 дм3. Глибина озера 6 м. Визначте густину каменя, якщо для його підняття виконали роботу 450 Дж. Опір води не враховувати. (В. 2500 кг/м3)
7. Для допитливих.
Задачі підвищеної складності
Задача О.07.1. Стовп, що лежав горизонтально, поставили вертикально. Визначте виконану при цьому роботу, якщо маса стовпа дорівнює 150 кг, довжина 6 м і переріз стовпа однаковий по всій його довжині. (В. 4,5 кДж)
Задача О.07.2. Будівельник складає цегляну стінку, висота якої має становити 24 цеглини, ширина — 40 цеглин. Яку мінімальну роботу має виконати будівельник, якщо цеглина має розміри 250 мм× 120 мм ×65 мм і масу 3,2 кг? (В. 23 кДж)
Задача О.07.3. Щоб вийняти цвях довжиною 10 см з дерева, необхідно прикласти початкову силу 2 кН. Яку роботу необхідно виконати, щоб повністю вийняти цвях з дерева? (В. 100 Дж)
Задача О.07.4. Пружину динамометра жорсткістю 40 Н/м розтягнуто силою 4 Н. Яку роботу при цьому було виконано? (В. 0,2 Дж)
Задача О.07.5. З краю стола звисає частина брючного ремня, який має масу 100 г і довжину 40 см. Яку мінімальну роботу потрібно виконати, щоб витягти ремінь на стіл? (В. 0,2 Дж)
Задача О.07.6. Із колодязя з глибини 8 м піднімають відро з водою масою 12 кг. Яку мінімальну роботу при цьому виконують, якщо маса ланцюга, на якому висить відро, дорівнює 6 кг? (В. 1,2 кДж)
Задача О.07.7. На графіку подано залежність сили тяги мотоцикла від шляху, який він долає за 2 хв руху. Визначте середню потужність двигуна мотоцикла. (В. 16,25 кВт)
Здача О.07.8. Піднімаючись, як завжди рівномірно, з вікна Малюка до себе на дах, Карлсон в той день, коли його пригостили варенням, витратив на підйом на 21 с більше, ніж зазвичай. Яка маса з'їденого варення, якщо потужність моторчика завжди дорівнює 14 Вт, а висота підйому 10 м? (В. 2,94 кг)