Коэффициент полезного действия - Урок 2 - Работа и мощность. Энергия

Цели урока: ввести понятие КПД как основной характеристики рабочего механизма.

Ход урока

I. Повторение изученного

В начале урока проводится фронтальный опрос-беседа по теме «Работа»:

— Что означает термин «работа» в физике?

— Для чего введена эта физическая величина?

— В каких единицах измеряется работа?

— От чего зависит механическая работа?

II. Изучение нового материала

Чтобы узнать, что значит коэффициент полезного действия, рассмотрим следующую ситуацию: яблоки, отобранные для переработки на сок, грузчик высыпает из корзин в кузов машины.

Полной работой в данном случае является погрузка яблок. Она складывается из подъема самих яблок и подъема корзин. При этом поднятие яблок - это полезная работа, а поднятие корзин - бесполезная, потому что их нужно опускать или хотя бы сбрасывать вниз.

Физическая величина, равная отношению полезной работы к полной совершенной, в физике называется КПД:

Обычно, КПД выражается в процентах.

III. Расчет КПД простых механизмов

Давайте попробуем найти формулы расчета КПД для следующих простых механизмов: а) рычага, б) неподвижного блока, в) подвижного блока, г) наклонной плоскости.

Работать будем по следующему плану:

Установите, для совершения какой работы предназначен данный механизм. Изобразите на рисунке.

Укажите силу, против которой будет совершаться эта работа. Составьте выражение для работы этой силы (А_полезн).

Выделите силу, приводящую механизм в действие.

Определите расстояние, которое проходит элемент механизма под действием этой силы при совершении полезной работы.

Составьте выражение для этой силы на выделенном расстоянии (А_полн).

Составьте отношение

Формулу КПД рычага учитель выводит на доске по плану:

Остальные формулы КПД выводятся учениками у доски. Учитель и остальные учащиеся помогают отвечающему.

IV. Решение задач Учитель предлагает следующий план для решения задач на вычисление КПД механизма:

Выделите устройство, с помощью которого совершается работа. Подберите формулу для расчета КПД.

Определите значение величин, входящих в формулу.

Проведите расчет.

Учащимся дается следующее задание: рассчитайте КПД механизмов и приспособлений в следующих ситуациях:

а) Бочку вкатывают по наклонному помосту, прилагая усилие 240 Н. Масса бочки 100 кг, длина помоста 5 м, высота помоста 1 м.

б) Сенопогрузчик поднял сено массой 200 кг на высоту 5 м.

в) Ящик с гвоздями, масса которого 34 кг, поднимают на пятый этаж строящегося дома при помощи подвижного блока, действуя на веревку с силой 360

Н.

г) Ведро с песком весом 200 Н поднимают при помощи неподвижного блока на высоту Юм, действуя на веревку с силой 250 Н.

Домашнее задание

Закончить решение задач.