Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Урок 61/6. МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА



 

Цель урока: ввести понятие "механическая работа".

Тип урока: комбинированный.

Оборудование:

План урока: 1. Вступительная часть 1-2 мин.

2. Опрос 10 мин.

3. Объяснение 20 мин.

4. Закрепление 10 мин.

5. Задание на дом 2-3 мин.

 

II.Опрос фундаментальный: 1. Реактивное движение. 2. Основные этапы развития космонавтики в мире.

Задачи.

1. В реактивный двигатель самолета поступает 100 кг воздуха, которые сгорают ежесекундно вместе с 4,2 кг топлива. Продукты сгорания в виде газов выбрасываются из сопла со скоростью 550 м/с относительно самолета. Если самолет движется со скоростью 250 м/с, то чему равна сила тяги двигателя?

2. Водометный катер движется с постоянной скоростью, засасывая воду и выбрасывая назад струю со скоростью 20 м/с относительно катера. Площадь поперечного сечения струи 0,01 м2. Найти скорость катера, если действующая на него сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости и k = 7,5 Н с22.

3. Ракету массой 2500 кг необходимо разогнать на старте с ускорением 3g. С какой скоростью следует выбрасывать газы, если их расход составляет 30 кг/с?

Вопросы:

1. Почему современные ракеты в начальной фазе полета движутся медленно, приобретая максимальную скорость вне атмосферы?

2. Объясните, каким образом вертолет может не только подниматься выше и опускаться ниже, но и двигаться поступательно?

3. Космический корабль снабжен тремя одинаковыми двигателями. Двигатели могут быть включены одновременно, либо последовательно друг за другом, расходуя в обоих случаях одинаковую массу топлива. В каком случае корабль приобретет большую скорость?

4. Почему наиболее экономичный способ полета на Луну – пушечный выстрел?

5. Как зависит ускорение ракеты от времени от ее полета?

6. Ракета массой т зависла над поверхностью Земли. Сколько топлива в единицу времени она должна расходовать при этом, если скорость истечения газа U? Как изменится результат, если ракета поднимается с ускорением а?

7. Почему с увеличением скорости сила тяги воздушно-реактивного двигателя уменьшается?

8. Какими способами можно увеличить силу тяги воздушно-реактивного двигателя?

9. Тренированный пожарный может удерживать в руках груз весом до 900 Н. Оцените, какой максимальной высоты может достичь струя воды, вырывающаяся из шланга, конец которого пожарный держит в руках. Расход воды 30 кг/с.

10. Легче или труднее было бы плыть в сиропе, чем в воде (спор Ньютона с Гюйгенсом)?

 

III. Импульс является мерой механического движения, но эта величина не является универсальной для всех форм движения. Например, автомобиль, на который действуют равные по модулю сила тяги и сила трения, движется равномерно и прямолинейно. Импульс этого тела не изменяется и, следовательно, с помощью одного этого понятия невозможно объяснить, почему автомобиль необходимо периодически заправлять бензином.

Следовательно, необходимо ввести новую величину. Энергия – единственная мера различных форм движения материи. Различают энергию механическую, внутреннюю, электромагнитную, ядерную.

Энергия – еще одна сохраняющаяся величина, но прежде необходимо ввести понятие механической работы.

Общее выражение для работы:

A = F·Scosα

 

Единица работы в СИ: [А] = [Н∙м] = [Дж].

Обсуждение формулы:

1. Если = 0, S ≠ 0, то А = 0 (движение по инерции).

2. Если ≠ 0, S = 0, то А = 0. Существование силы вовсе не означает, что будет произведена некоторая работа. Например, плотницкая скоба может длительно удерживать доску (железная плита – магнит), но для этого не нужно топлива.

3. Работа не производится и в тех случаях, когда сила перпендикулярна перемещению и угол . Пример: движение Луны вокруг Земли, спутника.

4. Работа может быть положительной , отрицательной и равной нулю.

5. Работа, производимая данной силой, максимальна, если направление силы совпадает с направлением перемещения: А = F·S.

6. Полная работа, совершаемая над телом, является алгебраической суммой работ каждой из сил, действующих на тело. Пример: подъем груза.

А = FS, А' = Fт S, Aп = A + A' = (F - Fт)S.

а) Если F > Fт, > ; б) < т, то < , в) F = Fт, то = .

7. Геометрическое истолкование работы: Работа равна площади

F
фигуры под графиком силы в координатах F и S.

8. Формулу для измерения механической работы можно применять только при постоянной силе. А если сила переменная?

Определение: Механическая работа (А) – свойство тела передавать упорядоченное движение другому телу при взаимодействии с ним, измеряемое скалярным произведением силы на перемещение.

IV. Задачи.

1. Автомобиль, двигаясь из состояния покоя с ускорением 5 м/с2, на некотором участке пути развил скорость 36 км/ч. Сила тяги 20 кН. Определить работу, произведенную двигателем автомобиля.

2. Льдина площадью 1 м2 и толщиной 0,4 м плавает в воде. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы полностью погрузить льдину в воду?

V. § 43 Упр.23, № 1-2.

1. Десять кирпичей, каждый массой 1,5 кг и толщиной 6 см, лежат широкой своей частью на горизонтальном столе. Какую работу надо затратить, чтобы положить их друг на друга? Предложите наиболее простую формулу для вычисления работы.

 

Следовательно, половина произведения, которое называется в механике "количеством живой силы тела", может быть мерой величины работы.

Г.Гельмгольц