Temat

Rozwiązywanie zadań problemowych z działów o pracy, mocy i energii

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

III. Energia. Uczeń:

3) posługuje się pojęciem energii kinetycznej, potencjalnej grawitacji i potencjalnej sprężystości; opisuje wykonaną pracę jako zmianę energii;

4) wyznacza zmianę energii potencjalnej grawitacji oraz energii kinetycznej;

5) wykorzystuje zasadę zachowania energii do opisu zjawisk oraz zasadę zachowania energii mechanicznej do obliczeń.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Powtórzenie wiadomości z działu praca, moc, energia.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Posługiwanie się pojęciem pracy, mocy, energii.

2. Opisywanie przemian energetycznych.

3. Stosowanie zasady zachowania energii mechanicznej.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- posługuje się pojęciem pracy, mocy i energii,

- stosuje zasadę zachowania energii mechanicznej podczas rozwiązywania zadań.

Metody kształcenia

1. Odwrócona klasa.

2. Stopniowanie trudności.

Formy pracy

1. Samodzielna praca nad rozwiązywaniem zadań.

2. Pogadanka.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Zadania wprowadzające.

Proszę wykonać polecenia.

1. Zdzisław przesunął o 3 m paczkę leżącą na podłodze, wykonując pracę 0,6 kJ. Oblicz wartość siły, którą działał (załóż, że miała ona kierunek poziomy i stałą wartość).

2. Silnik SIndeks dolny 1₁ wykonał pracę 120 J w czasie 20 s, a silnik SIndeks dolny 2₂ pracę 1,8 kJ w czasie 5 minut. Który z nich dysponuje większą mocą?

3. Oblicz moc radioodbiornika, który w czasie 3 godzin zużywa 0,6 kWh energii (1 kWh = 1000 W ∙ 3600 s = 3600000 J).

Odpowiedź:

1. 200 N.
2. Ich moce są jednakowe.
3. 200 W.

Realizacja lekcji

[Ilustracja interaktywna]

Proszę rozwiązać test powtórzeniowy.

Polecenie 1

Jakim wzorem określamy pracę:

a) $F=\frac{m}{g}$
b) $E=sh$
c) $W=Fs$
d) $P=Wt$

Polecenie 2

Jakim wzorem określamy moc:

a) $W=Fs$
b) $P=\frac{W}{t}$
c) $E=mgh$
d) $P=\frac{t}{W}$

Polecenie 3

Jednostką pracy jest:

a) volt
b) dżul
c) niuton
d) wat

Polecenie 4

Jednostką mocy jest:

a) dżul
b) niuton
c) wat
d) amper

Polecenie 5

Kiedy ciało zdolne jest do wykonania pracy?

a) Kiedy ma prędkość.
b) Kiedy nadamy mu przyspieszenie.
c) Kiedy podmuchamy na nie suszarką.
d) Kiedy posiada energię.

Polecenie 6

Jakie wielkości charakteryzują energię potencjalną?

a) Prędkość, czas, droga.
b) Masa, wysokość.
c) Wysokość, masa, przyspieszenie grawitacyjne.
d) Siła, droga, tarcie.

Polecenie 7

Jakie wielkości charakteryzują energię kinetyczną?

a) Przyspieszenie, masa.
b) Prędkość, wysokość.
c) Masa, prędkość.
d) Siła, wysokość.

Polecenie 8

Jeżeli prędkość ciała zwiększymy 2 razy, to jego energia kinetyczna:

a) Zwiększy się 5 razy.
b) Pozostanie bez zmian.
c) Zmniejszy się 4 razy.
d) Zwiększy się 4 razy.

Polecenie 9

Jeżeli słoik z konfiturą o masie 1 kg podniesiesz na półkę na wysokość 1 m, to słoik ten będzie miał energię potencjalną równą:

a) 1 J.
b) 10 J.
c) 100 J.
d) 1000 J.

Polecenie 10

Kiedy w sensie fizyki nie wykonujemy pracy?

a) Wtedy gdy przesuwamy ciało siłą na odległość.
b) Wtedy gdy podnosimy ciało na pewną wysokość.
c) Wtedy gdy niesiemy zakupy.
d) Wtedy gdy kopiemy dół i wyrzucamy z niego ziemię.

Odpowiedzi do testu.

1 - c, 2 - b, 3 - b, 4 - c, 5 - d, 6 - c, 7 - c, 8 - d, 9 - b, 10 - c.

Proszę wykonać następujące polecenia.

Polecenie

Jaką energię kinetyczną ma ciało o masie 2 kg, które porusza się z prędkością 5 $\frac{m}{s}$?

Odpowiedź: 25 J.

Polecenie

Jaką masę ma ciało, które podniesione na wysokość 5 m posiada energię potencjalną o wartości 100 J?

Odpowiedź: 2 kg.

Polecenie

Jaką pracę wykona Staś przesuwając stół siłą 60 N na odległość 5 m?

Odpowiedź: 300 J.

Polecenie 4

Z jaką mocą pracował robotnik, który swoją pracę o wartości 3600 J wykonał w czasie 10 minut?

Odpowiedź: 6 W.

Polecenie 5

Jaką pracę wykona silnik o mocy 1,2 kW, jeżeli pracował przez 120 s?

Odpowiedź: 144 kJ.

Podsumowanie lekcji

Rozwiązanie powyższych poleceń spowoduje bardzo dobre utrwalanie wiadomości z zakresu pracy, mocy i energii.