Системный подход в обучении физики как средство активизации познавательной активности обучающихся (стр. 8 )

Задача 2. Сечение поршня паровой машины равно S = 100 см2, ход поршня l = 50 см. Пар поступает в цилиндр под давлением р1 = 196 кПа, которое в процессе смещения поршня на Dl= 1 см равномерно понижается на Dр =1,96 кПа. Какую мощность развивает машина, когда вал ее делает f = 240 об/мин?

Решение.

Если в цилиндр ввести пар при избыточном дав­лении р, поршень начнет перемещаться и приведет во вращение вал. Полагая, что работа расширения пара целиком идет на создание мощности машины, эту мощность можно вычислить по формуле

N = , (1)

где А1 — работа пара за один ход поршня; t — продолжитель­ность хода.

В данном случае в отличие от ранее разобранных примеров пар расширяется не изобарически. Чтобы вычислить работу рас­ширения газа при переменном давлении с помощью формулы A=pDV, нужно знать среднее давление pср. Тогда А = рсрDV.

Если давление изменяется пропорционально смещению порш­ня, то

pср= ,

где р1 и p2 — давления в начале и в конце рассматриваемого перемещения.

Допустим, что в крайних положениях поршня (в начале и в конце процесса расширения пара) давление и объем пара в цилиндре были равны соответственно р1, V1 и р2, V2, тогда при одном ходе поршня пар совершит работу:

A1=(V2-V1)

По условию задачи при перемещении поршня на единицу длины (Dl=1 см) давление пара уменьшается на величину Dр, поэтому в конце хода поршня, когда смещение достигает ве­личины l, давление понизится на l и станет равным

p2=p1- l

Если сечение цилиндра равно S и ход поршня l, то макси­мальное приращение объема пара равно:

V2-Vl = Sl.

С учетом двух последних равенств формулу работы пара за один ход можно представить в виде:

A1=(p1- )Sl. (2)

Продолжительность одного хода поршня легко определить, зная скорость вращения вала f. За один ход поршня вал делает пол оборота, поэтому в формуле: t= ( 3 )

нужно взять число оборотов п = 0,5.

Подставляя выражения (2) и (3) в формулу мощности (1) и проводя вычисления, получим:

N=(p1- )Sl ; N»6 к Вт.

III. Решение задач, содержащихся в КИМах по физике [2].

Задания с кратким ответом

В2. Для определения удельной теплоемкости вещества тело массой

400 г, нагретое до температуры 100 °С, опустили в железный стакан ка­лориметра, содержащий 200 г воды. Начальная температура калоримет­ра с водой равна 30 °С. После установления теплового равновесия тем­пература тела, воды и калориметра оказалась равна 37 °С. Определите удельную теплоемкость вещества исследуемого тела. Масса калоримет­ра равна 100 г, удельная теплоемкость железа равна 640 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость воды равна 4180 Дж/(кг·К).

В4. В электрический кофейник налили воду объемом 0,75 л и вклю­чили нагреватель. Через 20 мин после включения вся вода выкипела. Мощность нагревателя равна 2 кВт, КПД нагревателя равен 0,8. Како­ва была начальная температура воды? (Ответ выразите в градусах Цель­сия, округлив до целого числа.)

Задания с развернутым ответом

С6. Теплоизолированный сосуд объемом V=2 м3 разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент времени в од­ной части сосуда находится гелий массой 1 кг, а в другой — аргон мас­сой

1 кг. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы аргона нет. Начальная температура гелия равна температуре ар­гона: Т= 300 К. Определите внутреннюю энергию газа, оставшегося в той части сосуда, где первоначально находился гелий, после установ­ления равновесия в системе.

III.  Задание на дом. В1, В3 на стр.72 и С4 на стр.75 [2]

IV.  Рефлексия

Литература:1., Москва «Просвещение», 1996

2.ЕГЭ, физика 2003-2004, Москва «Просвещение», 2003

Приложение 7

Использование информационных технологий на уроках физики.

1. Компьютерные модели.

Модель 6.8.  Ядерный реактор

Ядерный реактор - это устройство, предназначенное дляпревраще-ния энергии атомного ядра в электрическую энергию. В ядре реактора находится радиоактивное вещество (обычно, уран или плутоний). Энергия, выделяемая за счет α-распада этих атомов, нагревает воду. Получающийся водяной пар устремляется в паровую турбину; за счет ее вращения в электрогенераторе вырабатывается электрический ток. Теплая вода после соответствующей очистки выливается в расположенный рядом водоем; оттуда же в реактор поступает холодная вода. Специальный герметичный кожух защищает окружающую среду от смертоносного излучения. Специальные стержни поглощают нейтроны. С их помощью можно управлять ходом реакции.

Нажмите кнопку "Поднять" (это можно сделать, только если будут включены насосы, закачивающие холодную воду в реактор) и включите "Условия процесса". После того, как стержни будут подняты, начнется ядерная реакция. Температура T1 внутри реактора возрастет до 300° С, и вода вскоре начнет кипеть. Взглянув на амперметр в правом углу экрана, можно убедиться, что реактор начал вырабатывать электрический ток. Задвинув стержни обратно, можно приостановить цепную реакцию.

2. Использование тестов.

Движение и силы

За какое время велосипедист проедет 250 м, двигаясь со скоростью 5 м/с?

1250 с;
20 с;
50 с;
30 с.

На каком расстоянии от пристани окажется лодка через 15 с, двигаясь по течению реки? Скорость течения воды

4 м/с.
30 м;
40 м;
50 м;
60 м.

Поезд движется со скоростью 60 км/ч. Какое расстояние он пройдет за 1,5 ч?

120 км;
80 км;
90 км;
150 км.

Через 5 с после вспышки молнии наблюдатель услышал раскаты грома. На каком расстоянии произошел грозовой разряд, если считать, что свет распространяется почти мгновенно, а скорость звука 0,34 км/с?

170 м;
68 м;
1700 м;
345 м;
335 м.

За один оборот вокруг Земли искусственный спутник прошел путь 43 200 км. За какое время он совершил полный оборот вокруг Земли, если его скорость 8000 м/с.

2100 с;
3600 с;
5400 с;
8000 с;
540 с.

Нажми на кнопку   для завершения теста:

Конец формы

Подведем итоги. Если Вы набрали:

0-2 баллов. Очень плохо. Выучи формулы. 3 балла. Неплохо, но нужно быть внимательнее, чаще смотреть в учебник. 4 балла. Хорошо. Есть возможности стать отличником. 5 баллов. Молодец! Так держать

Литература: СД диск физика 10 – 11 класс, «1С: школа» Москва «Просвещение» 2004 год.

Приложение 8

Методика диагностики мотивации учения и эмоционального отношения к учению в средних и старших классах школы.

Автор .

Порядок проведения

Методика проводится фронтально – с целым классом или группой учащихся. После раздачи бланков школьникам предлагается прочесть инструкцию. После этого учащиеся работают самостоятельно. Заполнение шкалы вместе с чтением инструкции – 10 – 15 мин.

Обработка результатов

Шкалы познавательной активности, тревожности и негативных эмоций, входящие в опросник, состоят из 10 пунктов, расположенных в следующем порядке ( см. табл. 1 ).

Таблица 1

Ключ

Шкала	Пункты, номера
Познавательная активность	2 6 10 14 18 22 26 30 34 38
Мотивация достижения	4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Тревожность	1 5 9 13 17 21 25 29 33 37
Гнев	3 7 11 15 19 23 27 31 35 39

Некоторые из пунктов опросника сформулированы таким образом, что оценка «4» отражает высокий уровень познавательной активности, тревожности или гнева. Другие сформулированы таким образом, что высокая оценка выражает отсутствие тревожности или познавательной активности.

Балльные веса для пунктов шкал, в которых высокая оценка выражает наличие высокого уровня эмоции, подсчитываются в соответствии с тем, как они подчеркнуты на бланке:

на бланке подчеркнуто: 1 2 3 4