Подборка задач. Работа с формулами.
план-конспект урока по физике (7 класс)

Вывод формул в физике — это как конструктор: мы берем базовую деталь и заменяем её части другими, равными им по значению.

Для мощности (N) в 7 классе чаще всего нужно уметь связывать её с силой и скоростью.
Мы знаем определение: мощность — это скорость совершения работы.
N=A/t
Где (A) — работа, (t) — время)

Вспоминаем, что такое работа
Формула механической работы:
A=F*s
Где (F) — сила, (s) — пройденный путь.

Объединяем (Метод подстановки):
Теперь просто подставим выражение для работы F*s в нашу первую формулу вместо буквы (A):
N=F*s/t

Видим скрытую формулу:

Посмотрите на дробь s/t. В физике путь, деленный на время — это скорость (v):

v=s/t
Заменяем эту дробь на одну букву \(v\) и получаем итоговую дополнительную формулу:

N = F * v

(Мощность = Сила * Скорость)

Когда какую формулу использовать?

• Используй N = A/t, если в задаче даны «джоули» и «секунды».

• Используй N = F *v, если машина или животное движется равномерно (с постоянной скоростью).

• Если нужно найти работу, зная мощность: A = N * t

.Давайте выведем формулу для массы (m), если нам известна мощность подъема, время и высота. Это часто встречается в задачах про краны и лифты. 

Собираем формулу по шагам:

1. Главная формула:
   Мощность — это работа в единицу времени:
   N=A/t

2. Работа при подъеме:
   Чтобы поднять груз, нужно преодолеть силу тяжести. Работа (A) в этом случае равна силе тяжести F_т = mg, умноженной на высоту (h):
   A=mgh

3. Объединяем:
   Подставляем выражение для работы в формулу мощности:
   N=mgh/t

4. Выражаем массу (m):
   Чтобы оставить (m) одну, переносим (t) наверх (к мощности), а (g) и (h) — вниз:

 m = N*t/g*h

Коротко о главном:

• Формула: N = A/t (Мощность = Работа / Время)

• Единицы: Ватт (Вт), 1 кВт = 1000 Вт.

• Взаимосвязь: A = F*s , значит N = F * v (Сила * Скорость).

•  Пример задачи
  Условие: Подъемник мощностью 2 кВт (2000 Вт) поднимает груз на высоту 10 м за 5 секунд.
  Какова масса груза? (Примем g = 10 Н/кг).
  Решение:
  Подставляем числа в нашу новую формулу:
  m=2000*5/10*10=10000/100=100 кг
  Ответ: 100 кг.

Уровень 1: Разминка (на формулу)

1. Простая работа: За 20 секунд двигатель совершил работу 4000 Дж. Какова его мощность?

2. Перевод единиц: Выразите в ваттах: 0,5 кВт; 2,3 кВт; 150 мВт.

3. Поиск времени: Мощность вентилятора 50 Вт. За какое время он совершит работу в 1000 Дж?

Уровень 2: Применяем силу и расстояние

4. Подъем груза: Подъемный кран поднимает бетонную плиту массой 500 кг на высоту 10 метров за 20 секунд. Найдите мощность крана. (Примите g = 10 Н/кг.)

5. Горизонтальное движение: Лошадь тянет телегу с силой 400 Н со скоростью 2 м/с. Какую мощность развивает лошадь?

6. Штангист: Спортсмен поднял штангу весом 1200 Н на высоту 2 м за 0,8 с. Какую мощность он развил?

Уровень 3: Задачи «со звездочкой»

7. Насос: Насос за 1 минуту выкачивает 120 литров воды из колодца глубиной 10 метров. Какова мощность насоса? 

8. Сравнение: Кто развивает большую мощность: медленный слон, поднимающий бревно массой 200 кг на 1,5 м за 5 секунд, или быстрый атлет, поднимающий гирю 20 кг на 2 м за 0,5 секунды?

Краткие ответы для самопроверки:

1. 200 Вт.

2. 20 с.

3. 2500 Вт (или 2,5 кВт).

4. 800 Вт.

5. 3000 Вт (или 3 кВт).

6. 200 Вт