Механическая энергия тела и её виды. Закон сохранения энергии в механике.

Разработка урока №22

Тема

«Механическая энергия тела и её виды. Закон сохранения энергии в механике.»(в условиях интенсификации отработки программы)

Урок разработала учитель физики:

Субботина В.А. МОУ «Школа №2 им. Героя Советского Союза Ю.М. Двужильного г. Донецка.»

Урок № 22

Тема урока: «Механическая энергия тела и её виды. Закон сохранения энергии в механике.»

Цели урока:

Дидактическая: Расширить знания о механической энергии, о законе сохранения полной механической энергии.

Развивающая: Продолжать развивать политехническое образование. Учить решать задачи.

Воспитательная: Воспитывать трудолюбие. Расширить кругозор обучающихся.

Оборудование : шарик, песок, груз на пружине, наклонная плоскость.

Тип урока: комбинированный.

План урока

1. Актуализация опорных знаний (12 мин)

2. Изучение нового учебного материала (20 мин)

3. Закрепление нового материала (8 мин)

4. Итоги урока (3 мин)

5. Домашнее задание (2 мин)

Ход урока

1. Актуализация опорных знаний.

Опрос по теме урока: «Механическая работа и мощность» У доски отвечает 4 ученика:

1. Механическая работа и мощность

2. Анализ формулы механической работы.

3. Ученик решает задачу у доски: Определите работу сил трения, если автомобиль массой 2000кг перемещается по горизонтальной дороге на 500м. Коэффициент трения равен 0,02.

4. Другой ученик у доски решает задачу: Подъёмный кран поднимает контейнер с кирпичом объёмом 2 м³ в течение 40с. Какова работа двигателя крана, если скорость подъёма 0,25м/с, а плотность кирпича 1800кг/м³?

Остальные ученики класса слушают отвечающих, исправляют, дополняют.

1. Новый материал.

Учитель спрашивает у учеников: «Что они знают об энергии?» После обсуждения записывают: «Энергия – физическая величина, показывающая какую работу может совершить тело.» Совершённая работа равна изменению энергии тела.

[ E ]=[ A ]= Дж

«Какие виды энергии вы знаете?» Ученики вспоминают: атомная, внутренняя, потенциальная, кинетическая. Учитель обращает внимание, что сейчас мы займёмся механической энергией, поэтому займёмся потенциальной и кинетической энергией.

Показываю демонстрации: а)шарик падает с некоторой высоты на песок, б)груз на пружине (пружину растягиваем. сжимаем), в)шарик, скатываясь по наклонной плоскости, перемещает цилиндр. Ученики смотрят, слушают пояснения.

Потенциальная энергия – энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. (Записывают в тетради

А) Рассматриваем потенциальную энергию тела поднятого над нулевым уровнем (см. рис. 1 в приложении ) Доказываем, что работа силы тяжести на пути АБ и на пути АСВ равна: Е = mgh. Обращаю внимание, что работа силы тяжести не зависит по какой траектории двигалось тело, а определяется только начальным и конечным положением данного тела относительно 0 уровня. Доказываю, что работа совершаемая силой тяжести равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

А = -( Е₂ – Е₁ ) – теорема о потенциальной энергии (1)

Б) Подобным образом разбираемся с потенциальной энергией упруго ₁графический метод, применяя закон Гука, и формулу для площади прямоугольного треугольника,получаем Е = кх²/2(см. рис.2). Доказываю на доске, что для энергии упруго деформированного тела справедлива теорема о потенциальной энергии см. формулу (1). Рисунок в учебнике 5.14 стр. 142.и доказательство теоремы также есть.. Ученики слушают, кратко конспектируют.

В) Вспоминаем, что кинетическая энергия – это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Рассматриваем движение тела под действием постоянной силы по горизонтальной поверхности см. рис.5.4 стр.135 учебника.

Рассуждаем: если на тело действует постоянная сила, то тело двигается с ускорением, следовательно при движении изменяется скорость, тело перемещается, следовательно совершается работа, и следует ожидать, что работа зависит от изменения скорости: A = F S, F = ma , S = v² – v²/2a, E = =mv²/2 – кинетическая энергия.

A = mv₂^/2/2 – mv₂²/2 = E_k2 – E_k1 – теорема о кинетической энергии.

Работа равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению его кинетической энергии. Отмечаем, что [ Е ] = Дж.

Г) Закон сохранения полной механической энергии. Вопрос ученикам: «Какая энергия называется полной механической?» Ответ: «Полная механическая энергия – это сумма кинетической и потенциальной энергии тела.» Доказательство этого закона см. в учебнике стр.

Полная механическая энергия тела или замкнутой системы тел, на которые не действуют силы трения, остаётся постоянной.

3)Закрепление нового материала.

У доски решаем задачу на закон сохранения энергии, в которой есть и потенциальная и кинетическая энергии, и работа силы трения. №412 из сборника задач по физике. Ученики записывают в тетради.

1. Итоги урока

Выставление оценок.

4)Домашнее задание: Учим параграфы 41 – 45, решаем задачи из учебника стр.133(С1), стр.139(№1, №2)