Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Конспект урока по Естествознанию на тему "Закон сохранения полной механической энергии"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Конспект урока по Естествознанию на тему "Закон сохранения полной механической энергии"

библиотека
материалов

План-конспект открытого учебного занятия


Преподаватель: Татарникова О.А. Группа: Х-115

Учебная дисциплина / Профессиональный модуль: Естествознание

Тема раздела программы: Механика

Тема учебного занятия: Закон сохранения полной механической энергии

Формируемые результаты:

  • овладение умениями и навыками различных видов познавательной деятельности для изучения различных сторон окружающего естественного мира;

  • применение основных методов познания (наблюдение, научный эксперимент) для изучения различных сторон естественнонаучной картины мира, с которыми возникает необходимость сталкиваться в профессиональной сфере;

  • умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства их достижения на практике;

  • сформированность представлений о целостной современной естественнонаучной картине мира, о природе как единой целостной системе, о взаимосвязи человека, природы и общества; о пространственно-временных масштабах Вселенной;

  • владение знаниями о наиболее важных открытиях и достижениях в области естествознания, повлиявших на эволюцию представлений о природе, на развитие техники и технологий;

  • сформированность умения применять естественнонаучные знания для объяснения окружающих явлений, сохранения здоровья, обеспечения безопасности жизнедеятельности, бережного отношения к природе, рационального природопользования, а также выполнения роли грамотного потребителя;

  • сформированность представлений о научном методе познания природы и средствах изучения мегамира, макромира и микромира; владение приёмами естественнонаучных наблюдений, опытов, исследований и оценки достоверности полученных результатов;

Цели:

Обучающая: формирование понятия полной механической энергии, создание условий для понимания сущности закона сохранения полной механической энергии.

Развивающая: развитие общих компетенций: осуществление поиска, анализа информации, использование ИКТ для решения задач, взаимодействие в группе.

Воспитательная: формирование научного мировоззрения, естественнонаучной картины мира, способности понимать красоту физических моделей и законов.

Тип учебного занятия: урок формирования новых знаний умений и навыков

Технология ИКТ Демонстрация опыт с тележкой, используя электронную модель «Сравнение потенциальной энергии тележки на наклонной плоскости и кинетической энергии тележки при движении». (http://sc.uriit.ru/catalog/res/669b5264-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/?interface=catalog&from=8f5d7210-86a6-11da-a72b-800200c9a66 Работа с электронным учебным модулем «Закон сохранения механической энергии» информационного типа ЭОР нового поколения сайта федеральный центр информационных образовательных ресурсов нового поколения: http://fcior.edu.ru.

Материально-техническое обеспечение занятия: компьютер, проектор, экран, доступ в интернет, компьютерный класс.

Межпредметные и внутрипредметные связи: физика и техника, информатика

Продолжительность учебного занятия: 80 мин

Место проведения: ГБПО ИО ИРКПО



Этап учебного занятия*

Содержание деятельности преподавателя

(задания студентам, вопросы, комментарии преподавателя, тезисы теоретического материала и пр.)

Деятельность

обучающихся

Организационные формы работы

Методы/ приемы работы

Орг. Момент.

Представление темы урока. Обзор урока.

3 мин




Актуальность темы. 5 мин


Тема нашего урока «Закон сохранения полной механической энергии»

Сегодня на уроке вы:

- узнаете, что называется полной механической энергией

- у вас будет возможность сформулировать закон сохранения механической энергии

- поработаете в группах с компьютерной моделью.

- на основании полученных результатов мы с вами сделаем выводы, в которых попытаемся раскрыть сущности данного закона.

«Понимание принципа или закона изменяет человека и его действия.

Законы существуют, не зависимо, знаем мы о них или нет.

Закон нельзя передать, закон можно только открыть.

Тот, кто понял закон, тот открыл его для себя. Для других это всего лишь формула или определение»………[1] (Анатомия закона. http://fotonnika.narod.ru/ZAKONNOV.htm#Законы)

Что дает нам знание закона сохранения механической энергии?

Например:

При разработке автомобилей знания данного закона позволяют оценить степень вреда человеку при аварии. Знание этого закона помогает человеку превращать энергию в ту форму, в которой она ему больше всего необходима. Работа гидроэлектростанции. Разработка спортивных аттракционов. Ускорителей элементарных частиц. Закон позволяет объяснить причины движения космических объектов и рассчитать их траектории. Зависимость артериального давления от роста человека.











Слушают, отвечают на вопрос










Фронтальная работа










Частично-поисковый

Актуализация

7 мин.

Игра «Цепочка» повторение.

Учебная задача: Решите задачи, ответы занесите в таблицу на доске.

Суть игры заключается в том, для решения последующей задачи вы должны использовать ответ предыдущей.

  1. На тело, движущееся с ускорением 2 м/с2, действует сила 4 кН. Определите массу тела.

  2. Какую работу совершает тело, если его скорость меняется от 0 до 20 м/с?

  3. С какой высоты опускается тело до нулевого уровня?

  4. Чему равна потенциальная энергия тела на середине пути?


Таблица. 1.Ответы «Игра цепочка»

Масса тела (кг)

Работа (Дж)

Высота (м)

Потенциальная энергия (Дж)

2*103

4*105

20

1,9*105

Сила - мера взаимодействия. Потенциальную энергию, каких тел можно определить: потенциальная энергия поднятого над Землей тела, потенциальная энергия упругодеформированного тела.

Мы с Вами вспомнили, понятия, которые нам понадобятся для изучения новой темы.


Отвечают на вопросы, решают задачи

По очереди на доске, результаты заносят в таблицу.

Фронтальная работа

Частично-поисковый

Формирования новых знаний умений и навыков

10 мин

Демонстрация опыта с тележкой.

Опыт 1. (На экране учитель демонстрирует опыт с тележкой, используя электронную модель «Сравнение потенциальной энергии тележки на наклонной плоскости и кинетической энергии тележки при движении» стр.2.)[5](http://sc.uriit.ru/catalog/res/669b5264-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/?interface=catalog&from=8f5d7210-86a6-11da-a72b-800200c9a66 01.09.2015г.)


hello_html_40424782.png








На предыдущих уроках мы изучили, понятие потенциальной энергией и кинетической.

Проведем следующий опыт. Тележку массой m установим на наклонной плоскости высотой h. Тележка, скатившись, с наклонной плоскости, будет двигаться по инерции. Если не учитывать силу трения тележки о стол, то ее движение можно считать равномерным.

Введем понятие полной механической энергии.

hello_html_339508cf.gif - есть полная механическая энергия.

Выполнив необходимые измерения, давайте, вычислим полную механическую энергию в точке на вершине плоскости и полую механическую энергию в нижней точке при спуске с наклонной плоскости.

Вычисления показывают, что полная механическая энергия на вершине плоскости равна полной механической энергии в нижней точке при спуске с наклонной плоскости.

Рис.1 Электронная модель «Сравнение потенциальной энергии тележки на наклонной плоскости и кинетической энергии тележки при движении».

Вывод: Полная механическая энергия сохраняется.

Опыт 2. Опытная установка изображена на рис.2. (Учитель проводит эксперимент с маятником).

Нитяной маятник, в начале, висит неподвижно. Отмечаем это положение как положение равновесия. Отклоняем маятник на некоторый угол и замечаем, что маятник проходит положение равновесия и отклоняется в противоположное направление. Что произошло? Почему колебания прекращаются?



hello_html_m7e64e4f9.png


Рис.2. Эксперимент с математическим маятником.

Вывод: Чем на больший угол отклоняем маятник от положения равновесия, тем большую скорость будет иметь маятник, проходя его. Значит, потенциальная энергия в верхней точке (мах отклонение) при отклонении маятника превращается в кинетическую, при прохождении положения равновесия, а затем снова превращается в потенциальную при отклонении в противоположном направлении. Колебания прекращаются потому, что механическая энергия теряется в результате действия силы сопротивления воздуха. Значит, если устранить действие сил сопротивления воздуха, тогда система маятник - Земля будут взаимодействовать только друг с другом, и в этом случае колебания будут продолжаться бесконечно долго, т.е. попеременно будут превращаться друг в друга потенциальная и кинетическая энергии.

Ввод понятия замкнутой системы.

Замкнутой системой тел называется система тел, в которой тела взаимодействуют только между собой и не взаимодействуют с внешними телами.

Опыт 3.

Давайте рассмотрим колебания груза на пружине (без трения). (Учитель на экране демонстрирует электронную модель «Движение груза на пружине») [4] (http://fcior.edu.ru/card/8120/zakon-sohraneniya-mehanicheskoy-energii.html 01.09.2015г.).

hello_html_196984f7.png

Рис.3. Электронная модель движения груза на пружине.

В начальный момент растянутая пружина обладает потенциальной энергией, а кинетическая энергия тела равна 0, так как тело находится в покое. Когда пружина под действием силы упругости начнет сжиматься, ее потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию груза.

В процессе движения скорость груза увеличивается, а следовательно увеличивается его кинетическая энергия. Пройдя положение равновесия, груз, продолжая двигаться по инерции, сжимает пружину, при этом скорость его уменьшается. В процессе колебания кинетическая энергия груз переходит в потенциальную энергию груза, и наоборот. Но полная энергия сохраняется. Так как колебания не затухают.

Формулировка закона: В замкнутой системе полная механическая энергия сохраняется.


Слушают, наблюдают за экспериментами, отвечают на вопросы.

Фронтальная работа

Объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый



Закрепление

20 мин

Работа в группах. Инструктаж.

При закреплении изученного материала используется ПК и ЭУМ «Закон сохранения механической энергии» информационного типа [4]. (http://fcior.edu.ru/card/8120/zakon-sohraneniya-mehanicheskoy-energii.html 01.09.2015г.)

В модели 2.1.(стр.2 модуля) демонстрируется изменение кинетической и потенциальной энергии мальчика, спускающегося на санках без трения с горы сложного профиля.

hello_html_4fe13420.png

Рис. 4. Модель кинетическая и потенциальная энергия.

Учебная задача: Проверить выполняется ли закон сохранения механической энергии данной компьютерной модели при движении мальчика с горы.

В каждой группе выбирается: экспериментатор, анализатор, эксперт. Экспериментатор тот человек, который будет, меняя значения, запускать модель. Анализатор - вести записи, заполнять таблицу. Эксперт формулирует выводы.

Таблица 2. для заполнения:

опыта

Масса

мальчика (кг)

Значение скорости в конце пути (м/с)

Значение потенциальной энергии в начале пути (Дж)

Значение кинетической энергии в конце пути (Дж)

Профиль горы (указать форму траектории)

1






2






3






4







Инструкция по работе с компьютерной моделью:

Вам необходимо провести четыре опыта:

В каждом из опытов необходимо менять одну из величин: массу мальчика или форму горы.

Результаты опытов записать в таблицу 2.

На основании выполненных опытов Вам необходимо сформулировать вывод, отвечая на следующие вопросы:

  1. Какую максимальную скорость, может достичь, тело на данной модели? Почему?

  2. Чему равна кинетическая энергия при данной скорости?

  3. Учитывается ли в данной модели сила трения между санками и поверхностью горы?

  4. Является ли представленная на модели система замкнутой? Почему?

  5. Можно ли увеличить кинетическую энергию в конце пути при изменении профиля горы?

  6. Применим ли закон сохранения механической энергии для данной модели?

Выявление сущности закона

Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой силами тяготения, силами упругости (консервативными силами).

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости, действуют силы трения или силы сопротивления среды.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (тепловую).

Работают в группе с моделью ЭУМ «Закон сохранения механической энергии», проверяют справедливость закона сохранения энергии, заполняют таблицу.

Групповая работа

Частично-поисковый, поисковый

Применение

15 мин

Решение задач. Инструктаж.

Решить первую задачу в модуле «Закон сохранения механической энергии (практического типа)» после решения не закрываете модуль, для проверки задачи откройте эл. журнал в модуле.

Вам предлагается на выбор три задачи: первая легкая, вторая сложная, третья еще сложнее. Те, кто выберет первую задачу - решает и завет преподавателя, те, кто вторую и третью решает, если затрудняется, смотрит решение задачи и оформляет в тетради.

Выполняют дифференцированные задания в ЭУМ практического типа.

Индивидуальная работа с ЭОР

Частично-поисковый

Итог урока

Домашняя работа

Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения энергии.

Энергия никогда не исчезает и не возникает из «ни чего», она только переходит из одного вида в другой, от одного тела к другому.

Д.З. Ответить на вопрос:

Как вы думаете, откуда взялась энергия на момент зарождения вселенной.

Критерием оценки ваших рассуждений будет служить непротиворечивость физическим законам. (не должны противоречить законам)

ответ о том что, энергия возникла из ничего противоречит закону сохранения энергии.

Рефлексия. Ответьте на один из предложенных вопросов:

  1. Я сегодня на уроке узнал о…

  2. Мне понравились на уроке моменты…

  3. Я чувствую себя..

  4. Я хотел бы узнать по данной теме о..

  5. Я хотел бы изучить подробнее по данной теме следующие вопросы…

  6. Мне не понравилось..

Подпишите листочки. На листочках ответьте на один из вопросов, предложенных в карточках. По данным листочкам будет происходить отметка отсутствующих на занятии.

Слушают, отвечают на вопросы, фиксируют Д.З

Фронтальная работа

Частично-поисковый



Зав. Кафедрой математики и информатики Гусева А.В._____________

Эксперт преподаватель информатики Глазырина М.В.____________



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 12.02.2016
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров211
Номер материала ДВ-445178
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх