Конспект урока "Закон сохранения механической энергии"

Тема урока: «Закон сохранения механической энергии»

Цель: Раскрытие учащимися, в ходе урока, смысла закона сохранения энергии, получение сведений о границах его применимости, приобретение умения описывать преобразования энергии при движении тел и решении задач.

Задачи:

Обучающие: Создать условия для формирования умений, обеспечивающих самостоятельное успешное применение закона сохранения механической энергии к решению задач на преобразование энергии придвижении тел

Развивающие: Способствовать развитию умений самостоятельно  выделять главное, обобщать и систематизировать имеющиеся знания. Развивать умение грамотно выражать свои мысли, строить логически выдержанный рассказ.

Воспитательные: Продолжать работать над совершенствованием качеств, отражающих отношение к другому человеку: дисциплинированность, вежливость, добросовестность, товарищество.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы работы учащихся: фронтальный опрос, объяснение, беседа.

Оборудование: компьютер, экран, мультимедийный проектор, шарик, шарик подвешенный на нити, брусок, наклонная поверхность, мячик.

Дидактический материал: задания на  карточках.

I. Организационный этап

В природе много тайн. А физика – это наука о природе, разгадавшая больше загадок мироздания, чем любая другая. И я предлагаю Вам приоткрыть одну из таких тайн. Жажда открытий была главной движущей силой, «действующей» на ученых в их очень трудном, но и самом интересном деле – поиске истины. Есть удивительные законы и один из них мы сегодня рассмотрим. Многие ученые посвятили жизнь изучению этого закона, а мы с Вами еще посмотрим, как он влияет на нашу жизнь. Попробуем понять, почему он необходим нам в повседневной жизнедеятельности.

Для того чтобы сформулировать тему и цель нашего урока, мы вспомним то, что проходили на прошлом уроке.

II.  Проверка  ЗУН

1.Организация работы с дидактическими карточками, направленными на выяснение степени усвоения заданного  на дом материала, определение типичных недостатков. - Я раздам   карточки 2-x вариантов. Ваша задача заполнить пустую строку таблицы для   определенной физической величины: работы, потенциальной или кинетической энергии.    КАРТОЧКА 1 вариант Обозначение  Физических  величин Название Единица Измерения  СИ Формулы А Энергия - Fтяж H Сила упругости =  - k x Сила трения F = …mg Ер Потенциальная энергия тела поднятого над Землей Дж Ер=… Потенциальная энергия упруго деформированного  тела ….= k x2/2 Ек …=mv2/2 КАРТОЧКА  2 вариант Обозначение  Физических  величин Название Единица измерения СИ Формулы Механическая работа Энергия Сила тяжести Сила упругости Сила трения Потенциальная энергия тела поднятого над Землей Потенциальная энергия упруго деформированного тела Кинетическая энергия

III. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала.

      Демонстрационные опыты (учитель рассказывает как проделывать опыт, затем ученики делают выводы)

1 опыт. Опытная установка изображена на рис. 1. В ходе опыта изменяем высоту скатывания шарика, замечаем расстояние, на которое сдвигается брусок, лежащий на горизонтальной плоскости.

 

Вывод: Чем с большей высоты скатывается шарик, тем большую скорость он приобретает и тем большую работу он может совершить, передвигая брусок.

2. опыт. Опытная установка изображена на рис. 2.  Нитяной маятник в начале висит неподвижно. Отмечаем это положение как нулевой уровень потенциальной энергии. Отклоняем маятник на некоторый угол и замечаем, что маятник проходит нулевой уровень и отклоняется в противоположное направление. Что произошло? Почему колебания прекращаются?

 

Вывод: Чем на больший угол отклоняем маятник из нулевого положения, тем большую скорость будет иметь маятник, проходя его. Значит, накопленная потенциальная энергия при отклонении маятника превращается в кинетическую, при прохождении нулевого положения, а затем снова превращается в потенциальную при отклонении в противоположном направлении. Колебания прекращаются потому, что механическая энергия теряется в результате действия непотенциальных сил (силы сопротивления воздуха).

IV. Этап усвоения новых знаний

Из всех экспериментов, какой вывод можно сделать? Учащиеся: Энергия не исчезает и не появляется вновь. Она только переходит от одного тела к другому или из одного вида в другой. Откроем тетради и запишем число и тему урока «Закон сохранения  механической энергии» Деятельность учителя 3 опыт. Отпускает из рук мячик. Мячик падает на пол и отскакивает. За счёт действия какой силы происходит движение мячика вниз? Ответ.  - За счёт действия силы тяжести.  - Чему равна работа силы тяжести? Можно это выразить математически? Ответ.  - Работа силы тяжести равна убыли потенциальной энергии.      A= - (Ep2 – Ep1)     (1)  - Что можно сказать о скорости мячика при мере приближения к полу? Ответ. - скорость мячика возрастает  - Значит ли это, что с другой стороны работа силы тяжести равна изменению кинетической энергии тела? Если да, то вырази это математически? Ответ. - да.    A= Ek2 - Ek1     (2) - Насколько убывает потенциальная энергия и насколько увеличивается кинетическая? Ответ. - можно предположить, что одинаково, учитывая, что работу одной и той же силы мы выразили в одном случае через убыль потенциальной энергии, а другом через увеличение кинетической Следовательно (1) =(2) - (Ep2 – Ep1) = Ek2 - Ek1  - Преобразуй, полученное выражение так, чтобы в левой части выражения стали потенциальная и кинетическая энергии на начало движения, а в правой на момент удара о землю. Ответ.  - Ek1 +Ep1 =Ek2+Ep2 Движение мячика могло бы продолжаться сколь угодно долго, если бы не было потерь энергии на сопротивление, т.е. если бы тела взаимодействовали бы только друг с другом и не взаимодействовали бы только силами тяготения или упругости. В данном случае речь идёт о замкнутой системе тел. Если ввести, что  - есть полная механическая энергия, то закон сохранения полной  механической энергия можно записать в виде:  - математическая запись закона сохранения полной механической энергии. Формулировка закона: Полная механическая энергия замкнутой, или изолированной, системы при всех изменениях в системе сохраняется. Механическая энергия не возникает и не пропадает. Она превращается из одного вида в другой. Полная энергия остается неизменной. Закон сохранения энергии был открыт экспериментальным путем независимо друг от друга тремя учеными: Робертом Майером (немецкий физик и врач), Джеймсом Прескоттом Джоулем (английский физик) и Германом Гельмгольцем (немецкий ученый). Почти за сто лет к открытию этого закона очень близко  подошел выдающийся русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов.                                                           V. Закрепление изученного материала. Рассмотрим пример разобранных задач в учебнике и приступим к самостоятельному решению. Задача1*. Вагон массой 2∙104кг, двигаясь со скоростью, модуль которой 1м/с, упирается в вертикальную стену, в результате чего сжимаются две параллельные буферные пружины жесткостью 1∙106Н/м каждая. Найдите максимальную деформацию пружины. Задача2. С какой скоростью должна лететь хоккейная шайба массой 160г, чтобы ее импульс был равен импульсу пули массой 8г, летящей со скоростью 600м/с.

VI. Рефлексивно – оценочный этап

Учитель: Наш урок подходит к концу. Мы с Вами в очень активной форме изучили  закон сохранения энергии, вспомнили основные формулы.

1)Какую задачу мы ставили перед собой на уроке?

Ответ:1)Ввели  понятие полной механической энергии. Получили закон сохранение механической энергии на опыте и экспериментально. Научится решать задачи с применением закона сохранения механической энергии.

- 2)Мы выполнили ее? ответ: Да

Объявить оценки.

Урок окончен.