Методическая разработка на тему "Закон сохранения энергии"

Тема урока: «Энергия. Закон сохранения и превращения энергии  в механике»  

Цель урока:  Продолжить формирование знаний учащихся о превращении видов механической энергии друг в друга и во внутреннюю. Закрепление учащимися содержания закона сохранения и превращения энергии, формирование навыков решения практических задач.

Задачи урока:

Образовательные:  Повторение и закрепление понятия энергии, закона сохранения и изменения энергии, формул  кинетической и потенциальной энергий. Формирование  умения применять закон на практике, демонстрация прикладного значения закона и возможностей использования его в повседневной жизни.                                                                                         Развивающие:  Развитие умения увидеть в явлениях окружающего мира действие законов природы, развитие способностей на основе полученных знаний  объяснять происходящие явления,  элементов научного мышления, способности анализировать, делать выводы,  воображения,  умения делать необходимые расчеты,  экспериментальных навыков. Подчеркнуть всеобщность  и фундаментальный характер закона сохранения энергии. Продолжить обучение умению выделять  существенное в изучаемом материале  и применять знания в измененных условиях при решении задач и обсуждении теоретических вопросов.                                                                                            

 Воспитательные:  Убеждение учащихся в существовании закономерностей  в природных явлениях,  в познаваемости окружающего мира, формирование уважения к  научному знанию и убеждения в ценности научных знаний  для разных областей  человеческой деятельности, для повседневной жизни людей, формирование интереса к познанию законов природы и их применению, создание позитивного отношения учащихся к изучаемому материалу.

Оборудование: электронная версия урока, компьютер, проецирующее устройство пружинный маятник, математический маятник, установка для демонстрации закона сохранения энергии, фишки и др.

Тип урока: комбинированный.   

 План урока:

№	Этап урока	Приемы и методы	Время (мин)
1	Организационный момент	Настрой на работу.	3
2	Вступление, создание    мотивации к учебно-познавательной деятельности.	Слово учителя. Тема урока. Совместное целеполагание (цель формулируют учащиеся). Мотивация – осознавание  задач урока.	5
3	Актуализация знаний. Повторение пройденного закона сохранения энергии	Обеспечение мотивации и принятия учащимися цели учебно-познава­тельной деятельности, актуализация опорных знаний и умений. Готовность учащихся к активной учебно-познава­тельной деятельности на основе опорных знаний	10
4	Закрепление знаний: - Разминка (вопросы). - Биография ученых . - Опыты. - Физика в музее.	Обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в изменен­ной ситуации	15 5 15 5
5	Решение расчетных задач.	Формирование навыков решения задач.	20
6	Подведение итогов. Выводы. Рефлексия.		5
7	Оценивание  работы учащихся на уроке.		5
8	Домашнее задание.		3

Ход урока:

1.     Оргмомент:

Начало урока, приветствие, отметка отсутствующих,  организация работы.

2. Вступление, создание    мотивации к учебно-познавательной деятельности:

Эпиграф к уроку:

О, сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух,

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог изобретатель.

Если внимательно присмотреться,  можно заметить великое множество явлений, происходящих вокруг нас.  С некоторыми  из них мы сталкиваемся  редко. С другими явлениями  мы встречаемся ежедневно. Но за всеми этими явлениями - и уникальными,  и обыденными – внимательный взгляд и пытливый ум человека способны  увидеть действие уникального, удивительного закона природы, достойного нашего внимания и восхищения. Закон этот вам известен, но у него так много проявлений, что, надеюсь, вы сегодня не только повторите известные факты  и формулы, но и получите полезную информацию. Речь пойдет о применениях закона сохранения и превращения энергии, который мы изучали  на прошлом уроке. Предлагаю совершить экскурсию в мир явлений, связанных с законом сохранения.

Для этого давайте вместе сформулируем цель урока:

Научиться применять закон сохранения энергии  для решения практических задач.

3. Актуализация знаний.

 Повторение пройденного материала о  законе сохранения энергии.

Повторяем по слайдам понятие энергии, кинетической и потенциальной энергии, формулируем закон  сохранения полной механической энергии, закон сохранения энергии (включая  тепловую).

4.  Закрепление, решение задач.

4.1 Разминка:

Учитель: Поддержание высокого уровня жизни требует нарастающих энергетических затрат. Подсчитано, что первобытное общество производило в сутки на душу населения около- 8 МДж, феодальное общество - 100МДж, индустриально-развитое более 1000 МДж.

Поделимся на три команды.

Посмотрим,  кто же лучше из команд знает все об энергии. Какой команде начинать первой -  решит жребий.

Вопросы первой команде:

1.Назовите виды механической энергии.

2.Приведите примеры тел,  обладающих кинетической энергией.

3.Какие превращения энергии происходят, когда из детского пружинного  пистолета вылетает шарик?

4.Для расчета  потенциальной энергии деформированного тела необходимо знать…

5.Почему нагруженный автомобиль при той же  мощности   имеет меньшую скорость, чем не нагруженный?

Вопросы второй команде:

1.Назовите единицы измерения механической энергии.

2.Приведите примеры тел, обладающих потенциальной энергией.

3.Какие превращения энергии происходят при прыжке в высоту с шестом.

4.Крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгнула. Какие превращения энергии здесь произошли?

 5.Если ударить по стальному бруску, то молоток отскочит.  Если такой же удар произвести по  свинцу, то не отскочит. Какому металлу  передается большая энергия?

Вопросы третьей команде:

1.Скользящая по льду шайба, остановилась,  нет ли здесь противоречия с законом сохранения энергии?

2. Чтоб рассчитать энергию поднятого над землей тела, необходимо…

3.Может ли у легкового автомобиля импульс быть больше, чем у грузового? 4.Сформулируйте закон сохранения энергии.

5.Камень и теннисный мяч равной массы ударяют палкой. Почему теннисный мяч летит дальше?

 Система оценивания: Правильный ответ-1 балл за  каждый правильный ответ команде.

 4.2 Следующий конкурс физиков-экспериментаторов.

От каждой команды приглашаются по два человека, необходимое оборудование  участники выбирают сами. Участникам предлагаются модели математического и пружинного маятника, мячик.

Задание. Показать и объяснить превращение энергии. Максимальный балл-4.

4.3 Третий конкурс: « Узнай ученого»  Дается словесная характеристика ученого

Портрет на слайде.

 Первая команда:До середины ХIХ века почти два столетия в науке господствовала «теплородная» теория теплоты, которая исходила из факта существования особой невесомой  «теплотворной» жидкости – теплорода.

Этот ученый, наш соотечественник, на основании опытов и наблюдений, решительно  опровергал  теорию теплорода. Он писал: «Если бы теплотворная материя приставала к известям, то сами извести,  вынутые из огня, оставались бы горячими. Следовательно, или эта материя к ним не пристает, или пристающая материя - не теплотворная» Проведя сложные  рассуждения, подкрепленные опытами он пришел к выводу, что причина теплоты состоит во внутреннем движении частиц связанной материи  (М.В.Ломоносов)

 Вторая команда:

Этот ученый поставил перед собой задачу опытным путем доказать, что в самых различных процессах механическая работа превращается в теплоту в строго определенных соотношениях. Он провел целый ряд опытов, из которых следовало, что  требуется совершить конкретную работу для получения  определенного количества теплоты. (Джеймс Джоуль)

Третья команда:

 Немецкий ученый впервые объединил отдельные многочисленные, но разрозненные факты и наблюдения и нарисовал общую картину взаимного превращения различных форм энергии, известных в ту пору. Он писал, что все в мире связано взаимным превращением энергии. «Преобразуется потенциальная энергия в статических машинах, она же преобразуется в кинетическую энергию, например  в процессе падения, преобразуется в потенциальную  в маятнике и обратно, в теплоту при деформациях, ударе, трени.» (Герман Гельмгольц ).

4.4 Следующий конкурс – физическое лото.

Дается таблица. Подобрать и вставить  правильный ответ. 

1команда.

Кинетическая энергия	1-
Закон сохранения энергии	2-
Единица энергии в СИ	3-
mgh	4-
Ек2 – Ек1=	5-

2 команда.

Потенциальная  энергия	1-
F·Δt	2-
Н·м	3-
mv2/2	4-
А	5-

3 команда

Импульс тела	1-
Кинетическая энергия	2-
Закон сохранения импульса	3-
Кх2/2	4-
-(Еп2-Еп1)=	5-

4.5 Физика в музее:

На слайдах - картины известных художников.

1.     Где потенциальная энергия каждого кубического метра воды в реке больше – у её истоков или в устье?

2.     В какой реке горной или равнинной – каждый кубометр текущей воды обладает большей кинетической энергией?

3.      Каков источник энергии, за счёт которой производится помол зерна на водяной мельнице?

5.     Решить задачи:

1.Камень падает со скалы высотой 100 м. Какую скорость он будет иметь на высоте 10 м над землей?

 2. С поверхности земли со скоростью 8 м/с брошено тело под некоторым углом к горизонту. Найдите модуль его скорости на высоте 1,95 м.

3.  Пружина пистолета сжата на 5 см, жесткость пружины-400 Н/м. На какую высоту поднимется после вертикального выстрела шарик массой 10  г?

4. Тело массой 0,5 кг, брошенное вертикально вверх со скоростью 20 м/с, поднялось на высоту 15 м. Определить среднее значение силы сопротивления воздуха.

6.     Подведение итога. Рефлексия.

Достигли ли мы поставленной цели?

Достаточно ли мы усвоили закон сохранения энергии?

Чему научились, что нового узнали?

7.     Поощрение  победителей, выставление отметок.

8.     Домашнее задание:             

Решить задачи (на листе инд. заданий). Подготовить сообщение на тему «Использование  закона сохранения энергии в технике».

Список литературы:

1.      Трофимова Т.И., Фирсов В.И. Физика для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей.  Учебник для учреждений начального и среднего профессионального образования.:-М.:  2014 г

2.      Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика для средних специальных учебных заведений:Учебник Изд. 4-е.- М.: Наука, 1984

3.      Сборник задач по физике с решениями для техникумов, Самойленко П.И., :.М. Наука, 2003.