Методическая разработка по физике на тему "Энергия"

Дата ____________________Урок ________________________ Класс _______________

Энергия

Цели: 1. Образовательный аспект: знакомство с видами механической энергии, с формулами  для расчета  кинетической, потенциальной, механической энергии тела.

2. Развивающий аспект: выделять главное, обобщать, сравнивать; развивать экспериментальные навыки  входе фронтального эксперимента;  развивать умения применять знания при решении задач разной уровни сложности (самостоятельная работа).

3. Воспитывающий аспект: воспитывать самостоятельность в приобретении новых знаний (работа с книгой); коммуникативные умения при работе в группе; навыков взаимопроверки (физический диктант); показать значимость данной темы через практическое применение на основе демонстрационного эксперимента

Ход урока:

Организационный момент

Изучение нового материала

Слово «энергия» в переводе с греческого означает «действие». Энергичным мы называем человека, который активно двигается, производя при этом множество разнообразных действий.

Энергия в физике

И если в жизни энергию человека мы можем оценивать в основном по последствиям его деятельности, то в физике энергию можно измерять и изучать множеством различных способов. Ваш бодрый друг или сосед, скорее всего, откажется повторить тридцать-пятьдесят раз одно и то же действие, когда вдруг вам взбредет на ум исследовать феномен его энергичности.

А вот в физике вы можете повторять почти любые опыты сколь угодно много раз, производя необходимые вам исследования. Так и с изучением энергии. Ученые-исследователи изучили и обозначили множество видов энергии в физике. Это электрическая, магнитная, атомная энергия и так далее. Но сейчас мы поговорим о механической энергии. А конкретнее о кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая и потенциальная энергия

В механике изучают движение и взаимодействие тел друг с другом. Поэтому принято различать два вида механической энергии: энергию, обусловленную движением тел, или кинетическую энергию, и энергию, обусловленную взаимодействием тел, или потенциальную энергию.

В физике существует общее правило, связывающее энергию и работу. Чтобы найти энергию тела, надо найти работу, которая необходима для перевода тела в данное состояние из нулевого, то есть такого, при котором его энергия равна нулю.

Потенциальная энергия

         Потенциальной энергией называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.

Потенциальная энергия зависти от высоты.

Потенциальной энергией, например, обладает тело, поднятое над Землей, потому что энергия тела зависит от взаимного положения его и Земли и их взаимного притяжения. Потенциальная энергия тела, лежащего на Земле, равна нулю. А потенциальная энергия этого тела, поднятого на некоторую высоту, определится работой, которую совершит сила тяжести при падении тела на Землю. Огромной потенциальной энергией обладает речная вода, удерживаемая плотиной. Падая вниз, она совершает работу, приводя в движение мощные турбины электростанций.

        В физике потенциальной энергией называют энергию, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. То есть, если тело поднято над землей, то оно обладает возможностью падая, произвести какую-либо работу.

И возможная величина этой работы будет равна потенциальной энергии тела на высоте h.  

Для потенциальной энергии формула определяется по следующей схеме:

A=Fs=Fт*h=mgh,     или      Eп=mgh,

где Eп потенциальная энергия тела,
m масса тела,
h - высота тела над поверхностью земли,
g ускорение свободного падения.

Причем за нулевое положение тела может быть принято любое удобное нам положение в зависимости от условий проводимых опыта и измерений, не только поверхность Земли. Это может быть поверхность пола, стола и так далее.

Кинетическая энергия

       Кинетической энергией называется энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

Кинетическая энергия тела зависит от его скорости и массы. Например, чем больше скорость падения воды в реке и чем больше масса этой воды, тем сильнее будут вращаться турбины электростанций.

       В случае, когда тело движется под влиянием силы, оно уже не только может, но и совершает какую-то работу. В физике кинетической энергией называется энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Тело, двигаясь, расходует свою энергию и совершает работу. Для кинетической энергии формула рассчитывается следующей образом:

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv^2) / 2  ,    или      Eк= (mv^2) / 2 ,

где Eк кинетическая энергия тела,
m масса тела,
v скорость тела.

Из формулы видно, что чем больше масса и скорость тела, тем выше его кинетическая энергия. 

Каждое тело обладает либо кинетической, либо потенциальной энергией, либо и той, и другой сразу, как, например, летящий самолет.

Формула энергии в физике всегда показывает, какую работу совершает или может совершить тело. Соответственно, единицы измерения энергии такие же, как и работы джоуль (1 Дж).

Закрепление нового материала.

Самостоятельная работа                        

1 вариант

1. Тело, массой  2кг движется со скоростью 4м/с. Чему равна кинетическая энергия тела?

2. Тело, массой 300г находится на высоте 2м над землей. Чему равна потенциальная энергия  

тела на этой высоте? (ускорение свободного падения равно 10м/с²)

3. Найдите полную механическую энергию тела, если кинетическая энергия тела равна 20Дж, а потенциальная энергия тела равна 30Дж.

4. Определите полную механическую энергию тела массой 2кг, которое на высоте 2м имело скорость 36км/ч.

5. Тело, массой 3кг обладает потенциальной энергией 60Дж. Определите высоту, на которую поднято тело над землей.

6. Тело, движущееся со скоростью 4м/с, имеет кинетическую энергию 16Дж. Найти массу этого тела.                      

      2 вариант

1. Тело, массой 2кг движется со скоростью 5м/с. Чему равна кинетическая энергия тела?

2. Тело, массой 200г, находится на высоте 3м над землей. Чему равна потенциальная энергия тела на этой высоте? (ускорение свободного падения равно 10м/с²)

3. Найдите полную механическую энергию тела, если кинетическая энергия тела равна 20Дж, а потенциальная энергия тела равна 60 Дж.

4. Определите полную механическую энергию тела массой 2кг, которое на высоте 5м имело скорость 36км/ч.

5. Тело, массой 2кг обладает потенциальной энергией 60 Дж. Определите высоту, на которую поднято тело над землей.

6.Тело, движущееся со скоростью 5м/с, имеет кинетическую энергию 25Дж. Найдите массу этого тела.

Домашнее задание: параграф