Разработка урока по теме "Закон сохранения энергии"

Тема: Закон сохранения энергии в механике. Решение задач.

Цель занятия: Раскрыть сущность закона сохранения и превращения энергии в механических процессах.

Задачи занятия:

1.          Ввести понятие полной механической энергии замкнутой системы.

2.         Продолжить формирование умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала, применять полученные знания на практике при решении физических задач на закон сохранения энергии.

3.         Продолжить формирование эстетического вкуса обучающихся  через демонстрацию и наглядность, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету.

Тип занятия: комбинированный.

Оборудование:

·           ПК, мультимедийный проектор.

·           Презентация «ЗСЭ».

·           Оборудование для демонстрации: металлический шарик, брусок, наклонная плоскость, нитяной маятник и штатив.

Формы работы на занятии: индивидуальная, фронтальная.

Ход занятия

1.               Организационный момент

2.               Проверка домашнего задания Выполнение тестового задания (Приложение №1)

Проверка теста - Презентация «ЗСЭ». Слайд 2.

3.               Изучение нового материала Презентация «ЗСЭ», слайды № 3 - 11

Актуализация темы. проведение демонстрационного опыта, по каждому из которых совместно с обучающимися  делается вывод.

Демонстрационные опыты.

1 опыт. (Презентация ЗСЭ). 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.

 

Рис. 2.

2. опыт. Опытная установка изображена на рис. 3. 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). Значит, если устранить действие непотенциальных сил, тогда система маятник - Земля будут взаимодействовать только друг с другом (замкнутая система) и в этом случае колебания будут продолжаться бесконечно долго, т.е. попеременно будут превращаться друг в друга потенциальная и кинетическая энергии.

3. опыт. Маятник Максвелла. (Презентация ЗСЭ, видеофрагмент опыта)

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.

Делая запись в тетради, ещё раз проследите вывод закона сохранения полной механической энергии. Слайд. 8.

4.               Закрепление нового материала. Слайды № 12 – 16 подборка заданий на ЗСЭ из ЕГЭ

Решение задач слайд № 17, (приложение №2)

1. Тело массой 500 г, брошенное вертикально вверх от поверхности земли, достигло максимальной высоты 20 м. С какой по модулю скоростью двигалось тело на высоте 10 м? Сопротивлением воздуха пренебречь.

2. При выстреле из пружинного пистолета вертикально вверх шарик массой 100 г поднимается на высоту 2 м. Какова жесткость пружины, если до выстрела она была сжата на 5 см? Сопротивлением воздуха пренебречь.

5.               Подведение итогов. Выставление оценок.

6.               Домашнее задание. Слайд 18.

§§ 50,51, решить задачи № 3 (приложение №2)

3. Шарик брошен вертикально вверх. В момент броска он имел кинетическую энергию 30 Дж. На сколько изменится потенциальная энергия шарика в поле тяготения Земли, когда он окажется в верхней точке траектории полета? Сопротивлением воздуха пренебречь.