Розробка уроку "Кінетична енергія"

Загальноосвітня школа І-ІІІ ступеня с. Любохини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План-конспект уроку

 з фізики у 9 класі

на тему:

 

Кінетична енергія

 

 

 

 

 

Підготував:

вчитель фізики

Юхимук О.Ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Кінетична енергія

Мета: розкрити учням сутність поняття енергії як фізичної величини, яка описує стан тіла і зміна якої визначає роботу; дати уявлення про кінетичну енергію;

розвивати уяву, пам’ять, кмітливість, творчі здібності; формувати в учнів уміння застосовувати здобуті знання на практиці, розширити світогляд учнів;

виховувати інтерес до фізики, дружні стосунки між учнями.

Обладнання: комп’ютер, мультимедійний проектор.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань

Гра «Шифрограма»

Правила гри: вчитель зачитує сім запитань. На таблиці, яка зображена на екрані, чотирнадцять пронумерованих відповідей. Учні вибирають правильні відповіді і записують лише їхні номери.

Запитання:

1. Фізична величина, що дорівнює добутку модуля сталої сили, модуля переміщення і косинуса кута між напрямами сили і переміщення.

2. Коли сила, що діє на тіло, не виконує роботу під час переміщення тіла?

3. Як називається одиниця вимірювання роботи?

4. Яку роботу – додатну чи від’ємну – виконує сила тяжіння, коли вантаж піднімають?

5. Світовий простір, який оточує Землю.

6. Учений, який першим оцінив можливості реактивних двигунів для польотів у космос.

7. Назвіть першого космонавта незалежної України.

Відповіді на запитання:

1. Юрій Гагарін

2. Від’ємну.

3. Імпульс

4. Леонід Каденюк.

5. Додатну.

6. Механічна робота.

7. Костянтин Ціолковський.

8. Коли кут між напрямами сили і переміщення дорівнює 90^о.

9. Кілограм.

10. Джоуль.

11. Коли кут між напрямами сили і переміщення дорівнює 180^о.

12. Небо.

13. Юрій Кондратюк.

14. Космос.

На екрані з’являється код для розшифровки відповіді.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
В	Р	П	Я	У	Е	І	Н	К	Е	Л	Т	Ф	Г

Учні відгадують слово, зашифроване цифрами, що відповідають правильним відповідям.

6	8	10	2	14	7	4
Е	Н	Е	Р	Г	І	Я

Учні самі оцінюють свої знання, виходячи з того, що правильно дана відповідь на третє і п’яте запитання оцінюється в 1 бал, а всі інші – в 2 бали.

Учитель. Якщо ви дали правильні відповіді на запитання, то одержали слово «ЕНЕРГІЯ». Це і є основне питання нашого уроку.

(Учні записують тему уроку.)

ІІІ. Викладення нового матеріалу

1) Зв’язок між роботою та енергією.

Робота пов’язана з переміщенням, тому вона може виконуватися тільки за умови, що тіла рухаються. Якщо робота виконується під час руху тіл, які взаємодіють, то змінюється їхнє взаємне розташування. Крім того під час виконання роботи може змінюватися швидкість тіл.

Таким чином, тіло виконує роботу тільки в разі зміни свого механічного стану: змінюється або взаємне розташування тіл, або їхні швидкості, або те й інше.

Наприклад, коли гиря в годиннику опускається, змінюється її розташування відносно Землі. У разі деформації пружини змінюється взаємне розташування взаємодіючих частинок, з яких складається речовина пружини.

Здатність тіла виконувати роботу внаслідок зміни свого стану характеризують фізичною величиною, що називається енергією.

2) Механічна енергія.

Механічна енергія тіла визначається механічним станом тіла, тобто взаємним розташуванням тіл та їхніми швидкостями. Якщо тіло або система тіл виконує додатну роботу внаслідок зміни механічного стану, механічна енергія тіла або системи тіл зменшується.

Мірою зміни енергії є робота, тому енергія вимірюється в тих самих одиницях, що і робота. Таким чином одиницею виміру енергії в СІ є джоуль. Наприклад, якщо система виконує додатну роботу в 1 Дж, енергія системи зменшується на 1 Дж.

Таким чином, робота, на відміну від енергії, характеризує не стан тіла в певній системі відліку, а процес переходу тіла з одного стану в інший.

3) Поняття про кінетичну енергію.

Розрізняють два види енергії: кінетичну і потенціальну. З потенціальною енергією ви ознайомитеся на наступних уроках, а сьогодні ми будемо вивчати кінетичну енергію.

Тіла, що рухаються, мають здатність виконувати роботу в разі зміни швидкості. Енергія, яку має тіло внаслідок свого руху, називається кінетичною енергією.

Частина механічної енергії, зумовлена рухом тіла, називається кінетичною енергією.

Позначимо кінетичну енергію Е_к.

4) Залежність кінетичної енергії від маси рухомого тіла та його швидкості.

Кінетична енергія тіла, що рухається з певною швидкістю, дорівнює роботі, яку потрібно виконати, щоб надати нерухомому тілу цю швидкість. Нехай до нерухомого тіла масою т прикладена стала сила . Тоді

,

де s — модуль переміщення. Підставляючи в цю формулу вирази і , дістанемо: кінетична енергія тіла масою т, що рухається зі швидкістю , виражається формулою .

Робота з підручником

Учні читають § 45 на сторінці 156, починаючи з четвертого абзацу і дають відповідь на запитання 3 після параграфа.

Запитання 3. Чому кінетична енергія є величиною відносною?

Значення кінетичної енергії залежить від обрання системи відліку. Адже кінетична енергія тіла залежить від його швидкості, а швидкість тіла в різних системах відліку є різною. Якщо система відліку явно не вказується, зазвичай мають на увазі систему відліку, зв’язану з Землею.

5) Теорема про кінетичну енергію.

Нехай тіло рухається вздовж осі х під дією сили, напрямленої вздовж тієї ж осі. Позначимо проекції швидкості тіла в початковий і кінцевий моменти v₁ і v₂. Тоді з формул

, і

одержуємо:

.

Зміна кінетичної енергії тіла дорівнює роботі, виконаній над цим тілом. Це твердження називається теоремою про кінетичну енергію.

Кінетична енергія широко використовується людиною. За рахунок кінетичної енергії води виробляється електроенергія на гідроелектростанціях, працюють водяні млини. Кінетична енергія вітру використовується для роботи вітрових електростанцій, млинів, надає руху вітрильним суднам тощо.

ІV. Узагальнення і систематизація вивченого матеріалу

Запитання до учнів

1. Коли тіло здатне виконати роботу?

2. Чи змінюється механічний стан тіла під час виконання роботи?

3. Яка фізична величина називається енергією?

4. Яку енергію має рухоме тіло?

5. Які з перелічених тіл мають кінетичну енергію: деформована пружина; літак, що летить; камінь, піднятий над Землею?

V. Закріплення вивченого матеріалу

Самостійна робота

Учні одержують на кожну парту картку із завданнями

Задача 1. Яка кінетична енергія м’яча масою 400 г, що летить зі швидкістю  20 м/с? (Відповідь:80 Дж )

Задача 2. У якому випадку виконується більша робота і у скільки разів: автомобіль набирає швидкість 10 м/с зі стану спокою чи при збільшенні швидкості автомобіля з 10 м/с до 20 м/с? (Відповідь: у другому випадку, в 3 рази)

Задача 3. Імпульс тіла дорівнює 12 кг∙м/с, а кінетична енергія 36 Дж. Знайти масу і швидкість тіла. (Відповідь: 2 кг, 6 м/с)

Колективна робота

Зараз дуже перспективним є використання енергії вітру. В Україні виготовляють практично всі вузли до вітротурбін. На даний момент випускають машини потужністю 100 кВт. У перспективі випуск установок потужністю 600 кВт.

Задача. Скільки часу витратиться на нагрівання 10 кг води від 20 ^оС до кипіння, якщо використовувати енергію вітротурбіни потужністю 100 кВт? (Відповідь: 33,6 с)

VІ. Підсумки уроку

VІІ. Домашнє завдання

Основне: § 45. Вправа 26 (1,2,3)

Додаткове: написати реферат на одну з тем:  «Гідроенергетика в Україні» або «Вітроенергетика» або скласти презентацію на тему«Кінетична енергія».