Урок "Закон збереження енергії"

 

Тема уроку: Закон збереження енергії.

Мета уроку:

навчальна:забезпечити оволодіння поняттям повної механічної енергії, розглянути взаємні перетворення потенціальної і кінетичної енергії в механічних процесах, сформулювати фізичний зміст закону збереження повної механічної енергії;

розвивальна: формувати потрібність у розвитку компетентності саморозвитку та самовдосконалення;

вихована:продовжувати працювати над формуванням цілісного світогляду, особливостями відображення фізичних законів у житті людини.

Тип уроку: комбінований, урок задач до одного малюнка.

Обладнання: картки, презентація.

 

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Доброго дня, шановні діти!

На минулому уроці ми з вами знайомились з фізичною величиною, яка характеризує рух і взаємодію різних видів матерії. Що ж це за величина?

Так, звичайно, це механічна енергія.

Як відомо,енергія притаманна всім явищам у природі. Поняття енергії є універсальним, воно стосується усіх природних процесів.

Людина теж частина природи. Перш ніж ми перейдемо до сьогоднішньої теми уроку, я б хотіла більше дізнатися про вас, а вам допомогти об’єктивно побачити себе у класному колективі. У кожного з вас є Картка успіху. Напишіть своє прізвище та оцініть свою енергію та активність у житті класу та школи за 12 б шкалою…

Ви вже четвертий місяць працюєте одним дружнім колективом. Хто, на вашу думку, в класі у вас є найбільш активним, енергійним? Чому? Яка це «енергійна людина»?

Оцініть свої можливості, свій потенціал за трьома запропонованими напрямками.

А у кого на вашу думку найбільший потенціал:

У навчанні?

У творчості?

У спорті?

Ну, і вже ближче до нашого уроку, оцініть свої можливості, потенціал з теми «Механічна енергія»..

2. Перевірка домашнього завдання.

А тепер, протягом уроку, ми з’ясуємо, наскільки ваші очікування справдяться, і наскільки ваша оцінка є об’єктивною.

Щоб отримати гарний результат з цієї теми, перш за все потрібно було бути уважними на минулому уроці, і, звичайно, виконати домашнє завдання. Переверніть аркуш. У таблиці в рядок «правильна відповідь» перепишіть із домашньої роботи відповіді до задач. Не забувайте про одиниці вимірювання і пам’ятайте, будь-яке виправлення буде вважатись помилкою.

Увага на екран.

№230

На яку висоту треба підняти вантаж 50 Н, щоб його потенціальна енергія збільшилася на 40 Дж? На скільки треба опустити вантаж униз, щоб його потенціальна енергія зменшилась на 100 Дж?

Е=mgh  H=E/mg   h=40/50=0,8 м        h=100/50=2 м

№231

Визначте потенціальну енергію пружини, стиснутої на 30 мм силою 2600 Н.

E=kx²/2  k=F/x      E= Fx/2  E=2600*0.03/2=39 Дж

№232

Визначте кінетичну енергію метеорної частинки масою 1 г, якщо вона

влітає в атмосферу Землі зі швидкістю 70 км /с.

E=mv²/2     E=0,001*49*10⁸/2=2,45*10⁶Дж

Чи були проблеми з розв’язанням задач?

3.Актуалізація опорних знань.

 

Зараз відкрийте зошити, запишіть число, класна робота. Тема сьогоднішнього уроку «Закон збереження енергії». Ми продовжуємо визначати потенціал наших знань із цієї теми.

 

Знайти помилку, або дописати вираз

1. 
2. A = mh
3. 
4. Е_{p max} = gH.
5. 
6. 
7. 
8. 

Самоперевірка.

Отже, формули пригадали, перейдемо до фізичного змісту понять

Запитання:

1. Які два види механічної енергії ви знаєте?
2. Які тіла мають кінетичну енергію?
3. Від чого залежить кінетична енергія?
4. Якщо кінетична енергія дорівнює «0», яка швидкість тіла?
5. Які тіла мають потенційну енергію?
6. Від чого залежить потенціальна енергія?
7. На якій висоті потенціальна енергія дорівнює «0»?
8. Яку потенціальну енергію має кулька масою 5 кг, яка піднята над землею на висоту 20 м? (1000 Дж)

 

4.Мотивація навчальної діяльності.

Запишіть останнє запитання у вигляді задачі. Головна умова – правильне оформлення умови та розв’язання..

Отже, в останній задачі ми отримали потенціальну енергію кульки на висоті 20м. Зверніть увагу на малюнок. Ось, стовпчик жовтого кольору, який показує розмір цієї енергії.

Якщо ж тіло почал падати вниз, у якийсь час воно буде знаходитись на висоті наприклад 12м. Що ви можете сказати про потенціальну енергію на цій висоті? Вона існує? Знайдіть її будь-ласка… (600Дж)

Зверніть увагу на малюнок…. Жовтий стовпчик став меншим.  Енергія зменшилась від 1000 до 600 Дж. Куди вона поділась?

Уперше про збереження енергії у фізиці повідомили німецькі фізики Юліус Роберт Маєр і Герман Людвіг Гельмгольц. Ідеї вчених, сприйняті спочатку скептично, на сьогодні мають великий фізичний та загальнофілософський зміст.

 

5.Вивчення нового матеріалу. Робота з підручником.

  Відкрийте стор. 155. Вам потрібно за 2 хв опрацювати §36

1 ряд знайдіть у підручнику, що називається консервативними силами та приклади цих сил.

2 ряд – неконсервативні сили із прикладами.

3 ряд – означення закону збереження енергії.

Слухаємо 1 та 2 ряд. Скажіть, будь-ласка, які з цих сил діють навколо нас у реальному житті? Так звичайно і консервативні і неконсервативні. Проте для вивчення складних процесів фізика використовує метод моделювання та створення ідеальних систем.  У ідеальній системі, в якій відсутні неконсервативні сили (відсутнє тертя) буде виконуватись закон збереження енергії. (3 ряд)

Енергія тіла ніколи не зникає і не з’являється знову. Вона лише перетворюється з одного виду на інший.

Потенціальна енергія була на висоті 20 м – 1000 Дж, а на висоті 12 м – 600 Дж. На початку уроку ми також зазначали, що коли висота дорівнює 0, то потенціальна енергія теж дорівнює 0. Куди ж вона дівається? А спираючись на закон, у який вид енергії вона переходить? (кінетичну).

Для замкненої системи у якій діють консервативні сили сума кінетичної та потенціальної енергії є число постійне: Е_к+Е_р= const,Е_к+Е_р=Е

Отже, повертаємось до нашого малюнку. Розглянемо цей малюнок через призму закону збереження енергії. Під час падіння у будь-якій точці сума енергій буде число постійне. Проте у найвищій точці тіло ще не рухається. Швидкість дорівнює 0. Вся повна енергія – це енергія потенціальна. У найнижчій точці висота дорівнює 0. Тобто повна енергія – це енергія кінетична, яка при цьому дорівнює енергії потенціальній у найвищій точці.

Продовжуючи розв’язання задачі за цим малюнком, знайдемо, чому ж буде дорівнювати кінетична енергія на висоті 12м, в момент дотику до землі?

6.Закріплення нового матеріалу.

Розв’язання задач (за кожну по 1 б)

Зверніть увагу, використовуючи закон збереження енергії, ми можемо розв’язати різноманітні механічні задачі для будь-якої замкненої системи.

1. Наприклад, кінетичну енергію у момент дотику ми знайшли. А від чого залежить кінетична енергія? Маса у нас відома, що ще можемо знайти? Так, звичайно – швидкість. 1000*2/5=400, 20 м/с
2. Тіло падає з висоти 20м. Знайти висоту, на якій швидкість вдвоє менша максимальної? V₁=10м/с  E=5*50=250Дж    E= 1000-250=750Дж  h=750/5*10=15м

 

Ми розглянули перетворення механічної енергії під час руху кульки вниз, проте процес перетворення енергії з одного виду в інший відбувається при русі в інший бік. (На малюнку)

3. Камінь кинули вгору зі швидкістю 20 м/с. Визначте його потенціальну та кінетичну енергії на висоті 4 м відносно точки кидання, якщо маса каменя дорівнює 30 г. Опором повітря можна знехтувати. Ер=1,2 Дж Ек= 6 Дж, Ек =  6-1,2=4,8 Дж
4. Тіло кинули вертикально вгору зі швидкістю 15 м/с. На яку висоту підніметься тіло? h= v²/2g   11,25 м

Підведемо підсумки

1. Наведіть приклади перетворення потенціальної енергії тіла на кінетичну та навпаки.
2. Наведіть приклади, коли повна механічна енергія не зберігається. Що можна сказати в цьому випадку про повну енергію системи?
3. Як формулюється закон збереження енергії?
4. Звідки ж береться потенціальна енергія?
5. А як тіло отримує кінетичну?

Тож оперативно перевіримо, як ви засвоїли тему:

 

7. Контроль за розумінням теми

 

Тест (взаємоперевірка)

Тема   « Закон збереження енергії »

1.Одиниця вимірювання енергії в системі СІ…

а)   Н/с                   б)   Н.с                    в)   м.с.                     г)   Дж

 

2.Одиниця вимірювання роботи в системі СІ…

а)   Ньютон           б)   Паскаль            в)   Джоуль              г)   Ват

 

3.   Потенціальна енергія тіла, піднятого над Землею, залежить від…

            а)  маси тіла та його швидкості      

            б) маси тіла та висоти його над Землею

            в) маси тіла та величини його деформації.

            г) маси тіла і прискорення вільного падіння.

 

4.Плиту масою 0,8т підняли на висоту 150см. Визначити набуту тілом потенціальну енергію.

а) 12кДж                б) 1,2кДж                 в) 12Дж                     г) 0,12Дж

 

5.Одиницю енергії 1Дж можна записати  

а)                    б)   1                        в) 1Нм                     г)1.

 

6. Формула потенціальної енергії тіла.

а)                  б)   mgh                       в)   2 mgh                  г)  

 

7. Яка з куль, що котяться з однаковою швидкістю, матиме більшу кінетичну енергію?

Відповідь пояснити.

а) перша           б) друга               в) однакові           г)жодна

8. Кінетична енергія тіла…

а)   прямо пропорційна його швидкості.

б)   прямо пропорційна до квадрата його швидкості.

в)   обернено пропорційна його швидкості.

г)   обернено пропорційна до квадрата його швидкості.

 

9. Кінетична енергія тіла масою 2кг, що рухається із швидкістю 4м/с дорівнює  

а)   10Дж             б)   2Дж                      в)   16Дж                   г)   8Дж.

 

10.

До трьох однакових стержнів підвішені тягарці. При цьому стержні видовжилися так, як показано на малюнку.  У якому з них потенціальна енергія найменша? 

а) а

б) б

в) в

г) однакові.

 

11. Повна механічна енергія тіла – це сума  

а)   його потенціальної та внутрішньої енергії.

б)   його потенціальної та кінетичної енергії.

в)   його кінетичної та внутрішньої енергії.

г)   його потенціальної,кінетичної та внутрішньої енергії.

 

12. Повна механічна енергія системи тіл зберігається…

а)   для будь-якої системи тіл.

б)   для будь-якої замкненої системи тіл.

в) для замкненої системи тіл, які взаємодіють силами тяжіння або пружності.

г)   для замкненої системи тіл, які взаємодіють силами тяжіння або тертя.

(Слайд 10).

7. Підсумок уроку.

 

Обчисліть суму балів на аркуші. У кого оцінка очікувань та результат співпали? У кого відрізняються? Як ви вважаєте, чому?

Сьгодні ми говорили про те, що потенціальна єнергія може бути у тіла від природи, або отримана шлязом виконання роботи. Так і у людини є потенціал від природи, та є той що кожен з нас може збільшити постійною роботою над собою.  Цей потенціал надає нам можливість знаходитись у постійному русі, тобто мати кінетичну енергію….

 

8. Домашнє завдання. Вивчіть §36, повторити§ 35 Вправи № ____ Створити задачу за даним малюнком та умовою.

 

 

 

 

 

 

Картка успіху ____________________

1. Рівень моєї енергії та активності в житті класу та школи за 12 б шкалою___
2. Хто у вас у класі є найбільш активним, енергійним ___________________ 

                                                                                           (вказати прізвище)

3. Ваш потенціал (за 12 б шкалою):
   1. У навчанні ___
   2. У творчості ___
   3. У спорті___
4. У кого з однокласників найбільший потенціал (вказати прізвища):
   1. У навчанні ________________
   2. У творчості _______________
   3. У спорті__________________
5. Ваша потенційна оцінка при вивченні теми «Механічна енергія» ____

 

 

Картка успіху ____________________

1. Рівень моєї енергії та активності в житті класу та школи за 12 б шкалою___
2. Хто у вас у класі є найбільш активним, енергійним ___________________ 

                                                                                           (вказати прізвище)

3. Ваш потенціал (за 12 б шкалою):
   1. У навчанні ___
   2. У творчості ___
   3. У спорті___
4. У кого з однокласників найбільший потенціал (вказати прізвища):
   1. У навчанні ________________
   2. У творчості _______________
   3. У спорті__________________
5. Ваша потенційна оцінка при вивченні теми «Механічна енергія» ____

 

 

Картка успіху ____________________

1. Рівень моєї енергії та активності в житті класу та школи за 12 б шкалою___
2. Хто у вас у класі є найбільш активним, енергійним ___________________ 

                                                                                           (вказати прізвище)

3. Ваш потенціал (за 12 б шкалою):
   1. У навчанні ___
   2. У творчості ___
   3. У спорті___
4. У кого з однокласників найбільший потенціал (вказати прізвища):
   1. У навчанні ________________
   2. У творчості _______________
   3. У спорті__________________
5. Ваша потенційна оцінка при вивченні теми «Механічна енергія» ____

 

 

 

Картка результатів

Домашнє завдання  (за кожну правильну відповідь 0,5 б)	№230	№231	№232
Правильна відповідь
Оцінка
Актуалізація знань
Знайти помилку, або дописати вираз (по 0,25 б – 2 б мах)
Запитання (по 0,25 б – 2 б мах)
Новий матеріал
Робота з підручником (по 1 б)
Доповнення (по 0,5 б)
Розв’язання задач	1	2	3	4
(по 1 б)
Контроль (по 0,5 б , мах-6 б )

 

Картка результатів

Домашнє завдання  (за кожну правильну відповідь 0,5 б)	№230	№231	№232
Правильна відповідь
Оцінка
Актуалізація знань
Знайти помилку, або дописати вираз (по 0,25 б – 2 б мах)
Запитання (по 0,25 б – 2 б мах)
Новий матеріал
Робота з підручником (по 1 б)
Доповнення (по 0,5 б)
Розв’язання задач	1	2	3	4
(по 1 б)
Контроль (по 0,5 б , мах-6 б )

 

Картка результатів

Домашнє завдання  (за кожну правильну відповідь 0,5 б)	№230	№231	№232
Правильна відповідь
Оцінка
Актуалізація знань
Знайти помилку, або дописати вираз (по 0,25 б – 2 б мах)
Запитання (по 0,25 б – 2 б мах)
Новий матеріал
Робота з підручником (по 1 б)
Доповнення (по 0,5 б)
Розв’язання задач	1	2	3	4
(по 1 б)
Контроль (по 0,5 б , мах-6 б )