Закон збереження і перетворення повної механічної енергії
РОЗДІЛ III
МЕХАНІЧНА РОБОТА. ЕНЕРГІЯ
УРОК № 10/44
Тема уроку. Закон збереження і перетворення повної механічної енергії
Тип уроку: комбінований.
Мета уроку: продовжити формування поняття “енергія”; розкрити суть одного із фундаментальних законів природи; навчити спостерігати та аналізувати ці явища; формувати навички самостійної роботи. обладнання: пружина, приєднаний до неї тягарець; візок, похила площина, м’яч.
План уроку
Етапи | Час | Прийоми і методи |
I. | 15 хв. | Самостійна робота; записи у зошитах |
II. Вивчення нового матеріалу | 10-15 хв. | Бесіда; спостереження; демонстрація; аналіз; записи на дошці й у зошитах |
III. Закріплення нового матеріалу | 10-15 хв. | Питання класу; розв’язування задач; записи на дошці й у зошитах |
IV. Домашнє завдання | 1-2 хв. | Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках |
Хід уроку
I. Контроль знань
Самостійна робота в тестовій формі
1. Від чого залежить кінетична енергія тіла?
А.
Б. Від маси і швидкості руху тіла.
В. Від швидкості руху тіла.
Г. Від висоти над поверхнею землі і маси тіла.
2. Від чого залежить потенціальна енергія тіла, піднятого над поверхнею Землі?
A. Від маси тіла.
Б. Від висоти підйому.
B. Від швидкості підйому над землею.
Г. Від маси тіла і висоти над поверхнею землі.
3. Потенціальну енергію мають:
A. нерухомі тіла.
Б. тільки тіла, що рухаються.
B. тіла, підняті над поверхнею Землі.
Г. тіла, підняті над поверхнею Землі, і пружно деформовані тіла.
4. Швидкість тіла збільшилася у 3 рази. Як змінилася кінетична енергія тіла?
A. не змінилася.
Б. Збільшилася у 9 разів.
B. Збільшилася у 3 рази.
Г. Збільшилася у 6 разів.
5. Визначте кінетичну енергію кульки масою 100 г, що котиться по горизонтальній поверхні зі швидкістю 5 м/с.
А. 1,25 Дж.
Б. 12,5 Дж.
В. 1250 Дж.
Г. 0,125 Дж.
6. Тіло масою 3 кг перебуває на висоті 2 м відносно поверхні Землі. на якій висоті треба розташувати друге тіло масою 6 кг, щоб їхні потенціальні енергії відносно Землі були однаковими?
А. 1 м.
Б. 2 м.
В. 3 м.
Г. 4 м.
Відповіді: 1. Б. 2. Г. 3. Г. 4. Б. 5. А. 6. А.
II. Вивчення нового матеріалу
Бесіда
Запис у зошит: Суму кінетичної і потенціальної енергій називають повною механічною енергією тіла.
Дослід показує, що в різних фізичних процесах кінетична або потенціальна енергія тіла може змінюватися (збільшуватися чи зменшуватися), але повна механічна енергія тіла в будь-який момент часу залишається постійною.
Питання класу
– Санчата скочуються з гори. Яку енергію мали санчата на вершині гори?
– Що відбувається з потенціальною енергією санчат під час руху? А з кінетичною?
– За рахунок чого збільшується кінетична енергія санчат?
– Якщо не враховувати сили тертя, то що можна сказати про повну механічну енергію санчат?
– Якими перетвореннями енергії супроводжується хід механічного годинника?
Демонстрація 1. Коливання тягарця на пружині.
Питання класу
– Опишіть перетворення енергії, які ви спостерігаєте.
– Що можна сказати про повну механічну енергію цієї системи тіл?
Демонстрація 2. Візок скочується з похилої площини.
Питання класу
– Опишіть перетворення енергії, які відбуваються в даному досліді.
– Що зміниться, якщо візок пустити з вищої точки похилої площини?
Демонстрація 3. М’ячик змушують підстрибувати на поверхні.
Спостерігаємо, що щоразу висота підскоків зменшується.
Питання класу: Поясніть, чому висота зменшується. Чи можна зробити висновок, що закон збереження енергії в цьому випадку не виконується?
У цьому досліді ми спостерігаємо перетворення енергії в інший вид – з механічної у внутрішню. Закон збереження енергії – один із глобальних законів природи, що виконується завжди.
III. Закріплення нового матеріалу
Питання класу
– Які перетворення енергії можна спостерігати в наступних випадках: м’яч підкидають угору; вода у водоспаді падає прямовисно вниз; заводять пружину механічного годинника; спортсмен із жердиною розбігається перед стрибком?
– Автомобіль, що рухався зі швидкістю 60 км/год, загальмував і зупинився. Куди “зникла” його кінетична енергія?
– Скільки разів відбувається перетворення енергії за одне повне коливання тягарця на пружині? за один період коливань математичного маятника?
– Чому норми витрат пального для автобусів, які часто зупиняються на маршруті, збільшені?
Розв’язування задач
Задача 1. Тіло масою 2 кг підняли на висоту 5 м над Землею. чому дорівнює кінетична енергія тіла у момент удару об землю? Тертя не враховувати.
Задача 2. Яблуко масою 200 г зірвалося з гілки, яка перебуває на висоті 3 м від землі. Визначте потенціальну та кінетичну енергію яблука на відстані 1 м від землі. Опір повітря не враховувати.
IV. Домашнє завдання
[1]: § 26-32; впр. № 30; завдання для самоперевірки (с. 164- 165).
[2]: § 17-20.
[3]: СР – задачі 24.8; 24.9; 24.13;
ДР – задачі 24.20; 24.21; 24.27; 24.28;
ВР – задачі 24.32; 24.36; 24.38; 24.40.
Творче завдання. Придумайте і проведіть досліди, які можуть підтвердити, що повітря у накачаному футбольному м’ячі має енергію.
Скарбничка цікавих фактів
O Парадокс супутника
Гарною ілюстрацією до закону збереження енергії може бути так званий “парадокс супутника”: при переході супутника на нижчу орбіту швидкість його обертання збільшується.
O Спроби “обійти” закон природи
Робили винахідники “вічних двигунів”, і неодноразово. Ось, наприклад, один із них.
Залізна труба у вигляді розімкнутого кільця вкопана у землю (див. рисунок), у трубі колесо з лопатками. Якщо в трубу налити воду, то, за ідеєю винахідника, ця вода буде нескінченно переливатися з однієї частини труби в іншу, надаючи руху колесу. Однак у реальності тертя приведе до того, що з кожним циклом енергія води зменшуватиметься і вона не зможе піднятися у верхню частину труби, а отже, “двигун” зупиниться.
