Физика 9 класс. Тема урока "Закон сохранения механической энергии"

Класс: 9

Тема урока: « Закон сохранения механической энергии»

Цель: раскрытие учащимися, в ходе урока, смысла закона сохранения энергии, применение приобретенных умении описывать преобразования энергии при движении тел при решении задач

Задачи:

Обучающие: формирования умений, обеспечивающих самостоятельное успешное применение закона сохранения механической энергии к решению задач

Развивающие: продолжить формирование умения анализировать и делать выводы; продолжить формирование навыков применения полученных знаний для решения задач.

Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса к предмету, продолжить формирование стремления к глубокому освоению теоретических и практических знаний через решение задач.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы работы учащихся: работа в парах, фронтальный опрос, объяснение, беседа, индивидуальная работа.

Оборудование: компьютер, экран, шарик, шарик подвешенный на нити, брусок, наклонная поверхность, мячик.

Дидактический материал: задания, карточки.

Ход урока

1. Организационный момент (1-2 мин.): проверка отсутствующих.

Организация внимания и внутренней готовности.

Сегодня на уроке закрепим понятие энергия, о котором вы узнали в 7 класса и раскроем в ходе урока, смысл закона сохранения энергии и преобразования энергии из одного вида в другой.

Для того, чтобы сформулировать тему и цель нашего урока, мы вспомним то, что проходили на прошлом уроке.

II. Повторение раннее изученного материала (5 мин.) У вас на столах карточки, нужно заполнить пустые строки таблицы

(Организация работы (в парах с дидактическими карточками), направленной на выяснение степени усвоения заданного на дом материала, определение типичных недостатков в знаниях и их причины, ликвидацию обнаруженных недочетов.)

КАРТОЧКА

Постарайтесь выполнить это задание за 5 минут .Взаимопроверка в парах

III. Объяснение нового материала (10 мин.) Просмотр видео и после схематическая запись в тетради.

КОНСПЕКТ:

Вы знаете, что механическая энергия – это способность тела совершать механическую работу. Энергия, как и работа является скалярной величиной, характеризующейся только числовым значением. И измеряется энергия в джоулях. Есть два вида механической энергии:

– это энергия, которая определяется взаимным расположением тел или частей одного тела.

формула

Е_к= mv²/2.

Е_п= mgh, Е_п= kx²/2.

пример

Например, летящая птица, пуля, выпущенная из ружья, ветер обладают кинетической энергией.

Например, вода, удерживаемая плотиной, сжатая или растянутая пружина.

зависит

Она зависит от скорости, ее изменение равно работе, совершенной силой, действующей на тело.

Она является характеристикой состояния тела, на которое действуют потенциальные силы (сила тяжести и сила упругости).

физический смысл

Следовательно, А=∆ Е_кили А=Е_к2- Е_к1 = mv₂²/2- mv₁²/2.

Ее изменение связанно с работой потенциальных сил, иначе говоря, А=-∆Е_п,т.е. А=- (Е_п2- Е_п1)= - (mgh₂- mgh₁) илиА= - (kx₂²/2 – kx₁²/2).

Знак «минус», стоящий перед уравнением, означает, что при положительной работе силы тяжести, т.е. когда тело падает, эта энергия уменьшается, и наоборот.

Механическая работа – это мера изменения энергии, в этом и заключается ее физический смысл. , А=∆ Е_кили А=-∆Е_п

Энергия, как и импульс, обладает свойством сохранения. В замкнутой системе взаимодействующие тела могут обладать одновременно кинетической и потенциальной энергиями.

Энергия в природе не исчезает и не появляется из ничего, а только превращается из одного вида в другой.

Закон сохранения энергии: Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и упругости, остается неизменной Е_полн=Е_к+Е_п=const.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Пример задачи.

1)Найти полную механическую энергию тела массой 200 г, которое на высоте 8 м имело скорость 36 км/ч. 

2) Тело массой 10 кг свободно падает с высоты 20 м из состояния покоя. Чему равна кинетическая энергия в момент удара о Землю? В какой точке траектории кинетическая энергия втрое больше потенциальной? Сопротивлением воздуха пренебречь.(решение и ответ проецируется на слайде)

3) Тело брошенное вертикально вниз с высоты 75 м со скоростью 10м/с, в момент удара о Землю обладало кинетической энергией 1600 Дж. Определить массу тела и скорость тела в момент удара. Сопротивлением воздуха пренебречь.(для самостоятельного решения)

IV. Закрепление изученного (10 мин.)

(учащиеся выполняют тест, затем проверяют друг у друга и сверяют ответы с экрана)

Тест. Закон сохранения энергии в механике

1. Закон сохранения энергии записывается следующим образом:

А) A=mgh₂ - mgh₁

Б) A= mv₂²/2 – mv₁²/2

В) Е=Е_к+Е_п

Г) m₁V₁ + m₂V₂= m₁V’₁ + m₂V’₂

Д) F∆t= m₁V₁ - m₂V₂

2. Систему называют замкнутой, если...

A. На нее действуют внешние силы.
Б. Сумма внешних сил равна нулю.

B. Тела взаимодействуют только между собой.

3. Парашютист спускается с постоянной скоростью. Kaкие преобразования энергии при этом происходят?

А. Потенциальная энергия парашютиста преобразуется полностью в его кинетическую энергию

Б. Кинетическая энергия парашютиста полностью преобразуется в его потенциальную энергию

В. Кинетическая энергия парашютиста полностью преобразуется во внутреннюю энергию парашютиста и воздуха

Г. Энергия взаимодействия парашютиста с Землей преобразуется во внутреннюю энергию взаимодействующих тел из-за сил сопротивления воздуха

4. Для системы тел, в которой действует сила тяжести, например для системы «Земля- падающее тело» или «Земля- тело, брошенное вверх» полная механическая энергия системы равна…

А. mgh + mv²/2  Б. kx²/2 + mv²/2  В. mgh₂ –mgh₁

5. Если между телами системы действует сила упругости, то полная механическая энергия запишется так:

А. mgh + mv²/2 Б. kx²/2 + mv²/2 В. mgh₂ –mgh₁

V. Итог урока (2 мин.): обобщение урока.

VI. Домашнее задание (2 мин.): выставление и комментирование оценок, инструктаж по домашней работе: прочитать параграф § 22-23упр 19-20 четные задачи.

Тема урока "Закон сохранения механической энергии".

Цель урока:

• Раскрыть сущность закона сохранения и превращения энергии в механических процессах.

Задачи урока (обучающие, развивающие, воспитательные):

1. Ввести понятие полной механической энергии замкнутой системы.

2. Добиться усвоения учащимися формулировки закона сохранения энергии, научить школьников записывать уравнение закона для системы, состоящей из тела массой m, и Земли и для системы, состоящей из тела массой m, и пружины.

3. Продолжить формирование умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу.

4. Формировать умение применять полученные знания на практике при решении физических задач на закон сохранения энергии.

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

Тип урока: комбинированный урок с элементами экспериментальной деятельности.

Оборудование и программное обеспечение к уроку:

Презентация «Закон сохранения энергии».

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

• Оборудование для экспериментального задания учащихся: брусок, измерительная лента, весы рычажные с набором гирь, желоб лабораторный, часы-секундомер, цилиндр металлический, штатив.

Формы работы на уроке: индивидуальная, фронтальная, работа в парах.

План урока

1. Оргмомент ( 0,5 мин).

2. Проверка и контроль домашнего задания (6 мин).

3. Изучение нового материала (15 мин).

4. Закрепление нового материала (17 мин).

5. Домашнее задание (1 мин).

6. Рефлексия (0,5 мин)

Ход урока

1. Организационный момент (0,5 мин).

2. Проверка и контроль домашнего задания (6 мин).

Фронтальная проверка выполнения домашнего задания консультантом до урока и отметка о выполнении в тетради «Результаты выполнения домашних заданий» (выявление учащихся плохо справившихся или не выполнивших домашнее задание).

На уроке:

1. Объявление результатов проверки домашнего задания и назначение слабоуспевающим ученикам времени для дополнительного занятия.

2. Физический диктант: один учащийся у доски остальные на листочках.

Цель: Проверить знание учащихся буквенных обозначений, единиц измерения и формул по теме «законы сохранения». Презентация «ЗСЭ». Слайды 1,2.

Рис. 1

1. Изучение нового материала (15 мин).

Актуализация темы. Учитель проводит демонстрационный опыт, по каждому из которых совместно с учащимися делается качественный вывод.

Демонстрационный опыт.

1 опыт. Опытная установка изображена на рис. 2. 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?

Рис. 3.

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.

Выразим это математически. Один ученик у доски, остальные учащиеся слушают и делают дополнения к ответам ученика у доски.

Спасибо, ты можешь садиться на место. Ты получил(а) очень важное математическое соотношение, которое носит название математическая запись закона сохранения энергии.

Движение мячика могло бы продолжаться сколь угодно долго, если бы не было потерь энергии на сопротивление, т.е. если бы тела взаимодействовали бы только друг с другом и не взаимодействовали бы только силами тяготения или упругости. В данном случае речь идёт о замкнутой системе тел.

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. 3.

Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения энергии.

Прочитайте самостоятельно текст учебника на стр. 166. § 29.

Какой вывод вы сделали из прочитанного текста?

Ответы учащихся:

1. Уменьшение механической энергии приводит к такому же увеличению внутренней энергии.

2. Полная энергия, которая включает механическую и внутреннюю, сохраняется.

Об учёном, который впервые сформулировал и обосновал закон сохранения энергии, мы узнаем из доклада «Научная деятельность Германа Гельмгольца».

Доклад учащегося.

Портрет ученого на доске. Слайд 4.

Рис. 5.

1. Закрепление нового материала (17 мин).

Выполнение лабораторной работы № 4. Из учебника стр. 168

Оформить лабораторную работу в рабочей тетради на странице 70, задание № 75.

Самостоятельно сформулировать цель работы. Сделать вывод. В конце урока тетради сдаются на проверку.

1. Домашнее задание (1 мин). Слайд 5.

1. Читать § 29. Ответить устно на вопросы в конце § 29 на стр. 170.

2. Разобрать пример решения задачи на стр. 169.

3. Выучить опорный конспект «Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии» (конспект выдаётся на карточках).

Рис. 6.

1. Рефлексии. (0,5 мин). Слайд 6.

Каждому учащемуся предлагается закончить одно из следующих предложений.