Презентация к уроку физики "Закон сохранения механической энергии" (9 класс)

9 класс физика Урок №38

Закон сохранения механической энергии

Подготовил:

Попов Дмитрий Сергеевич

Эпиграф урока

«Природа никогда не изменит законам сохранения»

Даниил Бернулли

Цель урока:

Формирование знаний о законе сохранения механической энергии, о превращении одного вида энергии в другой;

Сегодня на уроке мы будем изучать один из фундаментальных законов природы – закон сохранения механической энергии. Также мы будем учиться применять его при решении задач.

Полная механическая энергия

Мы ранее говорили о потенциальной и кинетической энергии, а также о том, что тело может обладать вместе и потенциальной, и кинетической энергией. Прежде чем говорить о законе сохранения механической энергии вспомним, что такое полная энергия.

Полной механической энергией   называют сумму потенциальной и кинетической энергий тела.

Замкнутая система

Также вспомним, что называют замкнутой системой.

Замкнутая система  – это такая система, в которой находится строго определенное количество взаимодействующих между собой тел и никакие другие тела извне на эту систему не действуют.

Закон сохранения механической энергии

Когда мы определились с понятием полной энергии и замкнутой системы, можно говорить о законе сохранения механической энергии.

Полная механическая энергия в замкнутой системе тел, взаимодействующих друг с другом посредством сил тяготения или сил упругости (консервативных сил), остается неизменной при любом движении этих тел.

Закон сохранения механической энергии

Мы уже изучали закон сохранения импульса (ЗСИ):

Очень часто случается так, что поставленные задачи можно решить только с помощью законов сохранения энергии и импульса.

Закон сохранения механической энергии

Рассмотреть сохранение энергии удобно на примере свободного падения тела с некоторой высоты. Если некоторое тело находится в состоянии покоя на некоторой высоте относительно земли, то это тело обладает потенциальной энергией. Как только тело начинает свое движение, высота тела уменьшается, уменьшается и потенциальная энергия. При этом начинает нарастать скорость, появляется энергия кинетическая. Когда тело приблизилось к земле, то высота тела равна 0, потенциальная энергия тоже равна 0, а максимальной будет являться кинетическая энергия тела. Вот здесь и просматривается превращение потенциальной энергии в кинетическую (см. рис.). То же самое можно сказать о движении тела наоборот, снизу вверх, когда тело бросают вертикально вверх.

РЕШИМ ЗАДАЧУ: Тело находится на высоте 5 м от поверхности Земли и начинает свободно падать. Определите скорость тела в момент соприкосновения с землей.

Оформим решение задачи:

Закон сохранения энергии в случае наличия силы трения

Представьте себе, что тело в некоторой системе отсчета обладает кинетической и потенциальной энергией. Если система замкнутая, то при каком-либо изменении произошло перераспределение, превращение одного вида энергии в другой, но полная энергия остается по своему значению той же самой.

Закон сохранения энергии в случае наличия силы трения

Представьте себе ситуацию, когда по горизонтальной дороге движется автомобиль. Водитель выключает мотор и продолжает движение уже с выключенным мотором. Что в этом случае происходит?

В данном случае автомобиль обладает кинетической энергией. Но вы прекрасно знаете, что с течением времени автомобиль остановится. Куда девалась в этом случае энергия? Ведь потенциальная энергия тела в данном случае тоже не изменилась, она была какой-то постоянной величиной относительно Земли. Как произошло изменение энергии? В данном случае энергия пошла на преодоление сил трения.  

Закон сохранения энергии в случае наличия силы трения

Если в системе встречается трение, то оно также влияет на энергию этой системы. Посмотрим, как записывается в данном случае изменение энергии.

Закон сохранения энергии в случае наличия силы трения

Изменяется энергия, и это изменение энергии определяется работой против силы трения. Определить работу силы трения мы можем с помощью формулы, которая известна из 7 класса (сила и перемещение направлены противоположно):

ЗАПОМНИТЕ!!!

РЕШИМ ЗАДАЧУ: Футбольный мяч падает без начальной скорости с высоты 20 метров . Найти его скорость перед столкновением с землей.

Сверься с решением:

Закон сохранения энергии в случае наличия силы трения

Итак, когда мы говорим об энергии и работе, то должны понимать, что каждый раз мы должны учитывать и то, что часть энергии расходуется на преодоление сил трения. Совершается работа по преодолению сил трения. Работа является величиной, которая характеризует изменение энергии тела.

В заключение урока хотелось бы сказать, что работа и энергия по сути своей связанные величины через действующие силы.

Домашнее задание

• Повтори конспект, который составили на уроке.
• Реши задачу: Камень падает без начальной скорости с высоты 11,25 м. Найди его скорость перед столкновением с землёй.

Использованные источники:

• https:// skysmart.ru/articles/physics/zakon-sohraneniya-mehanicheskoj-energii
• http:// kornev-school.ru/f9_law_of_energy_conservation.html
• https:// interneturok.ru/lesson/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/zakon-sohraneniya-mehanicheskoy-energii