Урок физики в 10 классе по теме "Энергия"

Энергия. Закон сохранения энергии

Урок физики 10 кл.

Учитель Дайч Т.В.

Цель: Формирование навыков производить оценку физических величин с применением закона сохранения механической энергии.

ЗАДАЧИ:

• Сформулировать закон сохранения механической энергии, раскрыть его сущность;
• Создать у учащихся правильное понятие о границах его выполнимости.

АКТУАЛИЗАЦИЯ ранее полученных ЗНАНИЙ

• 1. Какие виды энергии изучали?
• 2. Сформулируйте определение потенциальной энергии тела.
• 3. Сформулируйте определение кинетической энергии тела.
• 4. По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию упругодеформированного тела?
• 5. По какой формуле рассчитывается кинетическая энергия тела?
• 6. По какой формуле рассчитывается потенциальная энергия тела поднятого над нулем отсчета?
• 7. По какой формуле рассчитывается суммарная работа всех сил приложенных к телу?
• 8. По какой формуле рассчитывается работа силы тяжести?
• 9. По какой формуле рассчитывается мгновенная мощность?
• 10. Чему равно изменение кинетической энергии?

ФОРМИРОВАНИЕ НОВЫХ ПОНЯТИЙ

• Когда тело обладает потенциальной энергией?
• Когда тело обладает кинетической энергией?
• Может ли тело обладать кинетической и потенциальной энергией одновременно?

Примеры.

• Поднятое тело, винтовая пружина, заряженная батарея или велосипедист на вершине холма – все обладают потенциальной энергией.
• Кинетическая энергия.

Ек = 60000 Дж

20м/с

Ек = 30000 Дж

20м/с

3000кг

1500кг

Полная механическая энергия.

• Для системы, в которой действуют потенциальные силы, удобно ввести понятие полной механической энергии.
• Полная механическая энергия системы – сумма ее кинетической и потенциальной энергии.
• Найдем закон изменения полной механической энергии и условия, при которых полная механическая энергия системы сохраняется.
• Работа сил действующих на тело, равна сумме работ потенциальных и непотенциальных сил:
• Работа потенциальных сил равна разности потенциальной энергии тела в начальном и конечном состояниях.

Закон изменения механической энергии.

• Изменение механической энергии системы равно работе всех непотенциалных сил:
• Если непотенциальные силы отсутствуют, работа непотенциальных сил равна нулю. То механическая система, в которой выполняется это условие, называется консервативной системой.

Закон сохранения механической энергии.

• В замкнутой консервативной системе полная механическая энергия сохраняется (не изменяется со временем):

E 1p + E 1k = E 2p + E 2k

Применение закона сохранения механической энергии.

• Он получен из законов Ньютона (справедливых для описания движения системы макрочастиц). Однако этот закон имеет более широкую область применимости, чем законы Ньютона. Полная механическая энергия сохраняется и для систем микрочастиц, для которых законы Ньютона неприменимы.
• Закон сохранения механической энергии является следствием однородности времени. Однородность времени состоит в том, что при одинаковых начальных условиях протекание физических процессов не зависит от того, в какой момент эти условия созданы.
• Закон сохранения полной механической энергии предполагает взаимное превращение кинетической энергии в потенциальную энергию и обратно в равных количествах. При этом полная энергия остается неизменной.
• Справедливость закона сохранения энергии подтверждается экспериментально с высокой степенью точности.
• С помощью закона сохранения механической энергии значительно проще находить кинематические величины, чем при непосредственном применении законов движения и законов динамики Ньютона.

Задачи.

• Найдем начальную скорость, с которой теннисист при подаче подбрасывает мяч вертикально. Обычно теннисист выпускает мяч на высоте 2 м. от покрытия, подбрасывая его на максимальную высоту 3,5 м.
• Найдите максимальную высоту, на которую поднимается мяч, брошенный вертикально вверх со скоростью 15 метров в секунду.

ИТОГ УРОКА

• Что называется полной механической энергией системы?
• Какая система тел называется консервативной?
• Сформулируйте закон изменения механической энергии.
• Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

Домашнее задание

• параграф 10, упражнение 9 (2)