Энергия Закон сохранения и превращения энергии

Тема: «Энергия. Закон сохранения и превращения энергии»
Цели урока
Раскрытие учащимися, в ходе урока, смысла закона сохранения энергии, и преобразования энергии из одного вида в другой.
Задачи урока
Образовательные:
• выяснить физическое содержание закона сохранения энергии;
• добиться усвоения учащимися понимания универсальности закона сохранения энергии.
• продолжить формирование практических и интеллектуальных умений при решении 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 «физика»;
• продолжить формирование стремления к глубокому освоению теоретических и практических знаний через решение задач.
Тип урока: комбинированный (изучения нового материала и закрепление).
Метод урока: частично - поисковый, урок – соревнование.
Демонстрации:
1. Падение теннисного шарика.
2. Колебание груза.
Оборудование: теннисный мяч, груз на нити, интерактивная доска, карточки.
Межпредметная связь: география, математика.
Ход урока
І. Организационный момент.
1. Приветствие и настрой на урок.
Сегодня проведем не стандартный урок, урок соревнование. Участвуют 2 - команды. Команды называются «Потенциальная энергия» и «Кинетическая энергия»
Ученики разгадывают ребус. (слайд - 1)
Разгадайте, зашифрованное слово в ребусе.
2. Постановка темы и целей урока.
Сегодня на уроке закрепим понятие энергия, о которой вы узнали в 7 классе.
Раскроем в ходе урока, смысла закона сохранения энергии, и преобразования энергии из одного вида в другой.
І І. Проверка домашнего задания.
1. Карточка (раздать командам) (слайд - 2)
Обозначение физических величин Название Единица измерения СИ Формулы
Р Р=
Импульс тела
Fтяж H
Сила упругости = - k x
Сила трения F = …mg
ІІІ. Актуализация знаний.
1. Карточка (раздать командам)(слайд - 3)
IV. Изучение нового материала.
Изучая предыдущую главу. Вы узнали особую велечину – импульс - подчиняющейся закону сохранения. В физики рассматривается еще одна величина, которая также сохраняется в замкнутых системах тел. Эта величина называется энергия.
Фронтальный опрос.
• Какие виды механической энергии Вы знаете.
• Дайте определение потенциальной энергии.
• Объясните, какие два вида потенциальной энергии Вы знаете.
• По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию?
• Дайте определение кинетической энергии тела.
• По какой формуле можно рассчитать кинетическую энергию?
• От чего зависит кинетическая энергия тела.
• В каких единицах измеряется энергия.
Каждая команда демонстрирует, подготовленное задание, которое соответствует название команды.
(работа на плакате).
Демонстрация потенциальной энергии и кинетической энергии.
Обратите внимание на демонстрацию. Какие процессы выполнены в данной демонстрации.
1. Демонстрация: подбрасывание теннисного мячика, его падение, «отскакивание» вверх.
Какие превращения энергии происходят при подъеме шарика и при его падении?
/при подъеме шарика – он обладает потенциальной энергией и при его падении – он обладает кинетической энергией/ В замкнутой системе взаимодействующие тела могут обладать одновременно потенциальной энергией и кинетической энергией. Рассмотреть рисунок 71 страница 80 в учебнике. Записывают тему урока в тетрадь.
*Закон сохранения и превращения энергии*
2. Демонстрация. 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. (слайд - 4)
Что произошло? Почему колебания прекращаются?
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 не потенциальных сил (силы сопротивления воздуха). Значит, если устранить действие не потенциальных 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. Ученики записывают формулы из учебника в тетрадь.
Из опыта сумма кинетической и потенциальной энергии системы тел, взаимодействующих друг с другом, дает полную энергию системы:
Из этого следует, что сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих друг с другом силами всемирного тяготения и силами упругости, остаются постоянной.
- математическая запись закона сохранения полной механической энергии. Энергия в природе не исчезает и не появляется из ничего, а только превращается из одного вида в другой. Это главное отличное свойство энергии.
Вывод урока: Чем больше энергия тела, тем большую работу оно может совершить. Энергия бесследно не исчезает она переходит из одного вида в другой.
IV. Этап обеспечения планируемого уровня знаний.
1. Тест для закрепления и усвоения урока.(слайд - 5)
2. Попробуйте, используя свои знания при решении задачи.
Пример задачи.
1. Найти полную механическую энергию тела массой 100г, которое на высоте 4м имело скорость 36 км/ч.
Дано: СИ Решение:
m=100г 0, 1кг
Е=Ек+Еп
h=4м
Ек=mv2/2
v=36км/ч 36.
1000м Еп=mgh
3600с
g≈10м/с2 Е=mv2/2+mgh подставим значения Ответ: Е= 9Дж.
2. Теннисный шарик падает с высоты 0, 9 м. Найти его скорость в момент удара о стол.
Дано: СИ Решение:
h=0, 9м
Ек=mv2/2
g≈10м/с2
Еп=mgh
mv2/2+mgh
V2 = 2gh = 2 * 10 * 0, 9 = 18 (м2/с2)
v=? подставим значения V = 4, 24 (м/с)
V. Обобщение урока.
- Я предлагаю вам заслушать сообщения и проанализировать какие превращения энергии происходят. выполняется ли *Закон сохранения и превращения энергии*:
1. историческая справка.
2. ГЭС, ТЭС. АЭС
1. Вступительное слово учителя.
В “Британской энциклопедии” 1771г. записано: “Энергия - слово греческого происхождения, означает могущество, достоинство или действенность чего - либо…”. О законе сохранении энергии мы сегодня говорили на уроке, заслушаем историческую справку и сообщения о применении и условии выполнения *Закон сохранения и превращения энергии*.
2. Историческая справка (готовят ученики).
Майер Юлиус Роберт (1814 - 1874гг.) – немецкий врач, независимо от других сформулировал закон сохранения энергии. В статье, опубликованной в 1842 году, Майер ясно утверждает, что существует определенная связь между высотой, с которой подает некая масса, и выделившимся при ударе о землю некоторого количества теплоты. Майер попытался также вычислить механический эквивалент теплоты
Об учёном, который впервые сформулировал и обосновал закон сохранения энергии, мы узнаем из доклада «Научная деятельность Германа Гельмгольца».
Портрет ученого на доске.
. Гельмгольц Герман Людвиг Фердинанд Фон (31. 08. 1821 - 08. 09. 1894гг.) - один из величайших учёных XIX века. В 1847 году он опубликовал классическую работу “О сохранении энергии”, где изложил философские и физические основания закона сохранения и превращения энергии и дал его математическую формулировку. Работа вызвала большой шум в научных кругах. Аналогичные идеи были выдвинуты рядом других ученых, однако Гельмгольцу принадлежит наиболее четкая формулировка важнейшего закона. Джоуль открыл Закон сохранения энергии для тепловых процессов. За 100 лет до Майера и Гельмгольца М. В. Ломоносов открыл Закон сохранения энергии.
В наше время главные виды энергии, за счет которых совер¬шается работа,— это энергия, осво - бождающаяся при сгорании топлива (угля, нефти, газа), энергия падаю¬щей воды и так называемая ядерная энергия. Но ни один из этих видов энергии не подается непосредственно к машинам.
На пути к машинам, в которых совершается работа, энергия пре¬терпевает превращения из одной формы в другую. АЭС, ГЭС. ТЭС.
В каких регионах нашей страны установлены АЭС, ГЭС. ТЭС
В «Стратегии «Казахстан - 2050» Президент отметил:
К 2050 году в стране на альтернативные возобновляемые виды энергии должно, приходится, не менее половины всего совокупного энергопотребления.
VI. Этап информирования учащихся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Я предлагаю вам 3 вида домашнего задания.
1. Вы изучаете §23 письменно отвечаете на вопросы (3, 4, 5) после него.
2. Вы решаете 3 задачи, подробно объясняя решение каждой. Задачи на применение закона сохранения механической энергии решаете в общем виде в тетради. Стр 81 - 82.
3 Из упр. 20 решаете 2 задачи по выбору.
Возможно, вы выберете то, которое поможет вам лучше запомнить, усвоить все, что мы узнали и чему научились на сегодняшнем уроке или то, которое потребует минимальных затрат времени и сил, но его сложность будет ниже ваших учебных возможностей. Поэтому оценка за выполнение домашней работы будет выставлена с учетом - правильности выполнения задания,
- аккуратности оформления,
- соотношения ваших способностей с выбранным вариантом задания.
VI. Оценка знаний.
Ученики суммирую полученные оценки в течении урока, находят средне арифметическое значение по формуле п1+п2+п3….