Закон сохранения энергии в механике
план-конспект урока на тему

Урок по теме: «Закон сохранения энергии в  механике»

Цели урока:

Образовательная: 

• сформировать знания обучающихся о законе сохранения энергии и превращении одного вида энергии в другой;
• продолжить закрепление ранее изученных видов энергии: кинетической, потенциальной.  

2. Развивающая: 

• развивать операции логического мышления, при изучении данной темы;
• совершенствовать общеучебные умения, коммуникативные качества обучающихся;
• повышать познавательную активность.

3. Воспитательная:

 Воспитывать:  мотивы учения, добросовестности, дисциплинированность, вести аккуратные записи в тетрадях, толерантно относиться к друг к другу при устных ответах.

Вид  урока: изучение нового материала

Тип урока: комбинированный

Методы обучения:

• информационный,
• репродуктивный,
• наглядный

Оборудование:

• ПО: ОС Windows, Microsoft Power Point, Microsoft Word,  мультимедиа – проектор

Наглядность:

• Презентация “Закон сохранения энергии в механике ”
• Тест игра “Верю – не верю” (Приложение1)
• Игра “Заблудившиеся величины” (Приложение 2)
• Решение задач (Приложение 3)
• Памятка обучающимся (Приложение 4)
• Карточка контроля знаний (Приложение5)

Ход урока:

Природа никогда не изменит 
великим законам сохранения.
Даниил Бернулли

I. Актуализация опорных знаний  

1. Сообщение цели урока Слайд 1,2
2. Повторение пройденного  Слайд 3,4,5
3. Слайды 6,7  Тест игра “Верю – не верю”

(Ответы на вопросы: “да”, “нет”) Приложение №1

Время на задание: 2 мин

Эталон ответа  1 вариант 1. нет 2. да 3. нет 4. да 5. нет   2 вариант 1. нет 2. да 3. нет 4. да 5. нет

Игра: “Заблудившиеся величины”. Определить соответствие между величинами и единицами измерений. Слайд 8,9

Приложение №2  Время на задание: 1 мин

II. Формирование новых понятий и способов действий:

Слайд10

Истоки открытия закона сохранения энергии уходят в глубокую древность. “Из ничего ничего не бывает” – так древние греки выражали идею сохранения. Золотым правилом” механики (“что выигрываешь в силе, то проигрываешь в расстоянии”) пользовался еще Архимед.

• Томас Юнг (1773–1829 гг.) – ввел понятие кинетической энергии. Под словом “энергия” понимал “способность тела совершать работу вследствие приобретения скорости”.
• Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765 гг.) – В 1748 году М.В. Ломоносов писал:
•  “… встречающиеся в природе изменения происходят так, что если б к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого…Тело, своим толчком побуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому”.

• В середине 19 века немецким врачом и физиологом Р. Майером, английским физиком Дж. Джоулем и немецким врачом и естествоиспытателем Г. Гельмгольцем примерно в одно и тоже время был установлен закон сохранения и превращения энергии  как  всеобщий закон природы.

Слайд 11

Изучение явлений превращения одного вида энергии в другой привело к открытии одного из основных законов природы – закона  сохранения механической энергии

Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает, она только превращается из одного вида в другой, при этом её значение сохраняется.

Слайд 12

Закон сохранения механической энергии (записать в тетрадь)

 Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной. Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией

Слайд 13

В процессе движения системы всякое увеличение кинетической энергии системы должно сопровождаться соответствующим уменьшением её потенциальной энергии и наоборот.

Рассмотрим границы применяемости закона сохранения механической энергии.

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.

Один из самых основных законов природы – закон сохранения энергии. Это не только физический закон. Он применим: (слайд 14)

• В астрономии (для расчета движения планет и звезд);
• В космонавтике (для расчета движения космических кораблей и спутников);
• В технике (для расчета движения и работы различных машин и механизмов);
• В химии, биологии, физике.

Вопросы:

• Как читается ЗСМЭ?
• Какие превращения энергии могут происходить в изолированной системе?

III. Формирование навыков умственного труда:

Решение задач  Приложение 3(слайд 15,16,17)

1. Вопрос. В чем состоит закон сохранения механической энергии?

      Ответ:  Полная механическая энергия замкнутой системы тел,  взаимодействующих     силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при движениях тел системы.

2. Вопрос. Выполняется ли закон сохранения механической энергии, если действуют, одновременно, и сила тяжести и сила упругости?

          Ответ:  Да (пример с пружинным пистолетом).

3. Вопрос.  Объясните, какие превращения энергии и почему происходят в следующих случаях:

а) при движении мяча, брошенного вверх;

б) при скатывании шара с наклонной плоскости;

в) при падении потока воды в водопаде;

г) при падении пластилинового шарика на пол;

д) при движении математического маятника.

4. Вопрос. Что убеждает нас в справедливости закона сохранения механической энергии? Ответ обоснуйте.

IV. Подведение итогов урока. (Оценочная карта)

V. Домашнее задание. Слайд

 Используемая литература:

1.  Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: учебник для 10 кл. общеобразовательных учреждений. – 15-е изд. – М.: Просвещение, 2011;
2.  Современное естествознание: энциклопедия. –М.: Дом-МАГИСТР-ПРЕСС, 2001.
3.  Интернет ресурсы
4. Перельман Д.И. “Занимательная физика”
5. Ланина И.Я. “Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики”
6. Дерябин В.М. “Законы сохранения в механике

Рефлексия

Проанализируйте движение своих мыслей, чувств, ощущений, которые у вас возникли в течение урока. (Словами или рисунком.)

Задача спор.

            На строительной площадке произошел спор мастера и рабочего. Нужно поднять груз 625000Дж на высоту 20 метров. Рабочий предложил  отнести  в ручную по лестнице, мастер предложил поднять краном. Кто из них прав? (Вычисли массу груза выразив массу из формулы потенциальной энергии)

  Ответ:                      Е = mgh,        m = = = 3125 кг      

Приложение №1 

Тест игра “Верю – не верю”

Приложение № 2

 Игра: “Заблудившиеся величины”(соедини стрелками)

Приложение № 3  Решение задач

3. Вопрос. В чем состоит закон сохранения механической энергии?

Ответ:  Полная механическая энергия замкнутой системы тел,  взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при движениях тел системы.

4. Вопрос. Выполняется ли закон сохранения механической энергии, если действуют, одновременно, и сила тяжести и сила упругости?

          Ответ:  Да (пример с пружинным пистолетом).

Приложение №4

Памятка обучающимся

 Движущееся тело обладает кинетической энергией

где m - масса движущегося тела; v - скорость тела. 

Тело поднятое над поверхностью земли, обладает потенциальной энергией

где h – высота тела над поверхностью земли.

Сжатая или растянутая пружина обладает потенциальной энергией

где k - жесткость пружины; х - сжатие (или растяжение) пружины.

Под полной механической энергией  Е  понимают сумму кинетической и потенциальной энергий:

Е= Ек + Еп

Изолированной системой тел называется такая система, на которую не действуют силы со стороны тел, не входящих в эту систему.

Для тела, движущегося со скоростью v на высоте h над поверхностью земли, уравнение закона сохранения механической энергии имеет вид:

В случае, когда на тело (систему тел) действуют внешние силы (например, сила трения, сила тяги), закон сохранения механической энергии не выполняется. В этом случае выполнимо следующее соотношение:

A = ΔΕ = E- E0

Где А - работа внешних сил, действующих на тело; E и E0- конечная и начальная механическая энергии тела; ΔΕ - изменение полной механической энергии тела.