1. Выполняют задания в группах Задание 1 группе: «Вечный двигатель» Оборудование: ноутбук, модель, рисунок - Создайте замкнутый цикл движения воды на модели, с помощью ноутбука. Можно менять сечение выходного отверстия путем смены насадок и угол наклона насадок.
- Вопрос1. Возможна ли реальная реализация модели? Если нет, то почему?
- Рисунок
Один из проектов «вечного двигателя». Почему эта машина не будет работать?
Ответ: Нет. История хранит немало проектов «вечного двигателя». И в наше время все эти попытки обречены на неудачу, т.к. закон сохранения и превращения энергии запрещает получение работы без затрат энергии. - Дополнительные вопросы:
а) скользящая по льду шайба, остановилась, нет ли здесь противоречия с законом сохранения энергии? (нет, часть механической энергии из-за сил трения превратилась во внутреннюю) б) камень и теннисный мяч ударяют палкой, почему теннисный мяч летит дальше? (F* t = р2- p1), т.к. масса камня больше массы мяча, то скорость камня меньше скорости мяча, учитывая, что из состояния покоя тела получили одинаковые импульсы, следует из закона сохранения импульса. Задание 2 группе: Экспериментальная задача. Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, желоб лабораторный, линейка измерительная, шарик, электронные весы. Проделайте эксперимент. С наклонной плоскости скатывается стальной шарик, затем некоторое время он движется по горизонтальному участку желоба. Ответьте на вопросы: Вопрос 1. Какие превращения энергии происходят при движении шарика по наклонной поверхности? Вопрос 2. Куда «исчезает» кинетическая энергия шарика, когда он останавливается после качения по горизонтальной поверхности желоба? Вопрос 3. Не нарушается ли здесь закон сохранения и превращения энергии? Вопрос 4. Определите кинетическую энергию шарика в момент, когда он достигает основания наклонной поверхности? (Еп = Ек, mgh= Ек, измерить высоту наклонной плоскости и массу с помощью электронных весов)
Задание 3 группе «Теоретики» Применение закона сохранения энергии в гидродинамике Оборудование: раздаточный материал, сборник задач по физике 10-11 класс. А. П. Рымкевич Ответьте на вопросы, используя дополнительный материал «Элементы гидро- и аэродинамики. Вопрос1. Как закон сохранения энергии можно применить к движению жидкости? Ответ: Применим закон сохранения энергии к движению жидкости и газа. Из этого закона следует, что в местах потока жидкости (или газа), где скорость ее движения, а вместе с ней и кинетическая энергия меньше, потенциальная энергия должна быть больше. Что это за потенциальная энергия? Если поток жидкости горизонтален, то энергия взаимодействия жидкости с Землей будет везде одинаковой. Поэтому речь здесь может идти только о потенциальной энергии упругого взаимодействия частей жидкости друг с другом. Эта энергия обусловлена существованием в жидкости давления, вызванного незначительным ее сжатием. Там, где потенциальная энергия больше, больше сжатие и соответственно связанное с ним давление Вопрос2. Какой вывод был сделан на основе закона сохранения энергии? Ответ: При движении идеальной жидкости т. е. (без внутреннего трения между движущимися слоями) не происходит превращения механической энергии во внутреннюю, поэтому выполняется закон сохранения механической энергии.
давление текущей жидкости больше в тех местах потока, в которых скорость ее движения меньше, и, наоборот, в тех местах, где скорость больше, давление меньше. Вопрос3. Кем была установлена эта закономерность? Ответ: эта закономерность была установлена в первой половине XVIII в. пербургским академиком Даниилом Бернулли и носит название закона Бернулли. Справедлив этот закон как для жидкостей, так и для газов.
После обсуждения 1 ученик решает у доски задачу, в это время отчитывается группа у доски. 3. Решите задачу, используя следствие из уравнения Бернулли , № 404 стр. 58, Рымкевич, Указание : а) установите зависимость между скоростью и площадью поперечного сечения трубы, зная как зависит скорость течения воды в трубе от давления. б) запишите формулу площади поперечного сечения (круга) через диаметр круга. в) установите зависимость скорости течения от диаметра трубы. г) составьте пропорцию, найдите скорость течения в узкой трубе. д) v- скорость течения воды в широкой трубе; v1- скорость течения воды в узкой трубе; d- диаметр широкой трубы; d1- диаметр узкой трубы; Ответ: 1.6 м/с У доски написать пропорцию, пояснить на основании чего вы ее составили и показать решение. Решение: V/ V1= p/p1, следует V/ V1= S/S1, т.к. S= пR2, R=D/2, следует S=пD2/4, значит площадь пропорциональна D2, тогда V1/V=D2/(D1)2, т.к. Диаметр узкой трубы в 4 раза меньше, то тогда V1 V /V==D2/ (D/4)2 V1=16 V= 16*0,1м/с=1,6 м/с Ответ: 1.6 м/с
Задание 4 группе: «Теоретики -практики» Применение закона сохранения энергии в аэродинамике Оборудование: раздаточный материал, сборник задач по физике 10-11 класс. А. П. Рымкевич, штатив с лапкой, лист бумаги, теннисный мяч, фен, плакат, маркеры Продемонстрируйте Закон Бернулли на простом опыте. Опыт: Возьмите листок бумаги и используя фен направьте воздушный поток вдоль его верхней поверхности. Что вы увидели? Ответ: (Мы увидим, что бумага начнет подниматься вверх.) Ответьте на вопросы, используя дополнительный материал «Элементы гидро- и аэродинамики Вопрос 1. Почему это происходит? Ответ. Это будет происходить из-за того, что давление в струе воздуха над листом бумаги меньше, чем под листом, где воздух спокоен. Действующая снизу преобладающая сила давления и заставит лист подниматься. Вопрос 2. Объясните и возникновение подъемной силы, действующей на крылья самолета, используя дополнительный материал? Ответ. Каждое крыло у самолета в сечении имеет несимметричную форму. Поэтому при движении самолета воздушный поток обтекает крыло так, что из-за разной скорости обтекания крыла сверху и снизу давления под крылом и над крылом также оказываются различными. Давление над крылом оказывается меньше давления над крылом. Благодаря этому и возникает сила, поднимающая самолет в воздух. Вопрос 3. Кем была разработана теория возникновения подъемной силы крыла? Ответ: Теория возникновения подъемной силы крыла самолета была разработана русским ученым Николаем Егоровичем Жуковским (1847-1921). Вопрос 4. Где зависимость в потоке жидкости (или газа) от скорости ее течения находит применение, в каких приборах используется? Ответ: Зависимость давления в потоке жидкости (или газа) от скорости ее течения, (там где эта скорость больше, давление меньше, и наоборот) являющаяся следствием закона сохранения энергии, находит широкое применение в различных устройствах: пульверизаторе, водоструйном насосе, карбюраторе. 5.Решите задачу, используя следствие из уравнения Бернулли , № 406 стр. 58, Рымкевич, рис.51 Указание: - Изобразите на плакате рисунок и объясните почему шарик парит в струе и при движении шланга будет следовать за ним. Объяснение дайте на основе давления. Установите, как изменяется давление от центра к переферии потока, растет или убывает, если мячик не падает в сторону?
Ответ: (давление в потоке меньше там, где больше скорость движения. В данном случае давление растет от центра к переферии потока, и шарик удерживается в центре потока.
| 
tehnologicheskaya_karta_10_klass.doc
