1. Организационный момент Цель: Стимулирование деятельности учащихся, обеспечение их общей готовности. | Взаимные приветствия учителя и учащихся. Фиксация отсутствующих. Организация внимания и внутренней готовности. «О, физика, наука из наук! Всё впереди! Как мало за плечами! Пусть физика нам будет вместо рук, Пусть будет математика очами» | Встают. Приветствуют учителя. Удобно располагаются. |
2. Проверка ЗУН Цель: Выявление и анализ имеющихся у учащихся ЗУН.
| 1. Организация работы (в группах-парах) с дидактическими карточками, направленной на выяснение степени усвоения заданного на дом материала, определение типичных недостатков в знаниях и их причины, ликвидацию обнаруженных недочетов. - Я раздам на 6-8 пар карточки 2-x вариантов (дописать название, единицы физических величин, формулы). Ваша задача заполнить пустую строку таблицы для определенной физической величины. КАРТОЧКА 1 вариант Обозначение физических величин | Название | Единица измерения СИ | Формулы | А |
|
|
|
| Энергия |
| - | Fтяж |
| H |
|
| Сила упругости |
|
= - k x |
| Сила трения |
| F = …mg | Ер | Потенциальная энергия тела поднятого над Землей | Дж | Еп=… |
| Потенциальная энергия упруго деформированного тела |
| ….= k x2/2 | Ек |
|
| …=mυ2/2 |
| Теорема о потенциальной энергии |
|
|
| Теорема о кинетической энергии |
|
|
КАРТОЧКА 2 вариант Обозначение физических величин | Название | Единица измерения СИ | Формулы |
| Механическая работа |
|
|
| Энергия |
|
|
| Сила тяжести |
|
|
| Сила упругости |
|
|
| Сила трения |
|
|
| Потенциальная энергия тела поднятого над Землей |
|
|
| Потенциальная энергия упруго деформированного тела |
|
|
| Теорема о потенциальной энергии |
|
|
| Теорема о кинетической энергии |
|
|
Постарайтесь выполнить это задание за 8 минут (время фронтального опроса). 2. Фронтальный опрос. 1) Что называют механической работой? Какая это величина - векторная или скалярная? 2) Какова общая формула работы? 3) Когда тело способно совершить работу? Приведите примеры. 4) Вверх или вниз направлено перемещение тела, если работа силы тяжести положительна? 5) Приведите пример, когда работа силы отрицательна. 6) Каков знак работы силы трения скольжения? Обоснуйте ваш ответ. 7) Что такое мощность? 8) Что называют энергией? В каких единицах выражается энергия в системе СИ? 9) Что такое потенциальная энергия? 10) Чему равна потенциальная энергия поднятого груза? 11) Чему равна потенциальная энергия деформированной пружины? 12) Чему равна кинетическая энергия тела? | 1. Заполняют карточки. Работают (в группах) с предложенными учителем карточками, показывая глубину и осознанность знания данной темы.
2. Фронтальный опрос.
|
3. Актуализация знаний учащихся Цель: Организация и направление к цели урока познавательной деятельности учащихся. | - Как связаны между собой изменение энергии и совершение работы? - Как можно изменить энергию тела? - При каком условии энергия тела возрастает? Уменьшается? Не изменяется? Демонстрационный опыт. 1 опыт. Опытная установка изображена на рис. 1. В ходе опыта изменяем высоту скатывания шарика, замечаем расстояние, на которое сдвигается брусок, лежащий на горизонтальной плоскости.  
Рис. 1. 2. опыт. Опытная установка изображена на рис. 2. 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. Что произошло? Почему колебания прекращаются?
Рис. 2.
| Ответы на вопросы.
Объясняют опыты Из 1 опыта Вывод: Чем с большей высоты скатывается шарик, тем большую скорость он приобретает и тем большую работу он может совершить, передвигая брусок.
Из 2 опыта 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 сопротивления воздуха. |
4. «Открытие» учащимися новых знаний Цель: раскрыть сущность закона сохранения и превращения энергии в механических процессах | Выразим это математически. Один ученик(ца) у доски, остальные учащиеся слушают и дополняют ответы ученика у доски, делают записи в тетради. 3 опыт. Поиграем в мячик. Отпускает из рук мячик. Мячик падает на пол и отскакивает. Рассмотрим движение мячика с точки зрения превращения механической энергии. Вопросы: - За счёт действия какой силы происходит движение мячика вниз? - Чему равна работа силы тяжести? Можно это выразить математически?
- Что можно сказать о скорости мячика при мере приближения к полу? - Значит ли это, что, с другой стороны, работа силы тяжести равна изменению кинетической энергии тела? Если да, то вырази это математически? - Насколько убывает потенциальная энергия и насколько увеличивается кинетическая?
- Преобразуй, полученное выражение так, чтобы в левой части выражения стали потенциальная и кинетическая энергии на начало движения, а в правой на момент удара о землю. - Спасибо, ты можешь садиться на место. Ты получил(а) очень важное математическое соотношение, которое носит название математическая запись закона сохранения энергии. - Значит, мы можем сформулировать тему нашего урока. |
Пробуют объяснить опыт
Отвечают на вопросы. - За счёт действия силы тяжести - Работа силы тяжести равна убыли потенциальной энергии. A = - (Eп2 – Eп1) (1) - Скорость мячика возрастает - Да. A = Eк2 – Eк1 (2)
- Можно предположить, что одинаково, учитывая, что работу одной и той же силы мы выразили в одном случае через убыль потенциальной энергии, а другом через увеличение кинетической. Следовательно правые части в уравнениях (1) и (2) равны - (Eп2 – Eп1) = Eк2 – Eк1
Eк1 + Eп1 =Eк2 + Eп2
Записывают тему урока, формулируют цели. |
- Движение мячика могло бы продолжаться сколь угодно долго, если бы не было потерь энергии на сопротивление, т.е. если бы тела взаимодействовали друг с другом только силами тяготения или упругости. В данном случае речь идёт о замкнутой системе тел. Если ввести, что  - есть полная механическая энергия, то закон сохранения полной механической энергия можно записать в виде:  - математическая запись закона сохранения полной механической энергии.
Формулировка закона: Полная механическая энергия замкнутой, или изолированной, системы при всех изменениях в системе сохраняется. Делая запись в тетради, ещё раз проследите вывод закона сохранения полной механической энергии. | Самостоятельно или с помощью учителя приходят к выводу: если на взаимодействующие тела не действуют внешние силы, то сумма Ер и Ек при любых взаимодействиях тел системы остается постоянной. Записывают математическую запись и формулировку общего закона сохранения энергии |
- Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения энергии (для замкнутых систем). - Когда на тело действует сила трения скольжения, т.е. система становится незамкнутой, закон сохранения полной механической энергии нарушается. Почему? Вследствие трения механическая энергия тела или системы тел всегда уменьшается, а внутренняя энергия увеличивается, потому что тела нагреваются. В 40-х годах 19-го века трое ученых – Роберт Майер, Герман Геймгольц и Джеймс Джоуль – независимо друг от друга высказали предположение, что суммарная энергия всегда сохраняется, т.е. сформулировали закон сохранения и превращения энергии: Энергия не возникает и не исчезает, а может только превращаться из одного вида в другой, а также переходить от одного тела к другому. За 100 лет до этого со всей полнотой и определенностью эту идею разрабатывал и отстаивал Ломоносов. Однако он был в одиночестве, современники не поддержали его теорию. Врач Майер, пивовар Джоуль, врач Гельмгольц – вот те три человека, за которыми история науки навсегда закрепила славу открывателей закона сохранения и превращения энергии. |
- Полная энергия остается неизменной.
|
5. Первичное закрепление темы Цель: закрепить полученные знания
| Создание нестандартной ситуации при использовании знаний. - Я предлагаю вам заслушать сообщения и проанализировать, какие превращения энергии происходят, выполняется ли ЗСЭ: 1. Историческая справка. 2. ГЭС, ПЭС, ТЭС. 3. Вечный двигатель
1. Историческая справка (готовят ученики). а) 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.
б) Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (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.  
в) Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) - английский физик. Джоуль открыл Закон сохранения энергии для тепловых процессов. 
г) Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) — первый русский ученый-естествоиспытатель мирового значения. За 100 лет до Майера и Гельмгольца М.В.Ломоносов открыл Закон сохранения энергии.
2. ГЭС, ПЭС, ТЭС. В наше время главные виды энергии, за счет которых совершается работа,— это энергия, освобождающаяся при сгорании топлива (угля, нефти, газа), энергия падающей 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 претерпевает превращения из одной формы в другую. ТЭС, ГЭС,ПЭС
3. «Вечный двигатель» До того, как был открыт закон сохранения энергии, в течение столетий упорно делались попытки создать такую машину, которая позволила бы совершать больше работы, чем тратится энергии. Она даже заранее получила название «вечный двигатель» (perpetuum mobile). Но такая машина никогда не была создана, и создана она быть не может. На рисунке показана схема одного из бесчисленных проектов «вечного двигателя». Машина состоит из двух колес (шкивов), помещенных в верхней и нижней частях башни, наполненной водой. Через шкивы переброшен бесконечный канат с прикрепленными к нему легкими ящиками. Из рисунка видно, что в каждый момент времени часть ящиков погружена в воду, в то время как остальные находятся в воздухе. Автор проекта уверял, что правые на рисунке ящики, всплывая под действием архимедовой силы, заставят вращаться колеса. На смену всплывающим ящикам в воду будут входить другие, поддерживая «вечное» движение. Вращающиеся колеса могли бы приводить в движение, например, электрические генераторы, давая таким образом «бесплатную» энергию в неограниченном количестве, поскольку устройство действует «вечно». В действительности такой двигатель работать не может. Ведь если одни ящики всплывают, то другие, наоборот, входят в воду. А эти входящие в воду ящики движутся против архимедовой силы. К тому же входят они в воду внизу, где на них действует сила давления всего столба воды, которая еще больше, чем архимедова сила. Подобные ошибки легко найти в любом проекте «вечного двигателя». Попытки создать такое устройство обречены на неудачу. Закон сохранения энергии запрещает получение работы большей, чем затраченная энергия. Задача техники не в том, чтобы попытаться обойти закон сохранения энергии, а в том, чтобы уменьшать потери энергии в различных машинах, двигателях, генераторах.
|
Доклад ученика Презентация
Доклад ученика Презентация
Доклад ученика Презентация
|
