«Закон сохранения механической энергии»
план-конспект урока по физике (9 класс)

МБОУ СОШ п.свх.Агроном

План-конспект

открытого урока по физике в 9 классе

на тему «Закон сохранения механической энергии»

                                                                                 Подготовила и провела  

                                                                                 учитель физики Рябцева А.П.

2018-2019гг

Тема урока: "Закон сохранения механической энергии" (9 класс)

                                                      Эпиграф урока: «Незнающие пусть научатся,

                                                       а знающие вспомнят  еще раз»  

                                                                                                Античный афоризм 

Цели и задачи урока

Цель:

Раскрытие учащимися, в ходе урока, смысла закона сохранения энергии, получение сведений о границах его применимости, приобретение умения описывать преобразования энергии при движении тел и решении задач

Задачи:

Обучающие: Создать условия для формирования умений, обеспечивающих самостоятельное успешное применение закона сохранения механической энергии к решению задач на преобразование энергии придвижении тел

Развивающие: Способствовать развитию умений самостоятельно  выделять главное, обобщать и систематизировать имеющиеся знания. Развивать умение грамотно выражать свои мысли, строить логически выдержанный рассказ.

Воспитательные: Продолжать работать над совершенствованием качеств, отражающих отношение к другому человеку: дисциплинированность, вежливость, добросовестность, товарищество.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы работы учащихся: работа в  парах, фронтальный опрос, объяснение, беседа, индивидуальная.

Оборудование: компьютер, экран, мультимедийный проектор, шарик, подвешенный на нити, брусок, наклонная поверхность, мячик.

        План урока

1. Оргмомент

2.Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала.

3. Этап усвоения новых знаний.(опыт, ответы на вопросы, вывод формулы)

4.Этап обеспечения планируемого уровня знаний.  ( сообщения, решение задачи)

5.Этап закрепления нового материала.(видеотест).

6. Этап информирования учащихся о домашнем задании, инструктаж  по его выполнению.

7.Рефлексивно - оценочный этап

8.Итоги урока. Выводы.

1.Организационный этап

(Учитель входит с мячом в руках!)

Взаимные приветствия учителя и учащихся;(здравствуйте, ребята и уважаемые коллеги.) Доброе утро, солнечный день. У всех хорошее настроение, улыбка на лицах. Давайте это настроение сохраним до конца урока. Фиксация отсутствующих;(отметить отсутствующих)

2.Организация внимания и внутренней готовности.

(Учащимся раздаются черновики) 

Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала.

Учитель: Один бойкий журналист, держа в руках записную книжку и карандаш, спросил Эйнштейна: "Есть ли у вас блокнот или записная книжка, куда вы записываете свои великие мысли?" Эйнштейн посмотрел на него и сказал: "Молодой человек! По-настоящему великие мысли приходят в голову так редко, что их нетрудно и запомнить" 

Когда у Эйнштейна спросили, как он потратит время, данное на решение одной проблемы (один час), он ответил, что 55 минут он потратит на выделение проблемы и её альтернатив, а 5 минут — на её решение. Он провёл очень много времени за размышлениями и очень мало времени — за действиями. Прислушаемся совета великого ученого и наши 45 минут разделим так: 40 минут размышляем и 5 минут действуем!!!

В природе много тайн. А физика - это наука о природе, разгадавшая больше загадок мироздания, чем любая другая. И я предлагаю Вам приоткрыть одну из таких тайн. Жажда открытий была главной движущей силой, "действующей" на ученых в их очень трудном, но и самом интересном деле - поиске истины. Есть удивительные законы и один из них мы сегодня рассмотрим. Многие ученые посвятили жизнь изучению этого закона, а мы с Вами еще посмотрим, как он влияет на нашу жизнь. Попробуем понять, почему он необходим нам в повседневной жизнедеятельности.

Эпиграфом к нашему уроку будут слова «Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят  еще раз».  Подумайте, какое отношение эти слова имеют к нашему уроку?

- Правильно, речь пойдет о чем-то  уже ранее известном.

  Для того, чтобы сформулировать тему и цель нашего урока, мы вспомним то, что проходили, изучали в предыдущих классах.

  «Опыт – вот учитель жизни вечной», – писал И.Гете        

1 опыт. Демонстрационные опыты на кафедре. (учитель рассказывает как проделывать опыт, затем ученики делают выводы)

1.опыт. В ходе опыта изменяем высоту скатывания шарика, замечаем расстояние, на которое сдвигается брусок, лежащий на горизонтальной плоскости.

2.опыт.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?

В ходе опыта изменяем высоту скатывания шарика, замечаем расстояние, на которое сдвигается брусок, лежащий на горизонтальной плоскости.

 (Объясняют опыты учащиеся)

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 непотенциальных сил (силы сопротивления воздуха).

3. Этап усвоения новых знаний

Из всех поставленных экспериментов какой вывод можно сделать?

Учащиеся (предполагаемый ответ): Энергия не исчезает и не появляется вновь. Она только переходит от одного тела к другому или из одного вида в другой.

Откроем тетради и запишем число и тему урока "Закон сохранения  механической энергии"

 Цель урока:

Раскрыть в ходе урока, смысл закона сохранения энергии, получение сведений о границах его применимости, приобретение умения описывать преобразования энергии при движении тел и решении задач.

Выразим это математически. Вызвать ученика к доске, остальные учащиеся слушают и делают  дополнения к ответам ученика у доски.

Деятельность учителя

3 опыт. «Поиграем в мячик»

Отпускает из рук мячик. Мячик падает на пол и отскакивает. Рассмотрим движение мячика с точки зрения превращения механической энергии.

Вопрос.1)За счёт действия какой силы происходит движение мячика вниз?

1) Ответ. За счёт действия силы тяжести

2).Вопрос.Чему равна работа силы тяжести? Можно это выразить математически?

2)Ответ.Работа силы тяжести равна убыли потенциальной энергии.

A=-(Ep2 - Ep1) (1)

3)Вопрос.Что можно сказать о скорости мячика при мере приближения к полу?

3)Ответ.Скорость мячика возрастает

4)Вопрос.Значит ли это, что с другой стороны работа силы тяжести равна изменению кинетической энергии тела? Если да, то вырази это математически?

4)Ответ.Да.  A=Ek2-Ek1 (2)

5)Вопрос. Насколько убывает потенциальная энергия и насколько увеличивается кинетическая?5)Ответ. 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 (1) =(2)      -(Ep2 - Ep1) =Ek2-Ek1

6.Вопрос. 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.

 6)Ответ.      Ek1 +Ep1 =Ek2+Ep2

Спасибо, ты можешь садиться на место. Ты получил(а) очень важное математическое соотношение, которое носит название  математическая  запись закона сохранения энергии.

Движение мячика могло бы продолжаться сколь угодно долго, если бы не было потерь энергии на сопротивление, т.е. если бы тела взаимодействовали бы только друг с другом и не взаимодействовали бы 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: Ek1 +Ep1 =Ek2+Ep2=E=const

  - 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.

Учебник стр  91-93.

Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения энергии.

 Какой вывод вы сделали из прочитанного текста?

 вывод:  если  на взаимодействующие тела не действуют внешние силы, то

сумма Ер и Ек при любых взаимодействиях  тел системы остается постоянной.

Записывают формулировку общего закона сохранения энергии

4.К потенциальным силам относятся силы, работа которых не зависит от формы траектории-Fт, Fупр; непотенциальные силы -Fтр, Fтяги

5. Механическая энергия не возникает и не пропадает. Она превращается из

одного вида в другой. Полная энергия остается Неизменной.

 4. Этап обеспечения планируемого уровня знаний.        

 Законы не открываются сами по себе, их открывают люди. Вот о таких людях мы и поговорим. Немного истории.

Закон сохранения энергии был открыт экспериментальным путем независимо друг от друга тремя учеными: Робертом Майером (немецкий физик и врач), Джеймсом Прескоттом Джоулем (английский физик) и Германом Гельмгольцем (немецкий ученый). Почти за сто лет к открытию этого закона очень близко подошел  выдающийся русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов.

(Доклад ученика)

Однажды Роберт Майер услышал от моряка, что во время сильной бури вода

 нагревается. Эти слова его заинтересовали. А в 1840 году судно, на котором

работал Майер судовым врачом, стояло у берегов тропического острова Ява.

Одному из матросов от жары стало плохо. Желая помочь, Майер вскрывает ему вену, чтобы уменьшить избыточное кровяное давление (тогда  такой прием был распространен). И, к своему ужасу, обнаруживает, что вместо темной крови  потекла алая. Испуг врача объяснялся тем, что алая кровь течет в артериях. Своим цветом она обязана высокому содержанию кислорода: это "свежая" кровь, которая только что омыла легкие. А по венам кровь течет уже после того, как она  разнесла кислород по телу. В венозной крови кислорода мало, поэтому она  темно-красная. Для кровопускания можно вскрывать только вену - кровотечение же из артерии смертельно опасно. К счастью, Майер не ошибся: он вскрыл  больному вену. Но ученый задается вопросом: почему же в вене течет алая кровь?

 Удивление Майера усилилось, когда местные врачи сказали ему, что здесь

это - обычное явление: в тропиках венозная кровь у людей такая же алая, как и артериальная

 Учитель:  А как бы Вы ответили на вопрос с точки зрения физики? Почему у людей, живущих в тропиках, в вене течет алая кровь?

Учащиеся (предполагаемый ответ): Температура воздуха почти равна

 температуре человеческого тела. Организму не нужно расходовать энергию

 на поддержание температуры тела, поэтому кислород остается в крови - ведь

энергию дает именно сгорание кислорода. А это значит, что энергия сохраняется:  она только превращается из одного вида в другой, но никогда не исчезает и не появляется из ничего.

 Добавить сообщение  о Гельмгольце.

4.Вечный двигатель        

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 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.

          5. Этап закрепления нового материала.

(Попробуйте, используя свои знания ответить на вопросы. Блиц-опрос – видеотесты. Взаимопроверка!!!) 

(учащиеся выполняют тест, затем проверяют друг у друга и сверяют ответы с  правильными ответами на экране)

6.Этап информирования учащихся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению. Объявить оценки.

   П.22, примеры решения задач, итоги главы,  упр.22(по желанию)

          7.Рефлексивно - оценочный этап 

Учитель: Наш урок подходит к концу. Мы с Вами в очень активной форме изучили  закон сохранения энергии, вспомнили основные формулы. Вы учились применять свои знания в новых ситуациях. И у Вас это получилось.

1)Какую задачу мы ставили перед собой на уроке?

Ответ:1)Ввели  понятие замкнутой изолированной системы, полной механической энергии. Получили закон сохранение механической энергии на опыте и экспериментально. Научились  решать задачи с применением закона сохранения механической энергии

- 2)Мы выполнили ее? ответ: 2)Да

- 3)Как именно мы ее выполнили? ответ: 3)Сообщения об открытии закона сохранения механической энергии, о выполнении этого закона в окружающем мире, решили задачу.

Наше занятие я хотела бы закончить притчей о Мастере и ученике.  

 В старинном городе жил Мастер, окруженный учениками. Самый способный из них однажды задумался: "А есть ли вопрос, на который наш Мастер не смог бы ответить?". Он пошел на цветущий луг, поймал самую красивую бабочку и спрятал ее между ладонями. Бабочка цеплялась за его руки, и ученику было щекотно. Улыбаясь, он подошел к Мастеру и спросил: - Скажите, какая бабочка у меня в руках, живая или мертвая? Он крепко держал бабочку в сомкнутых ладонях и готов был в любое мгновение раскрыть или сжать их ради своей истины. Не глядя на ученика, Мастер ответил: - Все в твоих руках.

Сейчас перед каждым из Вас на столе сидит самая маленькая и самая красивая бабочка. Возьмите ее. Она Ваша... Она в Ваших руках… Все в Ваших руках... Ведь Вы сами строите свою жизнь и все, что в ней случается. Ваша успешность будет во многом зависеть, от тех знаний, которые Вы получите. А знания - это великая сила. Все наши открытия в наших руках.

Каждому учащемуся предлагается закончить одно из следующих предложений.

   8. Итоги урока.Выводы.

Ребята, мы изучили тему «Законы сохранения в механике». В замкнутой системе сумма кинетической и потенциальной энергии остается постоянной:

                                    Е полная = Ек + Еп – const.

Но мы говорили и о том, что закон распространяется не только на механическую, но и на другие виды энергии и в общем случае его можно сформулировать так: В замкнутой системе энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а переходит из одного вида в другой, от одного тела к другому. Я хочу предложить применить этот закон не к физическим явлениям, а к нравственным категориям.
Итак гипотеза: Получая энергию в виде пищи, человек двигается, совершает механическую работу, отдает энергию окружающим в виде слов, эмоций и др. И все, что делает человек может быть добрым или злым, затрачивая одну и ту же энергию мы с одинаковым успехом творим добро или зло. Наша отданная энергия никуда не исчезает, а переходит от одного человека к другому. Разве не случалось такого? Вы пошли в школу с плохим настроением.  Нагрубили учителю, занимались плохо, в школу были вызваны родители, а вечером вся отрицательная энергия вернулась к вам в полном объеме. И наоборот, как в детской песне «Поделись улыбкою своей, и она к тебе не раз еще вернется».

Добро – это то, что делается на благо общества, во имя чего-то большего, чем интересы отдельного человека. Добро – есть поступки во благо других людей.

Л.Н. Толстой: «В жизни есть только одно несомненное счастье – жить для других».

Давайте попробуем подобрать слова, которые будут характеризовать добро.

(Ребята называют, они записываются в столбик на доске.)

– Теперь поговорим о зле.

(Ребята дают свои определения злу.)

Зло – все, что губит душу человека, способствует нравственной деградации. Зло – это войны и предательство, зависть и жадность, это хамство и равнодушие, эгоизм и обман, пьянство и наркомания, Зло это когда сильный обижает слабого, когда хулиган оскорбляет  людей, когда чиновник вымогает взятку, когда взрослые дети забывают о своих престарелых родителях, а родители не заботятся о своих маленьких детях.

Слова записываются в колонку. Учитель обращает внимание, что каждому слову из первой колонки  есть противоположное во второй.

– Давайте попробуем записать формулу добра и зла.

Ученики предлагают свои формулы, объясняя их.

– А я знаю совершенно точно, что добро всегда обратно пропорционально злу ( чем меньше зла тем больше добра и наоборот)

Д = 1/З или 
З = – Д

Православная церковь не признает добродетелью такие добрые поступки, о которых человек, сделавший их, рассказывает другим. В старину в крестьянских избах делались маленькие окошечки, в которые подавали милостыню, Они делались маленькими, чтобы ни подающий милостыню, ни берущий не видели друг друга.  Вот вы сказали о сделанном зле, теперь раскайтесь в нем, решите для себя никогда больше его не совершать. Попросите прощения.

– Вернемся к физике. Представим замкнутую систему – семья. Если члены семьи передают  окружающим отрицательную энергию – зло, что происходит с семьей? 
– Разрушается. 
– Разрушается и сам человек, который несет людям зло. В ХХ веке жил знаменитый конструктор Игорь Иванович Сикорский. Он создавал летающие аппараты, сконструировал вертолет, и этот ученый не видел противоречия между наукой и религией. Выше всех достоинств научного и технического прогресса он ставил моральное совершенствование человека. Ему принадлежит мысль, что если люди поступают плохо, зло накапливается, то природа уничтожает этих людей и это зло, играя в этом случае роль клапана безопасности, ограничивающего количество страданий и боли, которое один человек может принести многим людям.

Учитель: Доброта — это искренний, добрый, светлый поток энергии, исходящий из души человека. Попытайтесь быть хоть немного добрее – и вы увидите, что окажетесь не в состоянии совершить дурной поступок.  Конфуций 

1 ученик:На асфальте надпись, как загадка,
Не перешагнуть, ни обойти –
Ночью кто-то написал украдкой
Слово наболевшее ПРОСТИ
Боль вины так в ком-то накипела, 
Жить с ней дольше не хватает сил, 
У обиженного словом или делом
Человек прощенья попросил.
Написал в надежде, что заметил,
Слово стороной не обходил
И пускай словами не ответил, 
Только бы поверил и простил.
На асфальте броско, ярко светит 
Слово-покаяние «ПРОСТИ»
Чтобы всем обиженным на свете 
Груз обиды в сердце не нести.

Словами, мыслями, делами
Твори добро, борись со злом.
Всегда, везде, где только сможешь,
А главное – в себе самом.

Словами, мыслями, делами
Твори добро, борись со злом.
Всегда, везде, где только сможешь,
А главное – в себе самом.

2 ученик Не зли других и сам не злись!
Мы гости в этом бренном мире...
И если что не так-смирись,
Будь поумнее-улыбнись!
Холодной думай головой,
Ведь в мире все закономерно:
Зло, излученное тобой,
К тебе вернется непременно... 

       1 ученик «Давайте поклоняться доброте...»

На кладбище военном, на плите,

Я прочитал и в жизнь унес когда-то.

И лучевой строкой в моем труде

Вдруг стала эта заповедь солдата:

«Давайте поклоняться доброте...»

Давайте с думой жить о доброте:

Вся в голубой и звёздной красоте

Земля добра. Она дарит нас хлебом,

Живой водой и деревом в цвету.

Под этим вечно неспокойным небом

        Давайте воевать за доброту! 

Звучит песня: Твори добро -  Шура

Руки твои сильные
Ты защити слабого
Мысли твои верные
Ты научи глупого
Глаза твои, твоя душа
Добрая и чистая
Дари ее тому
Кому больно одному

Твори добро на всей земле
Твори добро другим во благо
Не за красивое спасибо
Услышавшего тебя рядом

Твори добро на всей земле
Твори добро другим во благо
Не за красивое спасибо
Услышавшего тебя рядом

Я долечу до неба
Я накричусь досыта
Я расскажу все тайны дня
Досветла
Я долечу до неба
Я накричусь досыта
Я расскажу все тайны дня
Досветла

Твори добро на всей земле
Твори добро другим во благо
Не за красивое спасибо
Услышавшего тебя рядом

Твори добро на всей земле
Твори добро другим во благо
Не за красивое спасибо
Услышавшего тебя рядом