Цель урока: дать представление об энергии как физической величине, зависящий от состояния тела или системы тел, и показать, что изменение энергии при переходе из одного состояния в другое определяется величиной совершенной работы; совершенствовать навыки решения вычислительных задач.
Ход работы
Проверка домашнего задания методом фронтального опроса
1.Что называется механической работой?
2. В каких единицах измеряется механическая работа?
3. Как определяется знак работы?
4. В каких случаях механическая работа может быть равна нулю?
5. Как можно вычислить работу графическим способом?
6. Что называется мощностью?
7. Назовите единицу измерения мощности.
8. Векторные или скалярные величины работа и мощность?
9. Если направление скорости и силы совпадают как вычисляется мощность механизма?
10.Если мощность постоянная между силой и скоростью существует обратно пропорциональная зависимость. Приведите примеры использования этой зависимости в технике.
11. Машина движется равномерно по дороге. Какова работа равнодействующих сил, действующих на автомобиль?
12 Чему равна работа силы тяги, развиваемой автомобилем?
Решение задач
Задача 1.
F₂ Тело движется по горизонтальной поверхности под действием сил F̄₁ и F̄₂ , причем F̄₁ = F̄₂.
Какая из приложенных сил совершает большую работу. Ответ: (F̄₁)
F1
Изучение нового материала
1. Формирование понятия энергии:
— Тело обладает энергией, если оно способно совершать работу.
— Эксперимент (демонстрационный) углубляющий понятие энергии.
— Тела могут совершать работу, если находятся в определенном состоянии, которое может изменяться:
Наблюдаем, как :
— сжатая пружина совершает работу, — подъем груза с помощью нити, перекинутой через блок,
— движение тележки с помощью опускающегося груза, — скатывание тела с наклонной плоскости.
2. Вывод теоремы об изменении кинетической энергии.
Тело движется прямолинейно под действием постоянной силы F̄. совпадающей по направлению с
F̄ V̄ вектором скорости тела. Поэтому А = F |Δr̄|. При движении вдоль оси Ох: А = FΔX, где F = ma
Δr̄ X Используем формулу Δх = V²- V₀²/ 2a. Тогда A = ma(V² — V₀²)/2 = mV²/2 — mV₀²/2
Величину mV²/2 – называют кинетической энергией, которую имеет тело, движущееся со скоростью V̄
3 Физический смысл кинетической энергии
При V₀ = 0; A = mV²/2, то есть кинетическая энергия тела Ек равна механической работе, которую должна совершать сила, действующая на покоящееся тело, чтобы сообщить ему скорость V.
4 Особенности кинетической энергии
А) Из формулы Ек = mV²/2 следует, что кинетическая энергия – понятие относительное, так как скорость тела зависит от выбора системы отсчета.
Б) Кинетическая энергия – скалярная величина. По ее приращению можно судить о работе лишь результирующей силы. Например, если автомобиль движется прямолинейно и равномерно, то прироста кинетической энергии нет, значит , работа результирующей силы равна нулю, хотя совершается работа двигателя, которая полностью компенсируется отрицательной работой сил сопротивления и трения.
В) Кинетическая энергия системы тел равна сумме кинетических энергий тел, входящих в механическую систему.
Решение задач:
1. Пуля массой 10г вылетела из винтовки со скоростью 800м/с и пробила доску, после чего скорость пули стала равна 400 м/с. Определить работу по преодолению сопротивления доски.
A = mV²/2 — mV₀²/2 = m/2 (V² — V₀²); A = 0.01/2·(64·104 — 16·104) = 2400 (Дж)
Подведем итоги урока.
Домашнее задание: §48, упр. 9 № 6