План-конспект урока по физике по теме: Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия
Цель урока: расширить представление о потенциальной энергии тел как энергии взаимодействия нескольких тел обосновать произвольность выбора нулевого уровня состояния системы, научить учащихся пользоваться математическим выражением потенциальной энергии при решении задач различных типов.
Ход урока
Проверка домашнего задания методом фронтального опроса
1. Что называется энергией тела?
2. От чего зависит механическая энергия системы тел?
3. В каких единицах измеряется энергия?
4. Сформулируйте
5. Каков физический смысл кинетической энергии тела?
6. Докажите, что кинетическая энергия – понятие относительное.
7. Чему равна кинетическая энергия системы тел?
Решение задач
Задача. Автомобиль начинает двигаться по горизонтальному участку шоссе и набирает скорость, равную V. Сравните работу, совершенную двигателем при увеличении скорости от нуля до V₁ = V/2 и при увеличении скорости от V/2 до V. Трением пренебречь, движение считать равноускоренным.
В первом случае работа постоянной силы двигателя равна: A QUOTE 
= mV₁²/2 — mV₀²/2
Так как V₀ = 0, имеем A₁ = mV₁²/2, Учитывая, что V₁ = V/2 A₁ = mV²/8
Во втором случае A₂ = mV2/2 – mV2/8 = 3mV2/8 A₂/A₁ = 3
Изучение нового материала
Потенциальная – это энергия, которой тела обладают в результате взаимодействия друг с другом, зависящей от положения тел, от координат. Все тела, взаимодействующие, посредством потенциальных сил обладают потенциальной энергией.
Потенциальная энергия равна работе, которая может быть совершена при переходе тела или системы тел на нулевой уровень.
Выбор нулевого уровня произволен, и за нулевой уровень потенциальной энергии часто выбирают такое состояние системы при котором потенциальная энергия минимальна.
Вывод формулы для работы силы тяжести:
а) если направления силы тяжести Fm и перемещения Δг совпадают;
б) если векторы Fm и Δг направлены в противоположные стороны;
в) если вектор перемещения составляет с направлением силы тяжести угол α
Закономерности:
1) Во всех случаях работа силы тяжести: А = — (mgh₂ — mgh₁) равна изменению величины, зависящей от положения тела в начальный и конечный момент времени.
2) Работа силы тяжести не зависит от формы траектории.
3) Работа силы тяжести на замкнутой траектории равна нулю. В этом случае силы называют консервативными
Вывод формулы для работы силы упругости :
A = — (k·Δl²₂/2 — k·Δl₁²/2) – работа равна изменению величины, определенной взаимным расположением витков деформированной пружины.
Определение потенциальной энергии
А) Потенциальной энергией взаимодействия тела и Земли называют величину, равную произведению массы тела на ускорение свободного падения и высоту тела над Землей.
Ap = mgh
Б) Потенциальной энергией упругого деформированного тела называют величину, равную половине произведения коэффициента упругости на квадрат удлинения тела.
Ap = k·Δl²/2
Закрепление изученного материала
Задача. Груз массой 50г свободно падает из состояния покоя в течение 10с. Какую работу совершает сила тяжести за этот промежуток времени? 
У 1 A = mgh запишем кинематическое уравнение для координаты Y. Y = Y₀ + V₀Yt + gyt²/2
V₀ Так как Y = 0; Y₀ = h; V₀y=0; gy = — g; Тогда кинематическое уравнение примет вид:
h ↓ mg 0 = h — gt²/2; h = gt²/2; Подставим последнюю формулу и получим: А = mg²t²/2
↓g A = 50·9,8²·10²/2 = 25·104 (Дж)
X
2
Подведем итоги урока.
Домашнее задание: § 49, 50, 51, упр. 9 № 4, 8.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)