Цель урока: раскрыть сущность закона сохранения и превращения энергии в механических процессах, обозначить границы его действия, показать практическое значение закона.
Ход урока
Проверка домашнего задания проведением самостоятельной работы
Вариант -1 a) Вычислите работу, которую совершает пружина при перемещении груза.
А = — (k Δl²₂/2 – k Δl²₁)
б) Для растяжения пружины на 4мм необходимо совершить работу 0,02Дж. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть пружину на 4 см?
А₁ = k Δl₁²/2; k = 2A₁/Δl₁²; A₂ = k·Δl₂²/2 = 2A₁ Δl²₂/2Δl₁² = Δl²₂/Δl²₁; A₂ = 0.02·(4·10̄̄̄̄—2)2/(4·10-3)2 = 2 (Дж)
Вариант – 2 а) Вычислите работу силы тяжести при падении тела вертикально вниз.
А = — (m g h2 – m g h1)
б) Человек поднимает ящик массой 10 кг с пола на высоту 1 м, затем переносит ящик, не изменяя высоты, на расстояние 10 м и снова опускает его на пол. Какую работу совершит человек на каждом этапе деятельности? Чему равна полная работа, совершенная человеком?
А1 = m g h; A₂ = 0; A3 = — m g h; A₁ = 100 Дж; A₂ = 0; A3 = — 100 Дж; Aполн = 0
Изучение нового материала
1. Демонстрационные опыты.
А) Опыт с движущейся тележкой, приходящей в движение под действием опускающегося груза.
Б) Наблюдение колебаний шарика, подвешенного на нити.
Рассмотрим пример, когда при совершении работы увеличение кинетической энергии сопровождается убылью потенциальной энергии: A = ΔEk ; A = — ΔEp
Приравнивая правые части уравнений получим: ΔЕк = — ΔЕр; ΔЕк + ΔЕр = 0; Δ (Ек + Ер) = 0
2 Формирование понятия механической энергии системы:
Е = Ек + Ер — механической энергией системы называют величину равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы.
3 Формулировка закона сохранения энергии для замкнутых систем.
А) mV²/2 + mgh = const — для системы, состоящей из тела массой m и Земли.
Б) mV²/2 + k·Δl²/2 = const — для системы, состоящей из тела массой m и пружины.
Закрепление изученного материала.
Задача. Тело массой 3 кг свободно падает с высоты 5 м. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела на расстоянии 2 м от Земли.
У O 1 Запишем закон сохранения энергии для тела находящегося в состоянии 1 и 2.
m g h₁ = m g h₂ + mV²/2; так как Ek1 = 0; Ek2 = mV²/2
h₁
O 2 Ek2 = m g h₁ — m g h₂ = mg(h₁ — h₂) Ek2 = 3· 10· 2 = 60 (Дж)
h₂
Х
Подведение итогов урока.
Домашнее задание: § 52, 53, упр. 9 № 5,9.