Закон сохранения энергии

Урок  по теме "Энергия. Закон сохранения механической энергии"

Цели  урока:

• Исследовать выполнение закона сохранения энергии в различных механических процессах.
• Развивать навыки исследовательской работы, научить делать выводы, анализировать полученный результат.
• Воспитывать внимание, чувство коллективизма, интерес к предмету физики.

Оборудование  урока:

Для повторения материала к уроку использование  ИКТ (ноутбук, проектор, экран). 

ХОД УРОКА

1. Организационный момент. (Взаимное приветствие учителя и учащихся)

 

2. Постановка  целей.

     – Сегодня мы с вами, ребята, исследуем условия выполнения закона сохранения механической энергии. Впервые вопрос о существовании энергии возник ещё в середине XVIII века, Ученые долго не могли понять, почему «живая сила», так называли ученые в то время механическую энергию, способна сохраняться. Уверенность в справедливости этого закона основана на том, что он является итогом многовекового развития физической науки, итогом, к которому шла физика трудным, длинным путем. Не отдельные опыты ученых, и не логические построения, а вся история развития физики обосновывает справедливость этого закона.

     – Сегодня на уроке мы исследуем  вопрос: всегда ли выполняется закон сохранения энергии? Есть ли такие случаи в механике, когда этот закон не выполняется?

       Для этого вы, как молодые ученые-экспериментаторы  выполните работу и решите  экспериментальные задачи, подтвердив  или опровергнув закон сохранения  энергии. Само главное правило  у экспериментаторов – терпение, возможно многократное повторение  опытов, не отчаиваться, если не  получается сразу, искать новые  пути решения. Обобщение результатов  опытов, умение проанализировать  результат – вот главная цель  нашего урока. 

     – Давайте, ребята, вспомним, что вы уже  знаете о законе сохранения энергии  в механике. Повторение-разминку проведем в виде игры «Вопрос – ответ». Первый ряд задает вопрос, второй отвечает, второй ряд задает вопрос, третий отвечает и т.д. 

     

3. Вопросы к повторению материала 

 

Повторение

     На  магнитной доске вывешен плакат, на котором оформлен опорный конспект: 

       

     Примерные вопросы:

• Что означает слово “импульс” в переводе с латинского языка? (Толчок)
• Какой термин можно использовать вместо слова “импульс”? (Количество движения)
• Когда была введена в науку физическая величина “импульс тела”? (конец XVII века)
• Назовите единицу измерения импульса силы в системе СИ. (Нz с)
• Назовите единицу измерения импульса тела в системе СИ. (кгz м/с)
• Как направлен импульс тела?

       Ребята, многие задачи, которые вы  решали, протекали в идеальных  условиях. Как вы думаете, что  я подразумеваю под этим словом?

       Ответ: В условиях задач говорится не учитывать потери энергии на трение или просто потерями энергии пренебречь.

       Вопрос: Как вы думаете, возможны ли такие упрощения в реальных условиях?

       Ответ: В реальных условиях необходимо учитывать сопротивление воздуха, силы трения, взаимодействие тел при неупругом ударе. Во всех случаях происходит превращение части механической энергии в теплоту.

       Вопрос: Можно ли сказать, что в реальных условиях закон сохранения механической энергии не выполняется? 

4. Объяснение  нового материала.

 

      Опыт. Опытная установка изображена на рис. 1. 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?

     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). Значит, если устранить действие непотенциальных сил, тогда система маятник - Земля будут взаимодействовать только друг с другом (замкнутая система) и в этом случае колебания будут продолжаться бесконечно долго, т.е. попеременно будут превращаться друг в друга потенциальная и кинетическая 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:

- математическая запись закона  сохранения полной механической  энергии.

Формулировка  закона:

     Полная  механическая энергия  замкнутой, или изолированной, системы при всех изменениях в системе  сохраняется.

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

5. Рефлексия.

 

– Что  было положительного, что понравилось  на данном уроке, можно ли использовать данную форму урока в дальнейшем? 

– Что  сделать не удалось? Что бы вы сделали  по-другому? 

– Получили ли вы положительные эмоции и активно  ли вы участвовали на уроке? 

6. Подведение  итогов. Выставляются оценки, комментируются.

 

7. Домашнее  задание.

1. Читать § 22-24. Ответить устно на вопросы в конце § 22-24с на стр. 79, 81, упражнения 19, 20 письменно.

2. Разобрать пример решения задачи на стр. 82-86.
3. Выучить опорный конспект «Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии» (конспект выдаётся на карточках).