Открытый урок в 10 классе с использованием демонстрационного центра и CD- дисков по физике.
Учитель
Логвиненко Л. А.
Цель: повторить ранее изученное по теме «Потенциальная и кинетическая энергии», сформировать понятия: потенциальная сила, принцип минимума потенциальной энергии, устойчивое, неустойчивое и безразличное состояния, рассмотреть потенциальную энергию при гравитационном и упругом взаимодействиях, ввести формулы работы через изменение энергий, закрепить основные вопросы с помощью задач.
- Опрос по теме: «Работа сил»
- Что является временной характеристикой силы?
- Что такое импульс?
- Что является пространственной характеристикой действия силы?
- Что такое работа?
- Формула работы?
- Единица измерения работы?
- Как определяется работа сил при скольжении тела по наклонной плоскости:
- а) силы реакции опоры
- б) силы трения
- в) силы тяжести
- Какой можно сделать вывод из формулы А= mgH
- Проверка домашней задачи.
- Лабораторный опыт №1 (измерение потенциальной энергии поднятого тела) :
- а) найти потенциальную энергию лежащего на столе бруска
- б) поднимите равномерно брусок при помощи динамометра на высоту 20 см над столом и вычислите его потенциальную энергию относительно стола
- в) вычислите изменение потенциальной энергии бруска при его подъеме на высоту 20 см
- Лабораторный опыт № 2 (наблюдение зависимости кинетической энергии тела от его скорости и массы)
- а) укрепите желоб в наклонном положении при помощи штатива, к нижнему концу желоба приставьте деревянный брусок
- б) положите на середину желоба шарик и отпустите его
- в) измерьте расстояние, на которое переместился брусок, совершая работу по преодолению силы трения
- г) повторите опыт, пустив шарик с верхнего конца желоба
- д) пустите с середины желоба шарик большей массы и опять измерьте перемещение бруска
- е) сделайте вывод о зависимости кинетической энергии тела от его скорости и массы
- Объяснение нового материала.
- а) со слабыми учащимися повторить ранее изученное о потенциальной и кинетической энергиях ( закончить фразы)
- Если тело может совершить механическую работу, то оно обладает…
- Энергия бывает…
- Если энергия тела обусловлена движением, то ее называют…
- Если энергия определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного тела, то ее называют…
- Формула кинетической энергии…
- Формула потенциальной энергии…
- б) сильным ученикам викторина «Физика и автомобиль»
- Водителю необходимо переехать на автомобиле лужу, где, как он предполагает илистое дно. Он решает разогнать машину и на большой скорости преодолеть препятствие. Правильно ли его решение? Почему?
- Почему автомашина большой грузоподъемности должна иметь более сильные тормоза, чем малой?
- Грузовая и легковая машины с одинаковой скоростью спускаются с одной и той же горы. Какой энергией они обладают в начале, середине и конце пути? У какой машины энергия больше в середине трассы?
- Одинаковую ли энергию затрачивает автомобиль, двигаясь по сыпучему песку или твердой гладкой дороге? Ответ поясните.
После проверки объяснение с помощью диска. Ученики прослушивают диск и выписывают новые понятия и формулы. После чего учитель еще раз обращает внимание учащихся на вопросы:
- теорема о кинетической энергии
- теорема о потенциальной энергии
- что имеет физический смысл: энергия или изменение энергий?
Опр: потенциальная сила - сила, работа которой при перемещении материальной точки зависит только от начального и конечного положений точки в пространстве.
Принцип минимума потенциальной энергии : любая замкнутая система стремится перейти в такое состояние, в котором ее потенциальная энергия минимальна.
Если тело находится на опоре , то существует три случая равновесия:
- устойчивое равновесие Е Е
- неустойчивое равновесие Е Е
- безразличное равновесие Е Е
Работа силы тяжести при гравитационном взаимодействии вблизи поверхности Земли:
Графиком является отрицательная гипербола:
Потенциальная энергия упругодеформированной пружины: =работе силы упругости при переходе пружины из деформированного состояния в недеформированное.
Закрепление нового материала (по вопросам ):
- Почему для запуска спутника с большей массой на заданную орбиту требуется израсходовать больше энергии, чем для спутника с меньшей массой? (отв: на одной и той же орбите кинетическая и потенциальная энергия у тяжелого спутника больше, чем у легкого, т.к. Е и Е связаны с массой )
- Когда расходуется меньше энергии: при запуске искусственного спутника Земли вдоль меридиана или вдоль экватора в сторону вращения Земли? (отв: при запуске вдоль экватора в сторону вращения Земли , т.к. в этом случае скорость суточного вращения Земли складывается со скоростью, сообщаемой спутнику двигателем ракеты.)
- Почему после встряхивания ведра с картофелем наиболее крупные плоды оказываются наверху? (отв: наиболее устойчивому положению системы соответствует минимум потенциальной энергии, центр тяжести ведра с картофелем будет занимать наинизшее положение, если картофель уляжется более плотно ( т. е. мелкий картофель внизу), за счет встряхивания это и происходит.)
- ( Из индонезийской сказки): Раджа приказал:
-А ну покажи , где верхний, а где нижний конец у полена черного дерева.
Мальчик взял полено, оглядел его со всех сторон, подержал в руках и опустил в воду.
- Господин, верхний конец тот, который над водой,- сказал он радже. ( объясните ответ мальчика)
( отв: любой предмет стремится расположиться так, чтобы его потенциальная энергия была минимальной)
- Задача: Какую работу может совершить до остановки тело массой 1000 кг , движущееся со скоростью 36 км/ч ? Какая энергия при этом возрастает?
Д/з: Задача : Тело массой 20 кг свободно падает в течение 6 с . Найти работу силы тяжести.
Подведение итогов учителем, выставление оценок за урок.