Разработка урока: «Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия»

Тема: «Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия»

Цель урока: ввести понятие кинетической, потенциальной и полной энергии как характеристик механических систем.


Задачи: 

1.Ввести понятие кинетической, потенциальной и полной энергии как характеристик механических систем.

2. Развитие умения, применять знания в новой ситуации, объяснять явления.

3. Воспитание стремления к учению.

Тип урока: первичного усвоения материала.

Демонстрации:

1. Взаимодействие движущегося шара с неподвижным бруском.
Оборудование: Металлический шар (2 шт. разной массы, брусок, наклонная плоскость, раздаточный материал)

Метод обучения: продуктивный. 
План урока

1.     Организационный момент (1-2 мин)

2. Проверка домашнего задания (10 мин)

3.     Изучение нового материала (20 мин)

4.     Закрепление материала (10-20 мин)

5.     Домашнее задание (2 мин)

6. Рефлексия

Ход урока.

1.Организационный момент:

- Проверка готовности к уроку.

- Объявление темы и цели урока.
2. 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.

Создание проблемной ситуации (Эта штучка хоть мала, но энергии полна. Оживляет механизмы лишь присутствием она – батарейка); постановка цели урока
3.Объяснение новой темы:

В обществе часто поднимаются проблемы, связанные с органическим топливом (каменный уголь, нефть, газ, торф, дрова и т.д.). интенсивное уменьшение запасов органического топлива в недрах земли тревожит человечество, потому что источником жизни на Земле является энергия. А 80% энергии, вырабатываемой на Земле, получают из органического топлива. Ни один механизм не будет действовать при отсутствии энергии. Поэтому ученые находятся в постоянном поиске путей эффективного использования энергии Солнца, ветра, воды, атома. Итак, что же такое энергия?

Термин «Энергия» был введен в 1807 году английским ученым Юнгом. В переводе с греческого это слово означает «действие, деятельность». Различают внутреннюю, тепловую, ядерную и механическую энергию. Мы с вами сегодня разберем механическую энергию.

Физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу, называют энергией. Энергия обозначается буквой – Е, измеряется в Дж.

Различают два вида механической энергии: кинетическую – энергия движения, потенциальную – энергия взаимодействия.

Опыт: Наклонный желоб, шарик и цилиндр. 

Скатываемый шарик, ударяясь о цилиндр, передвигает его.

Следовательно, если тело или несколько взаимодействующих между собой тел обладают возможностью совершать работу, то принято говорить, что они обладают энергией. Тело тогда может совершать работу, когда обладает энергией.

Опыт: Шар движется со скоростью v в направлении неподвижного бруска, при ударе брусок сместится. Значит, по отношению к бруску была совершена работа за счет энергии двигающегося шара. Следовательно, любое тело, которое обладает скоростью, обладает энергией.

Изображение кластера на доске «Энергия»

Потенциальной энергией называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.

Например, тело, поднятое относительно поверхности Земли, обладает потенциальной энергией. Действительно, тело падая с высоты, приводит в движение другие тела, встречающиеся на его пути, т.е. совершают работу. 

Eп = mgh

Где, Еп потенциальная энергия тела, Дж.

m – масса тела, кг.

g – постоянная Земли (ускорение свободного падения), 9,8 Н/кг.

Потенциальная энергия падающего тела и находящегося под действием силы тяжести зависит от массы этого тела, высоты, на которую оно поднято и ускорения свободного падения.

Кинетической энергией называется энергия, которым обладает тело в следствии своего движения. 

Ек = mv/2

Где, Ек – кинетическая энергия, Дж.

V – скорость тела, м/с. 

m – масса тела кг.

Кинетическая энергия изменяется в зависимости от массы и скорости тел, т.е. чем больше масса тела и скорость, с которой оно движется, тем больше его кинетическая энергия.

Механической энергией тела называют сумму его потенциальной и кинетической энергии.

W = Eп +Eк

Решение задач:

Пуля массой 9 грамм вылетает из ствола винтовки со скоростью 800 м/с. Какова ее кинетическая энергия?

Дано: Решение: 

m = 9 г = Ек = mv/2

=0,009 кг Ек = 0,009*640000/2 = 2880 Дж

v = 800 м/с 

Ек - ? Ответ: Ек = 2880 Дж


Реактивный самолет массой 50т движется со скоростью 300 м/с относительно Земли. Найдите его кинетическую энергию.

Дано: Решение: 

m = 50т = Ек = mv/2

=50000кг Ек = 50000*90000/2 = 2,3 *109 Дж

v = 300 м/с 

Ек - ? Ответ: Ек = 2,3 *109 Дж


Тело массой 100 кг упало с высоты10м на крышу дома, высота которого 3м. какова потенциальная энергия тела?

Дано: Решение: 

m = 100 кг Eп = mgh

h1= 10 м Еп = 100 * 7 * 9,8 = 6860 Дж

h2 =3м 

Еп - ? Ответ: Еп = 6860 Дж


На вершине горы, высота которого составляет 800м над уровнем моря, растет яблоня. Какова потенциальная энергия яблока массой 0,5 кг, висящего на ветке яблони, имеющей высоту 5м, относительно поверхности Земли?

Дано: Решение: 

m = 0,5 кг Eп = mgh

h1= 800 м Еп = 0,5 * 795 * 9,8 = 3896 Дж

h2 =5 м 

Еп - ? Ответ: Еп = 3896Дж

Чему равна кинетическая энергия тела массой 20 кг, которое движется со скоростью 4 м/с. 

Дано: Решение: 

m = 20 кг Ек = mv/2

v = 4 м/с Ек = 20*16/2 = 160 Дж

Ек - ? Ответ: Ек = 160 Дж

Теперь, ребята, закрепим с Вами новый материал. Я каждому из Вас дам карточку с заданием, вам необходимо за 2-3 минуты решить свое индивидуальное задание, которое я проверю.
Задача: Чему равна кинетическая энергия тела массой 20 кг, которое движется со скоростью 4 м/с. (160 Дж)

Дано: Решение: 

m = 20 кг Ек = mv/2

v = 4 м/с Ек = 20*16/2 = 160 Дж

Ек - ? Ответ: Ек = 160 Дж
4. Закрепление материала:

Приведите пример потенциальной и кинетической энергии.

Вывод урока: Чем больше энергия тела, тем большую работу оно может совершить. Энергия бесследно не исчезает, она переходит из одного вида в другой.

5. Итог урока:

- Выставление оценок

- Дом задание:

6. Рефлексия

Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске:

сегодня я узнал…

было интересно…

было трудно…

я выполнял задания…

я понял, что…

теперь я могу…

я почувствовал, что…

я приобрел…

я научился…

у меня получилось …

я смог…

я попробую…

меня удивило…

урок дал мне для жизни…

мне захотелось…

1. вариант

Заполнить таблицу:

Задача: Чему равна кинетическая энергия тела массой 20 кг, которое движется со скоростью 4 м/с.

1. Вариант

Задача: Тело массой 100 кг упало с высоты10м на землю. Какова потенциальная энергия тела?

1. вариант

Заполнить таблицу:

Задача: Чему равна кинетическая энергия тела массой 20 кг, которое движется со скоростью 4 м/с.