Разработка блока уроков по физике в 10-м классе. Тема: "Закон сохранения и превращения энергии в механике"

Разделы: Физика

Содержание:

  1. Цели и задачи блока.
  2. Урок 1. Закон сохранения энергии в механике.
  3. Урок 2. Решение задач.
  4. Урок 3. Лабораторная работа по теме «Изучение закона сохранения механической энергии».
  5. Урок 4. Тематическое оценивание знаний, умений и навыков.

Цели и задачи блока.

Цели учителя:

Повысить успеваемость учащихся по данной теме за счет увеличения доли самостоятельной работы учащихся и перераспределения времени внутри блока.

Цели обучения:

Специальные:

  1. Знать понятия: кинетическая энергия, потенциальная энергия.
  2. Знать закон сохранения и превращения механической энергии.
  3. Уметь применять ЗСЭ для решения задач.

Общеучебные:

  1. Применять содержательный смысл физических понятий, величин для анализа физических явлений и процессов.
  2. Делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных числовыми значениями, диаграммой.
  3. Описывать преобразование энергии в физических явлениях.

Урок 1.

Тема: Закон сохранения и превращения энергии.

Цель урока: Сформировать у учащихся знание ЗСЭ.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Форма урока: комбинированный урок.

План изложения нового материала:

  1. Энергия. Виды энергии.
  2. Теорема о кинетической энергии.
  3. Теорема о потенциальной знергии.
  4. Закон сохранения механической энергии.

Закрепление изученного материала.

При закреплении изученного материала используется ПК и CD-диск «Открытая физика. Часть 1».

Учащиеся садятся за ПК, на которые установлен CD-диск «Открытая физика». В разделе «Модели» необходимо найти закон сохранения и превращения энергии.

В модели демонстрируется изменение кинетической и потенциальной энергии мальчика, спускающегося на санках без трения с горы сложного профиля.

Представлена диаграмма и выводятся численные значения кинетической и потенциальной энергии. Можно изменять массу мальчика и профиль горы. Учащимся выдается инструкционная карта по работе с моделью.

Инструкционная карта для учащихся по работе с компьютерной моделью.

Цель: удостовериться в справедливости ЗСЭ.

  1. Пронаблюдайте изменение числовых значений потенциальной и кинетической энергии при движении мальчика с горы.
  2. Чему равна сумма потенциальной и кинетической энергии в процессе движения мальчика?
  3. Пронаблюдайте за диаграммой изменения потенциальной и кинетической энергии. Сделайте вывод.
  4. Измените массу мальчика. Как изменилось значение потенциальной и кинетической энергии? Выполняется ли ЗСЭ?
  5. Измените профиль горы.
  6. Сделайте вывод о выполнении ЗСЭ.

Урок 2.

Тема: Решение задач по теме «Закон сохранения энергии».

Цель урока: Закрепить понимание учащимися ЗСЭ. Научить применять свои знания при решении конкретных задач.

Форма работы: Индивидуальная работа с карточкой.

Для закрепления понимания учащимися закона сохранения энергии используется «Доводящая карточка ».

Доводящая карточка (из пособия М.В. Миновой «Доводящие карточки как средство индивидуализации процесса обучения)

Закон сохранения механической энергии тела

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы.

  1. Что называется механической энергией?
  2. Какие виды механической энергии вы знаете?
  3. Когда тело обладает кинетической энергией?
  4. Когда тело обладает потенциальной энергией?
  5. Как можно вычислить кинетическую энергию тела?
  6. Как можно вычислить потенциальную энергию тела, поднятого над землей?
  7. Как можно вычислить потенциальную энергию упруго деформированного тела?
  8. Какая система тел называется замкнутой системой?
  9. Какие силы являются силами тяготения?
  10. Какие силы являются силами упругости?
  11. Кирпич массой 2 килограмма находится над землей на высоте 6 метров. Какой энергией обладает кирпич?
  12. Чему равна эта энергия?
  13. Почему кирпич обладает энергией?
  14. Какая сила обеспечивает взаимодействие?
  15. Чему в этом случае равна кинетическая энергия кирпича? Почему?
  16. Чему равна полная механическая энергия кирпича?
  17. Кирпич падает с этой высоты. Как он будет двигаться? Почему?
  18. Что происходит с потенциальной энергией кирпича? Почему?
  19. Чему равна скорость кирпича в момент падения на землю?
  20. Какой энергией обладает кирпич в момент падения на землю? Почему?
  21. Вычислите эту энергию.
  22. Чему равна потенциальная энергия кирпича в момент падения на землю? Почему?
  23. Чему будет равна полная механическая энергия кирпича?
  24. Чему будет равна потенциальная энергия кирпича, когда он пролетит 4 метра?
  25. Чему будет равна кинетическая энергия кирпича, когда он пролетит 4 метра?
  26. Чему будет равна полная механическая энергия кирпича на этой высоте?
  27. Чем отличаются потенциальные энергии кирпича на высоте 6 метров, 4 метра и в момент падения на землю?
  28. Чем отличаются кинетические энергии кирпича на высоте 6 метров, 4 метра и в момент падения на землю?
  29. Чем отличаются полные механические энергии кирпича на высоте 6 метров, 4 метра и в момент падения на землю?
  30. О чем говорится в Законе сохранения полной механической энергии?
  31. При открывании двери пружина, придерживающая её, растянулась на 20 сантиметров. Жесткость пружины 100 н/м. Масса двери 50 килограммов:

а) какой энергией будет обладать дверь, когда она открыта? Почему?

б) какая сила обеспечивает взаимодействие?

в) чему равна потенциальная энергия тела в этот момент?

г) чему равна кинетическая энергия тела в этот момент?

д) чему равна полная механическая энергия тела, когда дверь открыта?

Когда дверь отпустили, она закрылась:

а) как двигалась дверь после того, как её отпустили? Почему?

б) чему была равна скорость двери в тот момент, когда она закрывалась?

в) чему была равна кинетическая энергия двери в тот момент, когда она закрывалась?

г) чему равна потенциальная энергия двери в тот момент, когда она закрывалась? Почему?

д) чему равна полная энергия двери в тот момент, когда она закрывалась?

  1. Чему будет равна потенциальная энергия двери, когда пружина сожмется на 5 сантиметров?

а) чему в этом случае будет равна ее кинетическая энергия?

б) чему равна полная механическая энергия двери в тот момент, когда пружина сжимается на 5 сантиметров?

  1. В каком из этих трех случаев полная механическая энергия пружины больше?
  2. Сформулируйте Закон сохранения полной механической энергии.

Первая группа вопросов карточки (с 1 по 10) направлена на то, чтобы проверить знание понятий, фиксировать внимание учащихся на вполне определенной области курса и сформировать первичное представление об изучаемом явлении.

Вторая группа вопросов (11-26) дает возможность учащимся представить, о каких явлениях конкретно может идти речь в законе, по каким признакам можно судить об изменениях состояния объекта и как эти признаки ухватываются с помощью понятий.

Вопросы 27-30, составляющие третью группу, позволяют осуществить процесс сравнения и сопоставления характеристик объекта и тем самым приводят к пониманию той самой определенности в смене состояний объекта, которую и фиксирует закон.

Четвертая группа вопросов (с 31 по 34), как и в предыдущей карточке, обеспечивает процессы контроля коррекции и окончательной фиксации выработанного понимания.

Урок 3.

Лабораторная работа №2.

Тема: Изучение закона сохранения механической энергии.

Цель урока: Научиться измерять потенциальную энергию поднятого над землей тела и упруго деформированной пружины.

Тип урока: Урок контроля и оценивания знаний.

Форма: Практическая работа.

Работа выполняется по описанию в учебнике Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский «Физика 10 класс».

Лабораторная работа №2, стр.324.

Урок 4.

Тематическое оценивание по теме «Закон сохранения механической энергии».

Цель урока: Проверить знания, умения и навыки учащихся по теме.

Тип урока: Урок контроля и оценивания знаний.

Контроль знаний, умений и навыков учащихся осуществляется в форме тестирования.

Далее приводятся несколько образцов тестовых заданий, которые можно использовать в зависимости от уровня класса, желания учащихся и учителя.

Образец №1

Номер ответа

№ задания

1 2 3 4 5 6

Закон сохранения механической энергии

I. На каком этапе движения спутника его потенциальная энергия не изменяется?

при разгоне с помощью ракеты

при движении по круговой орбите

при переходе с орбиты одного радиуса на другую

при спуске на Землю

II. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Какой высоты оно достигает?

1) 20м 2) 10м 3) 5м 4) 200м

 

III. При взрыве снаряда массой т, летевшего горизонтально со скоростью V, образовалось 10 осколков. Их суммарная кинетическая энергия сразу после взрыва равна 0

всегда

больше или равна

меньше или равна

IV. Камень массой 0,2 кг брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с и упал в том же месте со скоростью 8 м/с. Работа сил сопротивления воздуха за время движения камня равна

1) 1,8Дж 2) -3,6Дж 3) -18Дж 4) 36 Дж

V. Камень массой т брошен горизонтально с башни высоты Н с начальной кинетической энергией Ек. Как меняется потенциальная энергия камня в зависимости от высоты И? Высота И отсчитывается от основания башни.

VI. Шарик массой т подвешивают к нерастянутой пружине жесткости К и резко отпускают. Максимальное растяжение пружины при этом равно

1) 2) 3) 4)

Образец №2
Номер ответа
№ задания 1 2 3 4 5 6

Закон сохранения механической энергии

I. Первая формулировка закона сохранения механической энергии принадлежит

1) Лейбницу 2) Ньютону 3) Декарту 4) Гюйгенсу

II. Тело массой 1 кг свободно падает с высоты 5 м. Начальная скорость тела равна нулю. На расстоянии 2 м от поверхности Земли кинетическая энергия тела приблизительно равна (принять g = 10 м/с2)

1) 0 Дж 2) 10 Дж 3) 20Дж 4) 30 Дж

III. Брусок толкнули вдоль горизонтальной поверхности, и он под действием только силы трения проходит до остановки путь 0,5 м. Коэффициент трения между бруском и плоскостью равен 0,1. Начальная скорость бруска приблизительно равна

1) 0,5м/с 2) 1 м/с 3) 1,5м/с 4) 2м/с

IV. На рисунке изображена траектория движения тела, брошенного под углом к горизонту. В какой из точек траектории, изображенных на рисунке, кинетическая энергия тела имеет минимальное значение? (сопротивление воздуха пренебрежимо мало)

1) в т.1 2) в т.3 3) в т.3 4) во всех точках одинакова

V. При столкновении двух тел сохраняется полная механическая энергия системы. После столкновения тел E'1 = 15 Дж и Е2' = 25 Дж. До соударения полная механическая энергия первого тела Е1 = 5 Дж, а полная механическая энергия второго тела Е2  равна

1) 5Дж 2) 15 Дж 3) 25 Дж 4) 35 Дж

VI. Полная механическая энергия замкнутой системы тел не сохраняется, если тела взаимодействуют

1) силами упругости

2) силами трения

3) силами тяготения

4) одновременно силами упругости и тяготения

Литература:

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский «Физика 10 класс». Учебник для 10 класса. Просвещение. 2001 г.

М.В. Минова «Доводящие карточки как средство индивидуализации процесса обучения».

Сборник тестовых заданий. Физика 10 (часть 1). Лаборатория аттестационных технологий МИПКРО. «Интеллект-центр» Москва 2002 г.