Цели урока:
Предметные:
- Повторить и обобщить теоретические знания по теме урока.
- Закрепить навыки по применению закона при решении задач.
- Исследовать выполнение закона с помощью компьютерного эксперимента.
Личностные:
- Способствовать формированию потребности в получении знаний.
- Создать условия для развития у обучающихся умений выделить главное, анализировать, сравнивать, выявлять причину и следствие.
- Создать предпосылки для самообразования.
Метапредметные:
- Передача обучающимся деятельностных способов работы с информацией.
- Формирование культуры мышления, целостной картины мира.
План урока:
- Оргмомент.
- Постановка целей и задач.
- Повторение изученного материала.
- Решение графической задачи.
- Компьютерный эксперимент.
- Проверка выполнения закона сохранения и подведение итогов урока.
ХОД УРОКА
1. Здравствуйте, ребята! Сегодня на уроке мы должны вспомнить то, что знаем о таком физическом понятии как энергия, которая в переводе с греческого языка означает могущество, достоинство или действенность чего-либо…, о видах энергии, а также поговорить о законе сохранения механической энергии.
2. Фронтальный опрос
- Какими видами энергии обладает любое тело?
- Какие из этих видов относятся к механической?
- Что называется и как вычисляется кинетическая и потенциальная энергии?
- Каков физический смысл кинетической энергии?
- Каков физический смысл потенциальной энергии тела поднятого над землей и упругодеформированного тела.
- Сформулируйте закон сохранения и превращения полной механической энергии тела.
- Границы применимости закона сохранения энергии.
3. Мы знаем, что при движении тела
изменяются многие физические величины,
описывающие этот процесс. Рассмотрим движение
тела, брошенного вертикально вверх. Какой это вид
движения? Какие физические величины будут
изменяться?
Задание: установите соответствие между
физическими величинами и графиками изменения
этих величин.
| a(t) | v(t) | Ek (t) | Ep(t) | E(t) |
Проверка:
| a(t) | v(t) | Ek (t) | Ep(t) | E(t) |
| 2 | 3 | 5 | 6 | 1 |
4. Всем нам хорошо известно, что в нашей
повседневной жизни постоянно происходят
различные физические процессы. С такими
процессами мы встречаемся, в том числе, и на
экране кино и телевидения. Давайте посмотрим
фрагмент хорошо известного еще с раннего детства
мультфильма про Вини Пуха и определим какое
физическое явление с ним происходит, и как
меняются физические величины, описывающие этот
процесс.
Какой вид движения мы наблюдаем? Какие
физические величины изменяются? Что происходит с
различными видами механических энергий?
5. Компьютерный эксперимент
Цель исследования: доказать, что при свободном падении тела происходит переход потенциальной энергии в кинетическую, а полная механическая энергия остается без изменений.
Задачи исследования: определить зависимость кинетической и потенциальной энергий свободно падающего тела от времени, определить точки max кинетической и потенциальной энергий, построить графики зависимости кинетической и потенциальной энергий свободно падающего тела от времени.
Объект исследования: кинетическая и потенциальная энергии.
Предмет исследования: свободно падающее тело.
Гипотеза: при свободном падении тела
происходит переход потенциальной энергии в
кинетическую и есть точка, в которой значения
кинетической и потенциальной энергий равны.
Используя электронные таблицы Excel, вам
необходимо будет построить графики зависимости
кинетической, потенциальной, полной
механической энергий от времени. Для этого
необходимо задать первоначальные параметры.
Какие физические величины необходимы для
определения данных видов энергий?
| h | v | g | t | Ek | Ep | E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зададим массу m=30 кг, высоту, с которой начинается движение 30 м. Для того, чтобы выбрать шаг измерения времени нам нужно определить в течение какого времени будет происходить движение. Вычислим время свободного падения:
t = 2,46 с.
Удобным шагом отсчета времени можно считать 0,2 с. Внесем высоту, ускорение свободного падения и время в таблицу. Для определения энергий нам необходимо задать формулы вычисления изменения высоты, скорости, кинетической и потенциальной энергий. Используя знания по информатике, вводим необходимые формулы в верхние графы таблицы и строим график.
Результаты:
| h | v | g | t | Ek | Ep | E |
30 |
0 |
9,8 |
0 |
0 |
8820 |
8820 |
29,804 |
1,96 |
9,8 |
0,2 |
57,624 |
8762,376 |
8820 |
29,216 |
3,92 |
9,8 |
0,4 |
230,496 |
8589,504 |
8820 |
28,236 |
5,88 |
9,8 |
0,6 |
518,616 |
8301,384 |
8820 |
26,864 |
7,84 |
9,8 |
0,8 |
921,984 |
7898,016 |
8820 |
25,1 |
9,8 |
9,8 |
1 |
1440,6 |
7379,4 |
8820 |
22,944 |
11,76 |
9,8 |
1,2 |
2074,464 |
6745,536 |
8820 |
20,396 |
13,72 |
9,8 |
1,4 |
2823,576 |
5996,424 |
8820 |
17,456 |
15,68 |
9,8 |
1,6 |
3687,936 |
5132,064 |
8820 |
14,124 |
17,64 |
9,8 |
1,8 |
4667,544 |
4152,456 |
8820 |
10,4 |
19,6 |
9,8 |
2 |
5762,4 |
3057,6 |
8820 |
6,284 |
21,56 |
9,8 |
2,2 |
6972,504 |
1847,496 |
8820 |
1,776 |
23,52 |
9,8 |
2,4 |
8297,856 |
522,144 |
8820 |
0,10559 |
24,206 |
9,8 |
2,47 |
8788,957 |
31,04346 |
8820 |
Фронтальный опрос:
- Что происходит с кинетической энергией свободно падающего тела?
- Что происходит с его потенциальной энергией?
- Что можно сказать о переходах энергии?
- Что означает точка пересечения графиков зависимости энергий от времени?
- В какой момент времени энергии равны?
- Что можно сказать о полной механической энергии?
Итак, на основании данного эксперимента можно сделать выводы:
- В процессе свободного падения возрастает кинетическая энергия тела, т.к. это движение равноускоренное.
- Потенциальная энергия тела уменьшается, т.к. уменьшается высота тела над землей.
- Полная механическая энергия тела не изменяется.
- Компьютерный эксперимент подтвердил закон сохранения полной механической энергии.
А в реальной жизни будет ли выполняться этот
закон?
Каковы ограничения выполнения данного закона?
6. Итоги урока. Выставление отметок.