Енергія. Потенціальна і кінетична енергія
РОЗДІЛ III
МЕХАНІЧНА РОБОТА. ЕНЕРГІЯ
УРОК № 8/42
Тема уроку. Енергія. Потенціальна і кінетична енергія
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Мета уроку: ввести поняття про фундаментальну характеристику руху й взаємодію тіл – енергію; навчити описувати фізичні явища, використовуючи закони збереження; формувати вміння учнів спостерігати, аналізувати та описувати фізичні явища.
Обладнання: гиря, встановлена на стиснутій пружині; похилий жолоб, кулі різної маси, дерев’яний циліндр; похила площина з прикріпленим на ній нерухомим
План уроку
Етапи | Час | Прийоми і методи |
I. Перевірка домашнього завдання; актуалізація опорних знань | 5-10 хв. | Записи на дошці; усне опитування |
II. Вивчення нового матеріалу | 20-25 хв. | Бесіда; демонстрації; спостереження; висування гіпотез; записи на дошці й у зошитах |
III. Закріплення нового матеріалу | 10-15 хв. | Питання класу |
IV. Домашнє завдання | 1-2 хв. | Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках |
Хід
I. Перевірка домашнього завдання; актуалізація опорних знань
Домашнє завдання перевіряється усно (питання і вправи після параграфа підручника) і письмово біля дошки (розв’язання домашніх задач). Після цього повторюються основні поняття, необхідні для формування нового поняття “енергія”.
Питання класу
– Що називають механічною роботою?
– Назвіть дві основних ознаки роботи.
– Як вимірюють роботу?
– За якою формулою її можна розрахувати?
– Назвіть одиницю роботи в СІ. Як вона визначається?
II. Вивчення нового матеріалу
Бесіда
Над столом піднімаємо який-небудь предмет, наприклад гирю.
Питання класу
– Чи виконується в цей момент (поки гиря нерухома) механічна робота? (Ні, тому що гиря не рухається.)
– А чи є в гирі можливість виконати роботу? (Так, якщо вона почне падати, то при цьому виконається робота.)
Демонстрація 1. На вершину похилої площини поміщають візок із гирею, з іншого боку на нитці, перекинутій через нерухомий блок, висять два тягарці, як показано на рисунку. З’їжджаючи, візок з гирею піднімають тягарці – виконують механічну роботу.
Демонстрація 2. На стиснуту пружину встановлюють гирю. Розпрямляючись, пружина піднімає вантаж на певну висоту, виконуючи при цьому механічну роботу.
Висновок. Якщо тіло або кілька взаємодіючих між собою тіл можуть виконати роботу, то кажуть, що вони мають енергію. Тому виходячи з наших дослідів можна сказати, що і піднята гиря, і стиснута пружина, і візок, що рухається, мають енергію.
Запис у зошит: Енергія – фізична величина, що характеризує можливість тіла (або кількох тіл) виконувати роботу.
Чим більшу енергію має тіло, тим більшу роботу воно може виконати. Енергію можна розглядати як свого роду “запас” можливої роботи. Тому і вимірювати ми її будемо в джоулях. Позначають енергію буквою Е (“energy” – енергія).
Існують різні види енергії – електрична, магнітна, теплова тощо. Цього року ми познайомимося з механічною енергією, яка, у свою чергу, ділиться на потенціальну енергію та кінетичну енергію.
Потенціальною (від лат. “потенція” – можливість) називається енергія, яка визначається положенням тіл, які взаємодіють, або частин одного тіла. Цю енергію мають тіла, що перебувають над певним “нульовим” рівнем, і пружно деформовані тіла. У демонстрації 2 гиря при падінні виконала б механічну роботу А = mgh, отже, на початку вона мала такий самий запас потенціальної енергії Еп = mgh.
Запис у зошит: 
Запас потенціальної енергії має вода, що стримується греблями; падаючи, вода виконує механічну роботу, надаючи руху, приміром, турбінам електростанцій. Завдяки потенціальній енергії стиснутої пружини в годинному механізмі рухаються стрілки механічних годинників.
Питання класу
– Один камінь перебуває на висоті 10 м, а другий, однаковий з ним за масою,- на висоті 30 м. У якого каменя потенціальна енергія є більшою?
– Чи можуть тіла різної маси мати однакове значення енергії? Наведіть приклади.
– За рахунок якої енергії спускається парашутист?
– Яким чином можна збільшити потенціальну енергію тіла?
Дослід показує, що запас енергії мають усі тіла, що рухаються. Таку енергію називають кінетичною (грецьк. “кінема” – рух).
Демонстрація 3. По похилому жолобу скочується кулька, біля основи жолоба – дерев’яний циліндр. Скочуючись, кулька штовхає циліндр – виконує механічну роботу.
Запис у зошит: Енергію, яку має тіло внаслідок свого руху, називають кінетичною.
Питання класу: Від чого залежатиме значення кінетичної енергії?
Демонстрація 4. Повторюють демонстрацію 3, скочуючи кульку з великої висоти. Кулька набуває більшої швидкості, далі переміщає циліндр, виконує більшу роботу.
Висновок. Кінетична енергія тіла залежить від швидкості його руху.
Демонстрація 5. Повторюють демонстрації 3 і 4 з кулькою більшої маси.
Висновок. Чим більшими є швидкість і маса тіла, тим більшою є його кінетична енергія.
Запис у зошит: Кінетичну енергію можна обчислити за формулою
Питання класу: У якого тіла кінетична енергія більша – у кулі, що летить, чи у слона, що біжить?
Енергія тіл змінюється при виконанні роботи. Учні наводять приклади, які ілюструють це твердження.
III. Закріплення нового матеріалу
Питання класу
– Чи доводилося вам передавати тілам кінетичну енергію? потенціальну? Наведіть приклади.
– Для чого перед стрибком у довжину спортсмен розбігається?
– У якому випадку кінетичну енергію тіла можна вважати такою, що дорівнює нулю? потенціальну такою, що дорівнює нулю?
– За рахунок якої енергії працює годинник, рухається снаряд усередині ствола гармати, піднімається ракета, тече вода в річці, обертаються крила вітряного млина?
– Для чого потрібні греблі на гідроелектростанціях?
– Який автомобіль повинен мати сильніші гальма – легковий чи вантажний? Чому?
– За рахунок якої енергії спортсмен виконує стрибки на батуті?
IV. Домашнє завдання
[1]: § 28; впр. № 28 (задачі 1, 2); § 29.
[2]: § 18 (п. 1, 2).
[3]: СР – задачі 24.1; 24.2; 24.6;
ДР – задачі 24.16-24.19;
ВР – задачі 24.29-24.31.
Творче завдання. Сконструюйте з паперу найпростішу турбіну і надайте їй руху за допомогою енергії води або вітру. Поясніть принцип її дії.
Скарбничка цікавих фактів
O Назад… у майбутнє
У 2003 році вперше частка вітроелектростанцій у загальній кількості електростанцій у сфері постачання енергії в Німеччині перевершила частку ГЕС.
O А в Норвегії…
…практично вся електроенергія виробляється за рахунок енергії води.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...