0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конспект урока «Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия». Чем отличается кинетическая энергия от потенциальной

Конспект урока «Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия». Чем отличается кинетическая энергия от потенциальной

РАЗДЕЛ III

УРОК 8/42

Тема урока. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия

Тип урока: усвоение новых знаний.

Цель урока: ввести понятие о фундаментальной характеристике движения и взаимодействие тел — энергию; научить описывать физические явления, используя законы сохранения; формировать умение учащихся наблюдать, анализировать и описывать физические явления.

Оборудование: гиря, установленная на сжатой пружине; наклонный желоб, шары разной массы, деревянный цилиндр; наклонная плоскость с прикрепленным на ней неподвижным блоком, набор грузиков; тележка.

Приемы и методы

I. Проверка домашнего задания; актуализация опорных знаний

Записи на доске; устный опрос

II. Изучение нового материала

Беседа; демонстрации; наблюдение; выдвижение гипотез; записи на доске и в тетрадях

III. Закрепление нового материала

IV. Домашнее задание

Комментарий учителя; записи на доске и в дневниках

Домашнее задание проверяется устно (вопросы и задания после параграфа учебника) и письменно у доски (решение домашних задач). После этого повторяются основные понятия, необходимые для формирования нового понятия «энергия».

• Что называют механической работой?

• Назовите два основных признака работы.

• Как измеряют работу?

• По какой формуле ее можно рассчитать?

• Назовите единицу работы в СИ. Как она определяется?

II . Изучение нового материала

Над столом поднимаем какой-нибудь предмет, например гирю.

• Выполняется в этот момент (пока гиря неподвижна) механическая работа? (Нет, потому что гиря не двигается.)

• А есть ли в гире возможность выполнить работу? (Так, если она начнет падать, то при этом выполнится работа.)

Демонстрация 1. На вершину наклонной плоскости помещают тележку с гирей, с другой стороны на нити, переброшенной через неподвижный блок, висят два грузики, как показано на рисунке. Съезжая, тележка с гирей поднимают грузы — выполняют механическую работу.

Демонстрация 2. На сжатую пружину устанавливают гирю. Распрямляясь, пружина поднимает груз на определенную высоту, совершая при этом механическую работу.

Вывод. Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел могут совершить работу, то говорят, что они имеют энергию. Поэтому исходя из наших опытов можно сказать, что и поднятая гиря, и сжатая пружина, и тележка, что движется, имеют энергию.

Запись в тетрадь: Энергия — физическая величина, характеризующая возможность тела (или нескольких тел) совершать работу.

Чем большую энергию имеет тело, тем большую работу оно может выполнить. Энергию можно рассматривать как своего рода «запас» возможной работы. Поэтому и измерять мы ее будем в джоулях. Обозначают энергию буквой Е (« energy » — энергия).

Существуют разные виды энергии — электрическая, магнитная, тепловая и тому подобное. В этом году мы познакомимся с механической энергией, которая, в свою очередь, делится на потенциальную энергию и кинетическую энергию.

Потенциальной (от лат. «потенция» — возможность) называется энергия, которая определяется положением тел, которые взаимодействуют, или частей одного тела. Эту энергию имеют тела, что находятся над неким «нулевым» уровнем, и упруго деформированные тела. В демонстрации 2 гиря при падении выполнила бы механическую работу А = mgh , следовательно, в начале она имела такой же запас потенциальной энергии Еп = mgh .

Читать еще:  Тур на автомобиле по золотому кольцу. Малое золотое кольцо россии, как знакомство со страной. Золотое кольцо. Мышкин

Запись в тетрадь:

Запас потенциальной энергии имеет вода, что сдерживается плотинами; падая, вода выполняет механическую работу, предоставляя движения, к примеру, турбинам электростанций. Благодаря потенциальной энергии сжатой пружины в часовом механизме движутся стрелки механических часов.

• Один камень находится на высоте 10 м, а второй, одинаковый с ним по массе,— на высоте 30 м. У которого камня потенциальная энергия больше?

• Могут ли тела разной массы иметь одинаковое значение энергии? Приведите примеры.

• За счет какой энергии спускается парашютист?

• Каким образом можно увеличить потенциальную энергию тела?

Опыт показывает, что запас энергии обладают все движущиеся тела. Такую энергию называют кинетической (греч. «кинема» — движение).

Демонстрация 3. По наклонному желобу скатывается шарик, у основания желоба — деревянный цилиндр. Скатываясь, шарик толкает цилиндр — выполняет механическую работу.

Запись в тетрадь: Энергию, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической.

Вопрос классу: От чего зависит значение кинетической энергии?

Демонстрация 4. Повторяют демонстрацию 3, скатывая шарик с большой высоты. Шарик приобретает большей скорости, далее перемещает цилиндр, выполняет большую работу.

Вывод. Кинетическая энергия тела зависит от скорости его движения.

Демонстрация 5. Повторяют демонстрации 3 и 4 с шариком большей массы.

Вывод. Чем больше скорость и масса тела, тем больше его кинетическая энергия.

Запись в тетрадь: Кинетическую энергию можно вычислить по формуле

Вопрос классу: В которого тела кинетическая энергия большая — в пули, что летит, у слона, что бежит?

Энергия тел изменяется при выполнении работы. Ученики приводят примеры, которые иллюстрируют это утверждение.

III. Закрепление нового материала

• Приходилось ли вам передавать телам кинетическую энергию? потенциальную? Приведите примеры.

• Для чего перед прыжком в длину спортсмен разбегается?

• В каком случае кинетическую энергию тела можно считать равной нулю? потенциальную равной нулю?

• За счет какой энергии работает часы, снаряд движется внутри ствола орудия, поднимается ракета, течет вода в реке, вращающиеся крылья ветряной мельницы?

• Для чего нужны плотины на гидроэлектростанциях?

• Автомобиль должен иметь более сильные тормоза — легковой или грузовой? Почему?

• За счет какой энергии спортсмен выполняет прыжки на батуте?

IV. Домашнее задание

[1]: § 28; упр. № 28 (задачи 1, 2); § 29.

[3]: СР — задачи 24.1; 24.2; 24.6;

ДР — задачи 24.16—24.19;

ВР — задачи 24.29—24.31.

Творческое задание. Сконструируйте из бумаги простейшую турбину и придайте ей движение с помощью энергии воды или ветра. Объясните принцип ее действия.

Копилка интересных фактов

Ø Назад. в будущее

В 2003 году впервые доля ветроэлектростанций в общем количестве электростанций в сфере поставки энергии в Германии превзошла долю ГЭС.

. практически вся электроэнергия вырабатывается за счет энергии воды.

Конспект урока «Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия». Чем отличается кинетическая энергия от потенциальной

Потенциальная и кинетическая энергия

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

Потенциальной энергией, например, обладает тело, поднятое над Землей, потому что энергия тела зависит от взаимного положения его и Земли и их взаимного притяжения. Потенциальная энергия тела, лежащего на Земле, равна нулю. А потенциальная энергия этого тела, поднятого на некоторую высоту, определится работой, которую совершит сила тяжести при падении тела на Землю. Огромной потенциальной энергией обладает речная вода, удерживаемая плотиной. Падая вниз, она совершает работу, приводя в движение мощные турбины электростанций.

Читать еще:  Как правильно придать форму бровям по типу лица в домашних условиях. Как сделать правильную форму бровей

Потенциальную энергию тела обозначают символом Eп.

Так как Eп = A, то

Eп = Fh

Eп = gmh

Eп – потенциальная энергия; g – ускорение свободного падения, равное 9,8 Н/кг; m – масса тела, h – высота, на которую поднято тело.

Кинетической энергией называется энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

Кинетическая энергия тела зависит от его скорости и массы. Например, чем больше скорость падения воды в реке и чем больше масса этой воды, тем сильнее будут вращаться турбины электростанций.

mv 2
Ek = ——
2

Ek – кинетическая энергия; m – масса тела; v – скорость движения тела.

В природе, технике, быту один вид механической энергии обычно превращается в другой: потенциальная в кинетическую и кинетическая в потенциальную.

Например, при падении воды с плотины ее потенциальная энергия превращается в кинетическую. В качающемся маятнике периодически эти виды энергии переходят друг в друга.

Сегодня на уроке:
Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия

На заводах и фабриках, станки и машины приводятся в движения с помощью электродвигателей, которые расходуют при этом электрическую энергию (отсюда и название).

Автомобили и самолеты тепловозы и теплоходы, работают, расходуя энергию сгорающего топлива, гидротурбины — энергию падающей с высоты воды. Да и сами мы, чтобы жить, учиться и работать, возобновляем свой запас энергии при помощи пищи, которую мы едим.

Слово «энергия» употребляется нередко и в быту. Так, например, людей, которые могут быстро выполнять большую работу, мы называем энергичными, обладающими большой энергией. Что же такое энергия? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим примеры.

Сжатая пружина (рисунок 1,2), распрямляясь, может совершить работу, например, поднять на высоту груз, или заставить двигаться тележку.

Поднятый над землей неподвижный груз не совершает работы, но если этот груз упадет, он может совершить работу (например, может забить в землю сваю).

Способностью совершить работу обладает и всякое движущееся тело. Так, скатившийся с наклонной плоскости стальной шарик А (рисунок 3), ударившись о деревянный брусок В, передвигает его на некоторое расстояние. При этом совершается работа.

Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел (система тел) могут совершить работу, говорится, что они обладают энергией.

Энергия — физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело (или несколько тел). Энергия выражается в системе СИ в тех же единицах, что и работу, т. е. в джоулях.

Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает.

При совершении работы энергия тел изменяется. Совершенная работа равна изменению энергии.

Потенциальная и кинетическая энергия.

Потенциальной (от лат. потенция — возможность) энергией называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел ил частей одного и того же тела.

Потенциальной энергией, например, обладает тело, поднятое относительно поверхности Земли, потому что энергия зависит от взаимного положения его и Земли. и их взаимного притяжения. Если считать потенциальную энергию тела, лежащего на Земле, равной нулю, то потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту, определится работой, которую совершит сила тяжести при падении тела на Землю. Обозначим потенциальную энергию тела Еп, поскольку Е = А , а работа, как мы знаем, равна произведению силы на путь, то

Читать еще:  Школьная пропись. Как научить ребенка-дошкольника правильно писать буквы и цифры: прописи, советы и хитрости обучения

где F — сила тяжести.

Значит, и потенциальная энергия Еп равна:

Е = Fh, или Е = gmh,

где g — ускорение свободного падения, m — масса тела, h — высота, на которую поднято тело.

Огромной потенциальной энергией обладает вода в реках, удерживаемая плотинами. Падая вниз, вода совершает работу, приводя в движение мощные турбины электростанций.

Потенциальная энергия молота копра (рисунок 4) используется в строительстве для совершения работы по забиванию свай.

Открывая дверь с пружиной, совершается работа по растяжению (или сжатию) пружины. За счет приобретенной энергии пружина, сокращаясь (или распрямляясь), совершает работу, закрывая дверь.

Энергию сжатых и раскрученных пружин используют, например, в ручных часах, разнообразных заводных игрушках и пр.

Потенциальной энергией обладает всякое упругое деформированное тело. Потенциальную энергию сжатого газа используют в работе тепловых двигателей, в отбойных молотках, которые широко применяют в горной промышленности, при строительстве дорог, выемке твердого грунта и т. д.

Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической (от греч. кинема — движение) энергией.

Кинетическая энергия тела обозначается буквой Ек .

Движущаяся вода, приводя во вращение турбины гидроэлектростанций, расходует свою кинетическую энергию и совершает работу. Кинетической энергией обладает и движущийся воздух — ветер.

От чего зависит кинетическая энергия? Если скатывать шарик А с разных высот, то можно заметить, что чем с большей высоты скатывается шарик, тем больше его скорость и тем дальше он продвигает брусок, т. е. совершает большую работу. Значит, кинетическая энергия тела зависит от его скорости.

За счет скорости большой кинетической энергией обладает летящая пуля.

Кинетическая энергия тела зависит и от его массы. Еще раз проделаем наш опыт, но будем скатывать с наклонной плоскости другой шарик — большей массы. Брусок В передвинется дальше, т. е. будет совершена бóльшая работа. Значит, и кинетическая энергия второго шарика, больше, чем первого.

Чем больше масса тела, и его скорость, с которой он движется, тем больше его кинетическая энергия.

Для того чтобы определить кинетическую энергию тела, применяется формула:

где m — масса тела, v — скорость движения тела.

Кинетическую энергию тел используют в технике. Удерживаемая плотиной вода обладает, как было уже сказано, большой потенциальной энергией. При падении с плотины вода движется и имеет такую же большую кинетическую энергию. Она приводит в движение турбину, соединенную с генератором электрического тока. За счет кинетической энергии воды вырабатывается электрическая энергия.

Энергия движущейся воды имеет большое значение в народном хозяйстве. Эту энергию используют с помощью мощных гидроэлектростанций.

Энергия падающей воды является экологически чистым источником энергии в отличие от энергии топлива.

Все тела в природе относительно условного нулевого значения обладают либо потенциальной, либо кинетической энергией, а иногда той и другой вместе. Например, летящий самолет обладает относительно Земли и кинетической и потенциальной энергией.

Мы познакомились с двумя видами механической энергии. Иные виды энергии (электрическая, внутренняя и др.) будут рассмотрены в других разделах курса физики.

Источники:

http://schooled.ru/lesson/physics/8klas_2/42.html
http://raal100.narod.ru/index/0-514
http://odealnn.webfactional.com/lesson/potencialnaya_i_kineticheskaya_energia

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector