Закон сохранения энергии общий закон природы, согласно которому энергия любой замкнутой материальной системы при всех процессах, происходящих в системе, сохраняется, превращаясь из одной формы в другую.

Скачать 105.77 Kb.

Название	Закон сохранения энергии общий закон природы, согласно которому энергия любой замкнутой материальной системы при всех процессах, происходящих в системе, сохраняется, превращаясь из одной формы в другую.
Дата публикации	12.07.2014
Размер	105.77 Kb.
Тип	Закон

100-bal.ru > География > Закон

ХОД УРОКА
I. Закон сохранения энергии – общий закон природы, согласно которому энергия любой замкнутой материальной системы при всех процессах, происходящих в системе, сохраняется, превращаясь из одной формы в другую. Материальная система может рассматриваться как замкнутая, если можно пренебречь ее взаимодействием с окружающим миром. Если материальная система подвергается внешним воздействиям, в результате которых она переходит из одного состояния в другое, то возрастание (убывание) ее энергии равно убыли (возрастанию) энергии взаимодействующих с ней тел и полей.
II. Ребята, мы сегодня решаем задачи на закрепление темы «Закон сохранения в механике». На дом были заданы §43-49, Р. 386, 391, пособие гл. 2.8 (25, 31, 34). Как справились с задачами?

Р. 386 – 1^ый ученик к доске

П

ока он делает эту задачу к доске выходят 2^ой ученик и 3^ий ученик (задачи по

карточкам).

Ребята, а мы с вами порешаем качественные и несложные расчетные задачи

по данной теме.

Вопрос. Мяч массой 100 г подброшен вверх со скоростью 5 м/с. Чему равна

кинетическая энергия мяча в начале броска?

Ответ:

Вопрос. Найти кинетическую энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м на расстоянии 2 м от поверхности Земли.

Ответ: в т.1 Е_Р1= mg H в т.2 Е_Р2= mgh

Е_К1= 0 Е_К2 =

?

mgh = Е_К2+ mgh

Е_К2= mg (H – h)=3

3=90 (Дж)

( у доски)

Вопрос. Скорость тела возросла в 3 раза. Во сколько раз изменилась

кинетическая энергия?

Ответ: Увеличилась в 9 раз.

Вопрос. Тело массой 2 кг свободно падает в течение 6 с. Определить

кинетическую энергию в конце падения.

Ответ: Е_к =

V_у= V_0у + g_уt Е_К2 =

= 3,5 кДж

V = gt

Вопрос. Тело массой 1 кг свободно падает с некоторой высоты. В момент падения на землю его кинетическая энергия равна 200 Дж. С какой скоростью упало тело?

Ответ: Е_К =

V =

= 20 м/с

7. Вопрос. Если вы находитесь в движущемся со скоростью 20 м/с автомобиле. Чему равна кинетическая энергия находящегося в ваших руках полукилограммового мяча по отношению: а) к вам; б) к человеку, стоящему на остановке?

Ответ: а) Е_к = 0; б) Е_к =

= 100 Дж

8. Вопрос. Какую массу груза нужно поднять на высоту 2 м, чтобы он обладал энергией 62500 Дж?

Ответ: Е= mgh, m =

= 3125 кг

9

. Вопрос. Камень брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня равно потенциальной энергии?

Ответ: в т.1 Е_К1 =

в т.2 Е_К2 =

Е_Р1= 0 Е_Р2= mgh

+ mgh=2 mgh (т.к. Е_К2= Е_Р2)

= 2 mgh h=

= 2,5 м

10. Вопрос. С наклонной плоскости высотой h скользит тело. Что можно сказать о кинетической энергии тела у основания наклонной плоскости (коэффициент трения µ)?

Ответ: Е_к <Е_n на величину работы трения

Вопрос. Груз поднимают на высоту h, а затем равномерно перемещают на

расстояние l. В каком случае затраченная работа больше (коэффициент

трения тела о поверхность µ, сопротивлением воздуха пренебречь)?

Ответ: 1) При подъеме груза на высоту А₁= mgh;

2) При перемещении груза по горизонтальной поверхности

А₂= µ mgh; Так как µ<1, то А₂< А₁
Объяснение 1^ым учеником домашнего задания Р.386:

Маятник массой m отклонен на угол ά от вертикали. Какова сила натяжения

нити при прохождении маятником положения равновесия?
Дано: в т.1 Е_Р1= mgh в т.2 Е_К2 =

ά Е_К1= 0 Е_Р2= 0

m Е₁= mgh Е₂ =

Т-? mgh =

V²=2gh

По II закону Ньютона

ma_y= Т_y + (mg)_y

= Т– mg

a =

Т= m (

+g) = m (

+g) = mg (

+1)

V²=2gh

из Δ ОАВ:

cos ά =

h=R – (1 – cos ά) Т= mg (

) + 1) = mg (3 – 2cos ά)

Дополнительные вопросы 1^му ученику.

Вопрос. В чем состоит закон сохранения механической энергии?

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

Вопрос. Выполняется ли закон сохранения механической энергии, если действуют, одновременно, и сила тяжести и сила упругости?

Ответ: Да (пример с пружинным пистолетом).
III. Cамостоятельное решение задач из Р. (387, 389, 393, 394, 396)

Для слабых учеников:

Некоторые решают задачи на листочках по этим карточкам, потом сдают и приступают в тетрадях к решению задач по Рымкевичу.

4^ый ученик сделает эту задачу на доске (карточка).

Докажите, что при неупругом соударении 2^х тел, одно из которых покоится, их общая кинетическая энергия Е_К2 после соударения меньше, чем кинетическая энергия Е_К1до соударения.

Ответ: До соударения: Е_К2 =

После соударения: Е_К2 =

По закону сохранения импульса имеем:

m₁V₁ + m₂V₂ = (m₁ + m₂) V V =

Е_К2 = (

) (

)² =

т. к.

 1, то Е_К1  Е_К2
П

роверим решение задач повышенной трудности и 2^го и 3^го учеников.

Задача

Тяжелый шарик соскальзывает без трения по наклонному желобу, образующему «мертвую петлю» радиусом R.

С какой высоты шарик должен начать движение, чтобы не оторваться от желоба в верхней точке траектории? Рассчитайте силу давления шарика на петлю в т. В.

Дано: в т.1 Е_Р1 = mgh

в т.2 Е_Р2 = mg2R

R Е_К1 = 0 (т. к. V₀=0) Е_К2 =

h - ? Е₁ = mgh Е₂ = mg2R +

N - ?

По закону сохранения энергии:

Е_К1+ Е_Р1 = Е_К2 + Е_Р2

mgh = mg2R +

По II закону Ньютона:

ma_y = N_y + (mg)_y (в т.2 N = 0) т. к. при уменьшении высоты спуска скорость

ma = mg шарика в верхней точке уменьшится, он пролетит т.2,

лишь касаясь ее

= mg

h =

= 2,5R

2gh = 4Rg+V² в т.В: – ma = – N + mg N = m(a + g) N = m(

+ g)

по закону сохранения энергии в т.В

mgh =

V² = 2gh V² = 2g2,5R = 5 Rg

N = m(

+ g) = 6 mg

Задача.

По наклонной плоскости с высоты h = 40 см соскальзывает брусок М = 0,12 кг и попадает на брусок m = 0,072 кг, лежащий на горизонтальной доске. Впереди бруска на небольшом расстоянии от него находится шероховатая бумага. На какое расстояние переместятся бруски на бумаге при коэффициенте трения µ = 0,37?

Трением брусков о наклонную плоскость и горизонтальную доску пренебречь.

Дано:

h – 0,4 м

M – 0,12 кг

m – 0,072 кг

µ – 0,37

V₀– 0

S – ?

1. По закону сохранения энергии (когда тело скользит без трения по наклонной плоскости)

Mgh = V₁² = 2gh

2. По закону сохранения импульса (при соударении брусков)

MV₁ = (M+m)V₂ V₂ =

Движение брусков по шероховатой бумаге, при котором за счет уменьшения кинетической энергии совершится работа сил трения.

3. А=Е_К2 – Е_К1= – Е_К1 (т. к. Е_К2=0) Е_К1= F_тр.S

А=F_тр.S F_тр.= µN=µ(M+m)g S=

=0,42 м

Е_К1=

Для сильных учеников:

Самостоятельное решение задач из КИМа для ЕГЭ.

1

. Задача: Жесткая изогнутая трубка укреплена на доске, находящейся на гладкой горизонтальной поверхности стола. Левый конец трубки горизонтален и находится на расстоянии h от стола. В трубке на расстоянии 3h от стола удерживают шарик массой m, который может скользить по трубке без трения. В результате доска движется поступательно, не отрываясь от стола, и после вылета шарика из трубки приобретает скорость U. Чему равна масса доски с трубкой?
Дано:

V – скорость шарика

h U – скорость доски

3h

m По закону сохранения механической энергии:

U mg (3h – h) = +

М – ? По закону сохранения импульса:

0 = МU+mV МU = mV V =

Рис. 7
4mgh = МU²+mV²
4

mgh = МU²+ 4mgh – МU² – МmU² = 0 сократим на U² М² + Мm – =0

М = (–1)

2. Задача: Шар, подвешенный на нити длиной 90 см, отводят от положения равновесия на угол 60°и отпускают. В момент прохождения шаром положения равновесия в него попадает пуля, летящая навстречу шару со скоростью 300 м/с, которая пробивает его и вылетает горизонтально со скоростью 200 м/с, после чего шар продолжает движение в прежнем направлении и отклоняется на угол 39°. Определите отношение масс пули и шара. (Массу шара считать неизменной, диаметр шара – пренебрежительно малым по сравнению с длиной нити,

cos 39°= 7/9).

По закону сохранения импульса:

Дано:

MU+MV₁= MU₁+ mV₂

l = 0,9 м

ά = 60° – MU+ mV₁= – MU₁+ mV₂

V₁ = 300 м/с mV₁ – mV₂ = MU – MU₁

V₂ = 200 м/с m(V₁ – V₂) = M(U – U₁) =

cos 39°= 7/9

–? По закону сохранения механической энергии:

= Mgh₁U = U = – скорость шара в нижней точке,

cos 60°= h₁ = l(1 – cos ά) до попадания пули

= Mgh₂

U₁ = – скорость шара в нижней точке, после попадания и вылета из него пули

cos 39°=

= = 0,01
3. Задача: Летящий кусок пластилина нагоняет движущийся по горизонтальной поверхности стола брусок и прилипает к нему. Скорости пластилина и бруска перед ударом сонаправлены и равны соответственно V₀=4,5 м/с и 1/4V₀. Масса бруска в 4 раза больше массы пластилина. Коэффициент трения скольжения между бруском и столом μ=0,2. На какое расстояние переместится брусок с пластилином к моменту, когда их скорость станет 4/15V₀?

Дано:

V₁=V₀ = 4,5 м/с

V₂= 1/4 V₀

m₁ = m

m₂ = 4 m

μ = 0,2

U=4/15V₀

S – ?
По закону сохранения импульса:

m₁V₁ + m₂V₂ = (m₁+ m₂)U₀ mV_o + =5mU₀ 2mV_o = 5mU₀ U₀ = V_o

по условию: V_o

По закону сохранения механической энергии:

А = ΔЕ_кин

–

= μ(4m+m)gS 2 μgS = V_o² – V_o²20 μS = V_o²()

20 μS = V_o² S = == 0,45 м

5. Задача: Пушка, закрепленная на высоте 5 м, стреляет снарядами в горизонтальном направлении. Вследствие отдачи ее ствол, имеющий массу 1000 кг, сжимает на 1 м пружину жесткости 6·10³ н/м, производящую перезарядку пушки. При этом относительная доля η = 1/6 энергии отдачи идет на сжатие этой пружины. Какова масса снаряда, если дальность его полета 600 м?

Дано:

h = 5 м 1. По закону сохранения импульса для системы «снаряд – ствол пушки»:

M = 10³ кг

Δx = 1 м 0 = MU+ mV

k = 6· 10³ н/м 2. Т. к. относительная доля η = 1/6 энергии отдачи идет на сжатие пружины, то:

η = 1/6 η = =

l = 600 м 3. Относительно оси x движение равномерное и дальность полета снаряда l = V_xt ;

m – ? а относительно оси y: h = ,

отсюда: m =

U²= m == = 10 кг

V =

t =

IV. Задание на дом:

§ 41 – 44 (повторить)

Пособие 2.8 (16,27, 42, 44, 49)

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	Программа Вопросы экологии на уроках физики Вопрос курса физики Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии. Мощность. Закон Бернулли		Название диска Живая физика в 7 классе, начала кинематики, колебания, электростатика, закон сохранения импульса, закон сохранения энергии
	1. Важнейшие понятия и законы химии Закон сохранения массы веществ, закон сохранения и превращения энергии при химических реакциях		Конспект урока закон сохранения и превращения энергии в механических... Цель урока: выяснить прочность и глубину усвоения знаний учащимися по данной теме
	Урок-исследование в 9-м классе по теме "Решение задач на закон сохранения... Урок–исследование в 9-м классе по теме "Решение задач на закон сохранения механической энергии"		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: Изучить возможные превращения энергии в колебательных системах. Анализировать превращения энергии при колебаниях на примере...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Содержание урока: Закон сохранения энергии. Превращение энергии в ходе химических реакций		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Учитель: Человек может родиться в любом месте, в любой стране, с любым цветом кожи, любой национальности. И это не зависит от его...
	Темы рефератов: Силы в природе. (Гравитационная сила. Закон всемирного... Проводники в электрическом поле (Электрическая емкость уединенного проводника. Конденсаторы. Соединение конденсаторов)		Рост промышленного производства, потребления товаров и услуг неизбежно... Идеальным способом любой утилизации является создание замкнутого цикла трансформации материалов и энергии, при котором материалы,...
	Конспект урока по физике «Импульс. Закон сохранения импульса» Цель урока: создать условия для осознания и осмысления новой учебной информации по теме “Импульс. Закон сохранения импульса”		Закон сохранения энергии Аннотированные вопросы к госэкзамену по Физике и теории и методике обучения физике
	Конспект урока «Решение задач на закон сохранения энергии». Шинкоренко Ольга Владимировна Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №37»		Тема урока: Импульс тела. Изменение импульса материальной точки.... Деятельностная цель формирование у учащихся умений реализации новых способов действия
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема и номер урока в теме: «Химические реакции. Закон сохранения массы и энергии», урок №1(13)		Доклад «Преобразование энергии в живых системах» (прочитан на заседании... Является ли это свидетельством того, что с появлением человека эволюция не завершается, либо здесь действует некий общий закон природы?...

Школьные материалы

Mgh = V12 = 2gh

2. По закону сохранения импульса (при соударении брусков)

Похожие:

Mgh = V₁² = 2gh