Урок 5. Кінетична енергія тіла. Повна механічна енергія.

Мета: дати визначення кінетичної енергії тіла, сформулювати уявлення про повну механічну енергію, розвивати уміння розв’язувати задачі, пов’язані з енергією тіла, виховувати дбайливе відношення до приладів під час проведення експериментів.

Тип уроку: комбінований

Обладнання: демонстрація руху кульки, що скочується по похилій площині з різної висоти, руху тіла різної маси.

Хід уроку:

1.                 Активізація опорних знань ( 5хв)

Фізичний бумеранг:

1.     Чи змінюється потенціальна енергія човна, який пливе за течією річки?

2.     За рахунок якої енергії збільшується швидкість стріли, що вилітає з лука?

3. За допомогою понтонів із дна моря підіймають затонулий корабель. За рахунок якої енергії відбувається підняття?

4.  Яке з двох тіл, що лежать на балконі п’ятого поверху, має більшу потенціальну енергію – сталева кулька чи свинцева такого самого розміру?

Відповіді не ці запитання пов’язані з потенціальною енергією, але в житті частот спостерігаються й інші явища.

2.                                         Вивчення нового матеріалу : ( 20 хв)

Згадаємо приклад із кулею в боулінгу: вона котиться, розкидає в різні боки кеглі й зменшує швидкість свого руху. Куля виконала механічну роботу і зменшила свою енергію. Проте потенціальна енергія кулі до і після зіткнення з кеглями залишається незмінною, змінюється лише швидкість її руху. Отже, енергія, яка дозволила кулі виконати роботу, була пов’язана з рухом кулі. У фізиці цю енергію називають кінетичною.

Кінетична енергія – це енергія, яка зумовлена рухом тіла.

Дослід : кулька, яка скочується з різної висоти по похилому жолобку і штовхає циліндр. Якщо кулька скочується з верхньої точки жолоба, то котиться з більшою швидкістю і циліндр переміщує далі.

Кінетична енергія залежить від швидкості тіла. Ця залежність нелінійна.

Ек

Якщо взяти для досліду масивніше тіло, то побачим, що переміщення циліндрика буде залежати від маси кульки і така залежність лінійн_а.

Кінетична  енергія тіла дорівнює добутку маси тіла на квадрат швидкості його руху, поділеному на два:

W_к = .

      Кінетична енергія того самого тіла для різних спостерігачів може бути різною, оскільки різною відносно них може бути швидкість руху цього тіла. Тобто, значення кінетичної енергії залежить від вибору системи відліку: адже кінетична енергія тіла залежить від його швидкості, а швидкості тіла в різних системах відліку різні. Якщо система відліку явно не зазначена, зазвичай мають на увазі систему відліку, пов’язану із Землею.

Досить часто тіло має як потенціальну, так і кінетичну енергію. Наприклад, літак, який летить над Землею на певній висоті, має і потенціальну енергію, і кінетичну енергію.

Суму потенціальної і кінетичної енергії тіла називають повною механічною енергією тіла.    

3.                                         Закріплення матеріалу: ( 15 хв )

1.                 Швидкість автомобіля збільшилась від 10 до 20 м/с. У скільки разів збільшилася його кінетична енергія?

2.                 Після удару об стіну напрям швидкості м’яча змінився, але модуль швидкості залишився тим же. Як змінилася кінетична енергія м’яча?

3.                 Які перетворення енергії відбуваються під час руху каменя, кинутого вгору? Опором повітря можна знехтувати.

4.                 Опишіть, не роблячи розрахунків, як змінюється потенціальна і кінетична енергія літака під час зльоту та посадки.

5.                 Два електропоїзди рухаються відносно землі з однаковою швидкістю, але перший має шість, а другий – дев’ять вагонів. Який з них має більшу кінетичну енергію?

6.                 М’яч під час баскетбольного матчу кинуто в напрямку кільця. Обчисліть повну механічну енергію м’яча на висоті 3м, якщо на цій висоті він рухається зі швидкістю 10 м/с. Маса м’яча становить 400г. за нульовий рівень потенціальної енергії візьміть рівень підлоги спортивної зали.

4.                                         Підсумок уроку: ( 5 хв)

Гра „ Продовжте речення”

1.   Кожне тіло має __________( енергію).

2.  За рахунок енергії тіло може виконати ________ ( роботу ).

3.   Тіло, підняте над Землею має ________________ (потенціальну енергію).

4.    Рухоме тіло має ________________( кінетичну енергію).

5.    Потенціальна енергія залежить від ___________ ( висоти ).

6.  Кінетична енергія залежить від __________( маси ) і _________(швидкості).

7.   Сума потенціальної і кінетичної енергії _________(повна енергія).

Домашнє завдання: § 29, Вправа №29 1, 2.