Проверка закона сохранения механической энергии при действии сил тяжести и упругости

Физика, 10 класс

Лабораторная работа

Тема: « Проверка закона сохранения полной механической энергии тела»

Цель работы: Убедиться в справедливости выполнения закона сохранения полной механической энергии тела, используя виртуальную модель.

Приборы и материалы: Компьютерная модель, программы Word, Excel.

Ход работы

1.Запустите модель

2. Выберите пружину маятника, выделив её изображение курсором.

3.Подвесьте к ней груз

4.Дополнительно оттяните груз на определённую величину, выделив курсором поле команды

5. Запустить маятник и определить период его колебаний, используя кнопки управления.

6. Определите жесткость пружины, используя формулу для расчёта периода колебаний пружинного маятника:

7. Вычислите потенциальную энергию поднятого над Землёй тела по формуле:

8. Вычислите потенциальную энергию упругодеформированного тела по формуле:

9. Обработка результатов.

Все полученные данные занесите в таблицу

10. Напишите вывод о проделанной работе.

Ответьте на вопросы, сравнив эксперименты, проведённые на реальной и виртуальной установках:

• В чем недостатки и преимущества той и другой работы?

• Какая работа больше понравилась?

Тема урока: Проверка закона сохранения механической энергии при действии сил тяжести и упругости

Тип урока: Урок контроля и оценивания знаний.

Форма: Практическая работа.

Цели урока:

Проверка справедливости закона сохранения энергии при выполнении виртуальной работы.

Развивающая - развитие логического мышления, умения сравнивать, активизация мыслительной деятельности, формиро­вание алгоритмической последовательности действий.

Общеобразовательная – ознакомить учащихся с лабораторными работами, выполняемыми на компьютере; развить навыки работы с компьютером, развить навыки стандартного оформления, выполненной лабораторной работы (технология лабораторных работ); научить анализировать результаты лабораторной работы, выполненной на компьютере с аналогичной работой, выполненной в классе – лаборатории. (В чем недостатки и преимущества той и другой работы? Какая работа больше понравилась?), установление межпредметных связей.

Воспитательная – воспитывать добросовестное отношение к учебе, интерес к познанию инновационных технологий.

Требования к знаниям и умениям:

Знать понятия: потенциальная энергия;

Закон сохранения механической энергии

Уметь проводить компьютерный эксперимент, интерпретировать результаты эксперимента, делать выводы, ориентироваться в компьютерной среде Windows, использовать возможности электронных таблиц MS Excel 2007.

Оборудование: 1) компьютер; 2) программное обеспечение: Виртуальная физическая лаборатория 10 класс, ООО «Дрофа», 2006.

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

Проверочный тест

1. Кинетическая энергия тела находится по формуле:

г) mgh; д) Fs; ж) kx²/2; з) mv²/2;

2.Потенциальная энергия тела находится по формуле:

а) mgh; б) Fs; в) -kx; г) mv²/2;

3. Скорость свободно падающего тела при достижении поверхности Земли равна 30 м/с. Тело в начале падения находилось на высоте:

ж) 25 м. з) 35 м. к) 45 м л) 55 м

4.Какова потенциальная энергия упругой деформации пружины жесткостью 1000 Н/м, если она растянута на 4 см?

о) 0,8 Дж п) 8 Дж р) 80 Дж с) 800 Дж

5.Какова масса тела, движущегося со скоростью 36 км/ч, если его кинетическая энергия равна 50 кДж?

л) 500 кг м)50 кг н) 1000 кг о) 360 кг

1. Основная часть. Постановка компьютерного эксперимента

( выполняют группами)

Лабораторная работа

Тема: « Проверка закона сохранения полной механической энергии тела»

Цель работы: Убедиться в справедливости выполнения закона сохранения полной механической энергии тела, используя виртуальную модель.

Приборы и материалы: Компьютерная модель, программы Word, Excel.

Ход работы

1.Запустите модель

2. Выберите пружину маятника, выделив её изображение курсором.

3.Подвесьте к ней груз

4.Дополнительно оттяните груз на определённую величину, выделив курсором поле команды

5. Запустить маятник и определить период его колебаний, используя кнопки управления.

6. Определите жесткость пружины, используя формулу для расчёта периода колебаний пружинного маятника:

7. Вычислите потенциальную энергию поднятого над Землёй тела по формуле:

8. Вычислите потенциальную энергию упругодеформированного тела по формуле:

9. Обработка результатов.

Все полученные данные занесите в таблицу

10. Напишите вывод, ответив на вопросы:

В чем недостатки и преимущества той и другой работы?

Какая работа больше понравилась?

4. Итоги эксперимента

5. Закрепление. СТ М – тест ( выполняют группами)

6. Итоги урока (рефлексия)

7. Домашнее задание: Краткие итоги главы ; составить кроссворд на тему «Законы сохранения импульса и энергии»

Лабораторная работа

Проверка закона сохранения полной механической энергии тела

1.

2.

Вывод:

Проверка закона

сохранения

полной

механической

энергии тела

Цель урока:

Проверка справедливости закона сохранения энергии при выполнении виртуальной работы.

План урока

• Проверочный тест

2. Эксперимент

3. Вывод

4. Подведение итога урока

Заполни лист контроля.

Фамилия

Имя

Тест (max. 5 баллов)

Лабораторная работа- (max. 5 баллов)

СТ М – тест - работа- (max. 5 баллов)

Итого:

Проверочный тест

1. Кинетическая энергия тела находится по формуле:

2. Потенциальная энергия тела находится по формуле:

3. Скорость свободно падающего тела при достижении поверхности Земли равна 30 м/с. Тело в начале падения находилось на высоте:

ж) 25 м . з) 35 м . к) 45 м.

л) 55 м .

4. Какова потенциальная энергия упругой деформации пружины жесткостью 1000 Н/м, если она растянута на 4 см?

о) 0,8 Дж

п) 8 Дж

р) 80 Дж

с) 800 Дж

5. Какова масса тела, движущегося со скоростью 36 км/ч, если его кинетическая энергия равна 50 кДж?

л) 500 кг

м)50 кг

н) 1000 кг

о) 360 кг

ЗАКОН

Кинетическая энергия( Ек )-энергия

Потенциальная энергия( Е п )-энергия

взаимодействия тел или частей тела

движения тела

E к =mV 2 /2

Е п упругодеформиро-

Е п тела, поднятого

ванного тела

над землей

Е п =mgh

Е п =kx 2 /2

Закон сохранения полной механической энергии:

Е к1 + Е п1 = Е к2 + Е п2

Сумма Е к и Е п замкнутой системы тел, взаимодействующих между

собой с силами F тяг и F упр , остается const при любых движениях

тел системы.

Лабораторная работа

Проверка закона сохранения полной механической энергии тела

Цель работы :

Убедиться в справедливости выполнения закона сохранения полной механической энергии тела, используя виртуальную модель.

Приборы и материалы : Компьютерная модель, программы Word, Excel

• В чем недостатки и преимущества той и другой работы?

• Какая работа больше понравилась?

СТ М – тест

«Закон сохранения энергии»

Домашнее задание : Краткие итоги главы ;

составить кроссворд на тему «Законы cохранения импульса и энергии»

Что называется

механической энергией?

Энергия –

возможность совершать работу

Какие виды механической энергии Вы знаете.

СУЩЕСТВУЕТ ДВА ВИДА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: КИНЕТИЧЕСКАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ , КОТОРЫЕ МОГУТ ПРЕВРАЩАТЬСЯ ДРУГ В ДРУГА.

Дайте определение потенциальной энергии.

Объясните, какие два вида потенциальной энергии Вы знаете .

Потенциальная энергия – это энергия, которой обладают взаимодействующие тела, как то: тело, поднятое над Землей или упруго деформированное тело.

Когда тело обладает

кинетической энергией?

Движущееся тело обладает кинетической энергией

Когда тело обладает потенциальной энергией?

Тело обладает потенциальной энергией при взаимодействии с другими телами (при взаимодействии частей тела друг с другом).

Как можно вычислить

кинетическую энергию тела?

Величину, равную половине произведения массы на квадрат его скорости, называют кинетической энергией:

Как можно вычислить потенциальную энергию тела, поднятого над землей?

Величину, равную половине произведению массы тела на ускорение свободного падения и высоту тела над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией взаимодействия тела и Земли:

Как можно вычислить потенциальную энергию упруго деформированного тела?

Потенциальная энергия тел, взаимодействующих посредством пружины, равна половине произведения жесткости пружины на квадрат удлинения пружины:

В каких единицах измеряется энергия .

Единица энергии – 1 Дж

 1Н· м 

Какая система тел называется

замкнутой системой?

Сформулируйте закон

сохранения полной

механической энергии тела.

При любых процессах, происходящих в консервативной системе, ее полная механическая энергия остается постоянной

Лабораторная работа

Проверка закона сохранения полной механической энергии тела

Цель работы :

Убедиться в справедливости выполнения закона сохранения полной механической энергии тела, используя виртуальную модель.

Приборы и материалы : Компьютерная модель, программы Word, Excel

1) Закон сохранения механической энергии выполняется

А. Всегда.

Б. В любых системах отсчета без учета сил трения.

В. В инерциальных системах отсчета без учета сил трения.

Г. В инерциальных системах отсчета при наличии сил сопротивления.

2) Шар массой 0,2 кг брошен со скоростью 5 м/с. Определите энергию шара.

А. Кинетическая энергия равна 25 Дж.

Б. Потенциальная энергия равна 2,5Дж.

В. Полная механическая энергия равна 25 Дж.

Г. Кинетическая энергия равна 2,5 Дж.

Мяч массой 100 г подброшен вверх со скоростью 5 м/с. Чему равна кинетическая энергия мяча в начале броска?

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