Урок физики "Кинетическая и потенциальная энергии"

Государственное учреждение образования «Реплевский учебно­педагогический комплекс детский сад – средняя школа» Материалы районного конкурса  методических разработок  «Лучшее учебное занятие по физике» Тема занятия «Кинетическая  и потенциальная энергии»    Молчанова   Илона Автор: Яковлевна, учитель информатики   и   физики;   1 квалификационная   категория; педагогический стаж – 23 годааг.Репля 2017 Класс: 7 Тип урока: изучение нового материала Прогнозируемый результат урока: предполагается, что к концу урока учащиеся   будут   знать   смысл   понятий   «кинетическая   энергия»   и «потенциальная   энергия»;   смогут   объяснить   физический   смысл   формул кинетической и потенциальной энергий. Задачи личностного развития:  ­  создать   ситуацию,   способствующую   развитию   экспериментальных навыков учащихся; ­  содействовать   развитию   самостоятельности   учащихся,   их   умению работать с учетом индивидуальных способов проработки учебного материала (по модульной технологии);  ­  способствовать   формированию   навыков   анализа,   сравнения,  умения рассуждать, обобщать и делать выводы; ­ содействовать воспитанию индивидуальной и коллективной культуры учебной   деятельности   (умение   слушать,   умение   вести   диалог,   работать   в группе, презентировать результаты совместной работы) [6]. Оборудование   к   уроку: компьютер   с   мультимедийным   проектором, презентация   по   данной   теме,   компьютерный   тест­опрос,   видеоролики, ученические   компьютеры,   штатив, металлический шарик, деревянный брусок, пружина, тележки).   лабораторные   приборы   (желоб, Методы   обучения: тест­опросник,   поиск информации, интерактивный, проблемно­диалоговое обучение, эксперимент, рассказ учителя с применением мультимедийной презентации.   беседа,   объяснение, Ход урока: Организационный момент: (1 минута) 1 этап. Мотивационно­целевой Ожидаемый   результат:  учащиеся   воспринимают   цель   урока, появляется мотивация на познавательную деятельность. Задачи учителя: сформировать познавательный интерес к изучаемому материалу,   актуализировать   опорные   знания   и   умения   учащихся,   создать условия для самоопределения учащихся на деятельность и её результаты.Актуализация знаний происходит через беседу  об относительности механического движения и покоя; о силе как причине изменения скорости тела или причине его деформации; о скорости; о массе тела как мере его инерции; о работе как физической величине, характеризующей способность силы,   приложенной   к   телу,   изменять   его   скорость  [5].  Учащиеся рассаживаются   по   ученическим   компьютерам,   где   выполняют   тест­опрос. Тест­опросник   создан   при     использовании   сервиса  Web  2.0   и   приёма «Графический   тест­опрос»  [1]   .  Он   представляет   собой   тест­опросник, предполагающий ответы «да, нет». На диаграмме учащиеся показывают свои ответы и потом сверяют их с эталоном (7 минут) Ссылка на тест­опросник:  https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSf0D13hbGI5LBl0gPN7­ d_ezbl_aLsgUwB9h_RCrvi4AxwoTA/viewform  Подводя   итоги   первого   этапа урока,   учитель   плавно   переходит   на формулировку   целей   учащихся   на данном   уроке  (используется   технология «Облако слов») Учитель:  Интенсивное  сокращение  запасов биологического  топлива  в глубинах   земли   беспокоит   человечество,   потому   что   энергия   является источником жизни на Земле. Если топлива нет, механизм не может работать. Поэтому   ученые   постоянно   ищут   способы   эффективного   использования альтернативной энергии: солнечной, ветровой, водной и атомной. Итак, что такое энергия? Энергия – одно с наиболее важных и сложных понятий. В 7 классе   мы   будем   рассматривать   два   вида   энергии   –   это   кинетическая   и потенциальная   энергии.  Я   предлагаю   вам,  используя   материал   в  учебнике, разделиться в две группы, найти и записать в тетрадь основные определения и положения понятий «кинетическая энергия» и «потенциальная энергия»     (5 минут) Работа 1 группы (с записью в тетрадь): Кинетической   энергией  называется   энергия,   которая   выражает способность тела, которое движется, выполнять работу.Кинетическая   энергия   зависит   от   его   массы   и   скорости.   Изменить кинетическую энергию можно путём выполнения работы.  Работа 2 группы (с записью в тетрадь): Потенциальной энергией   называется   энергия,   которая   определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. Потенциальной   энергией   обладает   тело,   поднятое   относительно поверхности Земли, потому что энергия тела зависит от взаимного положения его и Земли, и их взаимного притяжения [3]. (При проговаривании результатов работы с учебником основные выводы выводятся на экран мультимедиа).  Постановка проблемы:  Почему энергия делится на кинетическую  и потенциальную? Понимание: Исследование­эксперимент: (7 минут) Экспериментальные задания выполняются в двух группах. Используется приём  «Поучительный   вывод»   (сделать   из   эксперимента   вывод,   который может быть значимым в будущей жизни) [1]. Опыт 1.  Металлический шар, скатываясь вниз по наклонному желобу, ударяет по лежащему внизу желоба деревянному бруску и совершает работу по его перемещению.  Вывод:  чем   с   большей   высоты   скатывается   металлический   шар,   тем большую   скорость   он   приобретает   и   тем   большую   работу   он   может совершить,   передвигая   деревянный   брусок   (к   этому   выводу   приходят учащиеся). Опыт 2. Сжатая пружина, распрямляясь, приводит в движение тележку. Вывод:  чем   больше   жесткость   пружины,   тем   скорость   движения тележки выше (к этому выводу приходят учащиеся). Учитель:   Прошу   группам   приступить   к   защите   результатов   ваших исследований (защита результатов групповой работы) Обобщающие выводы учителя: Итак, любое тело, поднятое над землей, может выполнять работу. Такой же способностью, совершать работу, обладает и сжатая пружина. Не только тело, поднятое над поверхностью, но и сжатая пружина имеет возможность совершать   работу   при   определенных   условиях.   Её   совершает   любое движущееся тело. Металлический шар, спускаясь вниз, ударяет по бруску и совершает работу по его перемещению.Учитель: предлагаю вам видеоролики с выводом формул кинетической и потенциальной энергии (видеоролики, учащиеся делают записи формул в тетрадь) (3 минуты) Ек=m ²/2υ Еп=mgh Ек – кинетическая энергия, Дж m – масса тела, кг ʋ – скорость тела, м/с Еп – потенциальная энергия, Дж m – масса тела, кг g – ускорение свободного падения, м/с2 h – высота, на которую поднято тело, м  Огромной   потенциальной   энергией   обладает   вода   в   реках, удерживаемая   плотинами.   Падая   вниз,   вода   совершает   работу,   приводя   в движение мощные турбины электростанций. Потенциальной энергией обладает также деформированное тело. Так, заведённая пружина за счёт энергии приводит в движение часовой механизм и совершает тем самым работу. Учитывая,   что   энергия   является   мерой   работоспособности   тела, приходим к выводу, что и кинетическая энергия, как и работа, изменяется в зависимости от массы и скорости тел. Другими словами, чем больше масса и скорость, тем больше его кинетическая энергия  [2]. 2 этап. Операционно­познавательный Ожидаемый   результат:  учащиеся   оперируют   понятиями, относящимися к предметному содержанию урока, применяю знания и умения при решении физических задач. Задачи   учителя:  организует   и   обеспечивает   познавательную деятельность   учащихся   (фронтальная,   индивидуальная   форма   работы), создаёт ситуацию для личностного роста (успеха). Закрепление знаний: (15 минут) Решение задач (слайды с открывающими окнами) Задача 1. Цирковой артист массой 60 кг находится на высоте 10 м от натянутой сетки. Какова потенциальная энергия артиста относительно сетки? относительно арены цирка? (Сетка натянута на высоте 12 м от уровня арены.) Дано:                                           Решение:m = 60 кг                     Еп = mgh h1 = 10 м                      Eп1 = 60 кг * 9,8 Н/кг * 10 м = 6000 Дж = 6 кДж h2 = 12 м                        Еп2 = 60 кг * 9,8 Н/кг * 12 м = 7200 Дж = 7,2 кДж Еп1 ­ ? Еп2 ­ ?  Ответ:   потенциальная   энергия   артиста   относительно   сетки   –   6   кДж; относительно арены – 7,2 кДж. Задача 2. Сравните кинетическую энергию пули массой 9 г, летящей со скоростью 300 м/с, и человека массой 60 кг, бегущий со скоростью 18 км/ч. Дано:                           СИ                                   Решение: m1 = 9 г               9*10­3 кг                     Ек = m υ2/2 ʋ1 = 300 м/с                                           Ек1 = 9*10­3 кг * (300 м/с)2/2 =   m2 = 60 кг                                               =405 Дж ʋ2 = 18 км/ч        18*1000/3600=5 м/с     Ек2 = 60 кг * (5 м/с)2 / 2 = 750 Дж сравнить                                                                  Ек1 < Ек2 кин.энергии Ответ: кинетическая энергия человека больше кинетической энергией шара. Задача   3.  Автомобиль,   движущийся   со   скоростью   50   км/ч,   начал тормозить,   через   некоторое   время   его   скорость   стала   равна   30   км/ч.   Как изменилась   его   кинетическая   энергия   при   этом?   Чему   равна   работа   силы трения на этом участке? Масса автомобиля 1,5 т. Дано:                           СИ                                 Решение:  υ1 = 50 км/ч    50*1000/3600=13,9 м/с     ΔЕк = m/2 (υ1 2  υ2 = 30 км/ч     30*1000/3600=8,3 м/с         ΔЕк = 1,5*103 кг / 2 ((13,9 м/с)2 m = 1,5 т              1,5*103 кг                      ­ (5 м/с)2) = 93240 Дж ΔЕк ­ ?                                                        А = ΔЕк А ­ ? Ответ: А=Ек=93240 Дж ­ υ2 2)Задача 4. Высота, с которой падает вода на Волпянской  ГЭС равна 275 м.   Каждую   секунду   через   турбину   проходит   155   м3  воды.   Определите значение энергии, расходуемой в турбине за 1 с? Чему равен КПД турбины, если ее электрическая мощность 300 МВт?  = Аη п/Аз * 100% 3                                   Ап = Рt;  Аз = Е t/Е * 100% Дано:                            СИ                            Решение: h = 275 м                                           Е = mgh; m = ρV;  Е = ρVgh; V = 155 м3                                               ρ  = 1000 кг/м t = 1 c                                                 Р = 300 МВт         300 * 106 Вт         Е = 1000 кг/м3 * 155 м3 * 9,8 Н/кг *  η  ­ ?                                                   * 275 м = 426,3 МДж Е ­ ?                                                                                                                    * 100% = 70% Ответ:  η  = 70%, Е = 426,3 МДж.  = Рη η  = 300*10 6 Вт * 1с / 426,3 * 106 Дж 3 этап. Оценочно­рефлексивный (6 минут): Ожидаемый   результат:  осознание   результативности   своей деятельности,   осведомлённость   учащихся   и   учителя   о   достижении поставленных   целей;   правильно   сформулированные   главные   выводы   темы демонстрируют   умения   применять   полученные   знания   при   выполнении заданий в дальнейшем.  Задача учителя: создать ситуацию рефлексии.   Заключительное   слово   учителя   на   этом   этапе   работы   (технология незаконченного предложения)  Механическая   работа   совершается   только   тогда,   когда   на   тело действует СИЛА и тело  ДВИЖЕТСЯ  под действием этой СИЛЫ.  Про   тела,   которые   могут   совершить  РАБОТУ,   говорят,   что   они обладают ЭНЕРГИЕЙ.  Энергия,   которая   определяется   взаимным  РАСПОЛОЖЕНИЕМ взаимодействующих   тел   или   частей   одного   и   того   же   тела,   называется ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ энергией.  Энергия,   которой   обладает   тело   вследствие   своего  ДВИЖЕНИЯ, называется КИНЕТИЧЕСКОЙ энергиейРефлексия  Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. сегодня я узнал… было интересно… было трудно… я выполнял задания… я понял, что… теперь я могу… я научился… у меня получилось … я смог… я попробую… меня удивило… урок дал мне для жизни…  [4]. № п/п Оценивание (карточка находится у учащихся) Участие в защите ФИ учащегося Актуализация знаний (тест) результатов эксперимента Решение задач Итог 4 этап. Домашнее задание (1 минута) Ожидаемый   результат:  самостоятельная   подготовка   и   успешное выполнение домашнего задания. Задача   учителя:  передать   информацию   (таблица)   через   учебную электронную почту с учётом индивидуальных достижений.  ­ § 39, 40 (вопросы)    ­ на адрес учебной электронной почты передача информация (таблица­ схема), где необходимо заполнить недостающую информацию (Приложение 1).  Список использованных источников1.   Запрудский,   Н.   И.   Современные   школьные   технологии   /   Н.И. Запрудский // – Минск: Сэр­Вит. – 2010 . – 256 с. 2. Запрудский, Н. И. Настольная книга учителя физики и астрономии / Н.И. Запрудский, К.А.Петров // – Минск: Сэр­Вит. – 2010 . – 256 с. 3.  Исаченкова, Л.   А.  Физика.   7   класс   /   Л.А.  Исаченкова, Ю.Д. Лещинский // – Учебник. – Минск: Народная асвета. – 2017. – 167 с. 4.   Конаржевский,   Ю.А.   Анализ   урока   /   Ю.А.   Конаржевский   // [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gigabaza.ru/doc/77762.html. – Дата доступа: 01.12.2017.  5.   Учебная   программа   по   учебному   предмету   «Физика»:   7   класс.   – Министерство образования Республики Беларусь. – 27.07.2017. – №91. 6.   Хуторской,   А.В.   Проблемы   и   технологии   образовательного целеполагания   /   А.В.   Хуторской   //   Эйдос   [Электронный   ресурс].   –   Режим доступа:   http://www.eidos.ru/journal/2006/0822­1.htm.   –   Дата   доступа: 16.11.2017.  Задание:  заполни   пустые   ячейки   таблицы   и   пришли   обратно   на   мой электронный ящик заполненную таблицу­схему. Приложение 1 План о физической величине Чем обусловлена  энергия Формула Единица  измерения Вычислите Кинетическая  энергия Потенциальная энергия Ек m 20 кг 100 Дж 15 Дж 100 г υ 15 м/с 5 м/с Eп 200 Дж 200 кДж m 2 т 50 ц h 20 м 3 мВыполненное задание: заполни пустые ячейки таблицы и пришли обратно на мой электронный ящик заполненную таблицу­схему. Кинетическая  энергия Энергия движения тел Потенциальная энергия Энергия взаимодействия  тел Еп = mgh План о физической величине Чем обусловлена  энергия Формула Единица  измерения Вычислите ( при g = 10 м/с2) Ек = mυ2/2 Дж Ек 2250 Дж m υ Дж Eп 20 кг 15 м/с 200 Дж m 1 кг 100 Дж 15 Дж 8 кг 100 г 5 м/с 2 т 17,3 м/с 200 кДж 50 ц 60 кДж h 20 м 3 м 4 м