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 года аг.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 энергией Рефлексия  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 источников 1.   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 м Выполненное 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