Урок физики в 10 классе "Закон сохранения механической энергии"

Технологическая карта  урока Безуглая Елена Ивановна МОУ Тихменевская СОШ Предмет, класс, УМК Тема урока Физика, 10 класс,   Базовый учебник «Физика 10 класс»  «Закон сохранения механической энергии» Цель урока  Задачи Вид используемых на уроке средств   обучения   и оборудование Планируемые   результаты обучения Раскрытие   учащимися,   в   ходе   урока,   смысла   закона   сохранения   энергии,   получение   сведений   о   границах   его применимости, приобретение умения описывать преобразования энергии при движении тел. Создать   условия   для   формирования   умений,   обеспечивающих   самостоятельное   успешное   применение   закона сохранения механической энергии к решению задач на преобразование энергии придвижении тел Способствовать   развитию   умений   самостоятельно     выделять   главное,   обобщать   и   систематизировать   имеющиеся знания. Развивать умение грамотно выражать свои мысли, строить логически выдержанный рассказ. Продолжать   работать   над   совершенствованием   качеств,   отражающих   отношение   к   другому   человеку: дисциплинированность, вежливость, добросовестность, товарищество.  компьютер, проектор, экран; приборы для демонстрации опытов Личностные:  сформировать   познавательный   интерес,   творческие   способности   и   практические   умения,   самостоятельность   в приобретении знаний о применении закона сохранения энергии, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; принимать решения и обосновывать их, самостоятельно оценивать результаты своих действий, развивать инициативу. Предметные: Ученик научится:  кратко и четко отвечать на вопросы по закреплению материала по теме "Энергия"; объяснять изменение энергии при движении тел.  Ученик получит возможность научиться: объяснять результаты опытов и делать выводы; применять полученные знания  для объяснения преобразовании энергии при движении тел; использование знаний о законе сохранения энергии  при решении задач и в повседневной жизни. Метапредметные: владеть   навыками   самостоятельного   приобретения   знаний;   научиться   оценивать   результаты   своей   деятельности, предвидеть возможные результаты своих действий; приобрести навык   самостоятельного поиска, анализа и отбора информации; развивать монологическую и диалогическую речь. Этапы  Цели, задачи, методы этапа Этап   I.  Организационный   этап Самоопределение к деятельности Цель:  Стимулирование деятельности учащихся,   обеспечение   их   общей готовности.   Задача: Поверить   готовность   обучающихся   к уроку ; Создать   условия   для   благоприятного психологического и   плодотворной рабочей обстановке  климата   Методы  и приемы работы:  проведение опыта, постановка проблемного вопроса Формируемые УУД  Актуализация   знаний   и Этап   2. фиксация затруднения в деятельности  Цель: Выявление   и   анализ   имеющихся   у учащихся  знаний по теме "Энергия". Задачи:   величинах, ­ проверить опорные знания учащихся о физических   между которыми устанавливается зависимость: Ек, Ер, А; ­   устранить   в   ходе   проверки обнаруженные пробелы в знаниях,     Содержание деятельности учителя  Взаимные приветствия учителя и  учащихся; Фиксация отсутствующих; Организация внимания и внутренней  готовности. Содержание работы ученика Организация   рабочего   места, подготовка   к   уроку.   Проводят опыт   по   описанию   учителя. Обсуждают вопрос, ищут ответ, опираясь на жизненный опыт. Создает эмоциональный настой  Демонстрационный опыт. Отклоняем   маятник   на   некоторый   угол   и   замечаем,   что   маятник проходит   нулевой   уровень   и   отклоняется   в   противоположное направление. Что произошло? Почему колебания прекращаются? Что бы ответить на эти вопросы необходимо повторить материал позитивное отношение получению знаний к познавательной деятельности (Л); уметь формулировать собственное мнение и позицию, аргументировав ее (К); уметь прогнозировать – предвосхищать результаты возможных действий (Р)    Чтобы ответить на этот вопросы нам надо вспомнить все, что мы знаем по этой теме из курса физики.  Для этого Вам необходимо вспомнить термины по теме «Энергия», которые пригодятся нам сегодня на уроке. 1.Организация   работы   (в   группах­   парах)   с   дидактическими карточками), направленной на выяснение степени усвоения заданного на дом материала, определение типичных недостатков в знаниях и их причины, ликвидацию обнаруженных недочетов. ­ Я раздам парам  карточки 2­x вариантов (дописать название, единицы физических величин, формулы) Ваша   задача   заполнить   пустую   строку   таблицы   для   определенной   1. Заполняют карточки.  Работают (в группах) с  предложенными учителем  карточками, показывая глубину  и осознанность знания данной  темы.  Отвечают   на   дополнительные   на   собственных вопросы, примерах показывают глубину осознанность, ­ стимулировать опрашиваемых и весь  класс к активному участию в поиске  более полных и правильных ответов.  Методы:  1. устная проверка знаний, некоторых мыслительных умений 2  стимулирования интереса к учению: групповая   работа   учащихся,   работа   с дидактическим материалом Формируемые УУД Этап 3. Постановка учебной задачи  Цель:    Организация   и   направление   к   цели урока   познавательной   деятельности учащихся. Задача:   ­   Сформулировать   совместно   с учащимися     цели,   темы   и   задач изучения нового материала;  ­ значимость;    показать   его   практическую Методы: ­   проблемная   беседа   учителя   и учащихся, обсуждение, стимулирования и мотивации   Цель   урока,   сформулированная   вместе   с учащимися становиться для них личностно значимой. Демонстрация более "простого", "короткого"   способа   решения   трудной задачи направлена на:  физической   величины:   работы,   потенциальной   или   кинетической энергии, мощности.  понимания   физической величины.   рассматриваемой 2. Фронтальный опрос  1)   Что   называют   механической   работой?   Какая   это   величина­ векторная или скалярная? 2) Какова общая формула работы? 3) Когда тело способно совершить работу? Приведите примеры. 4) Что называют энергией? В каких единицах выражается энергия в системе СИ? и др    устанавливать причинно­следственные связи (П); уметь формулировать собственное мнение и позицию, аргументировав ее (К); уметь задавать вопросы, необходимые для организации собственной деятельности и сотрудничества с партнером (К); уметь определять порядок собственных действий, исходя из цели предложенного задания, и следовать ему, достигая конечного результата (Р)  Как связаны между собой изменение энергии и совершение работы?  Работаем с учебником П 20 стр 130. Рассмотрим пример 1, 2, 3 Рис 164, 165.166. Ответим на поставленные вопросы. 1. Как можно изменить энергию тела? 2. При каком условии энергия тела возрастает? 3. Не измена? 4. Уменьшается?      Демонстрационный опыт.  1   опыт.  Опытная   установка   изображена   на   рис.   1.   В   ходе   опыта изменяем высоту скатывания шарика, замечаем расстояние, на которое сдвигается брусок, лежащий на горизонтальной плоскости.     на Отвечают вопросы. Формулируют     цели     и   задачи урока 1.Работа с учебником. 2. Объясняют опыты Из 1 опыта   Вывод:  Чем с большей высоты скатывается   шарик, тем большую   скорость он приобретает   и   тем   большую работу   он   может   совершить, передвигая брусок.     Рис. 1. 2. опыт. Опытная установка изображена на рис. 2. Нитяной маятник в начале   висит   неподвижно.   Отмечаем   это   положение   как   нулевой Из 2 опыта Вывод:  Чем   на   больший   угол отклоняем маятник из нулевого   тем   большую положения, обеспечение   осознания   задач   урока учащимися; заинтересованное   отношение   к   их реализации;  раскрытие цели для самих школьников.   Понимая замысел заданий учителя, дети могут в полной мере проявить активность, самостоятельность инициативу при работе над ними. уровень   потенциальной   энергии.   Отклоняем   маятник   на   некоторый угол и замечаем, что маятник проходит нулевой уровень и отклоняется в противоположное направление. Что произошло? Почему колебания прекращаются? Рис. 2. Рассмотрев опыты как вы думаете, какова наша тема урока?  Что нам нужно сделать, что бы изучить закон сохранения энергии?                 его.   результате превращается скорость   будет   иметь   маятник, проходя Значит,   накопленная потенциальная энергия   при   отклонении маятника   превращается   в кинетическую, при прохождении нулевого   положения,   а   затем снова в потенциальную   при   отклонении противоположном в направлении. Колебания прекращаются   потому,   что механическая   энергия   теряется в действия непотенциальных   сил   (силы сопротивления воздуха).  убедиться в законе   сохранении энергии; научиться использовать полученные знания для решения физических задач.   Тема: механической энергии» Задачи: закон математически;   убедиться   в законе  сохранении  энергии; применить   закон   сохранения механической   энергии   к решению на преобразование   энергии   при движении тел.   Закон   сохранения   записать     задач   Формируемые УУД Этап 4.  Открытие нового знания Познавательные:  выделять и формулировать познавательную цель  Регулятивные:     самостоятельно   формулировать   познавательную задачу, планировать этапы решения задачи, прогнозировать результаты  Коммуникативные:     выражать   свои   мысли   в   речи,   позитивно относиться к процессу общения. Выразим   это   математически.   Один   ученик   у   доски,   остальные Записать   тему  урока   «Закон Цель: Ознакомление   учащихся   с   новым материалом     учащимся конкретное Задача: Дать представление о  ­   законах   сохранения   и   изменения полной механической энергии; ­   ситуациях, выполняются,    ­   правилах       применения   изученных законов к решению задач.    в   которых   они Методы: Репродуктивное   изложение   с   элементами   эвристической   беседы. работа   с   учебником,   наблюдение демонстрационных   опытов,   решение задачи.     изложение Репродуктивное для формирования   знаний   применяется   по причине   неготовности   учащихся   к проблемному изложению материала и     в целях   Но неоднократное   возвращение   к   основной идее   изучаемого   закона   на   последующих этапах компенсирует то, что знания дети добыли не собственными усилиями. экономии времени.       механической сохранения   энергии» 1. Пробуют  объяснить опыт учащиеся слушают и делают дополнения к ответам ученика у доски. Деятельность учителя 3 опыт. Поиграем в мячик. Отпускает   из   рук   мячик.   Мячик   падает   на   пол   и   отскакивает.   Рассмотрим 2.   Отвечают   на   поставленные движение мячика с точки зрения превращения механической энергии. вопросы к опыту Вопрос. 1) Ответ.  1)За счёт действия какой силы происходит движение мячика вниз? За счёт действия силы тяжести 2).Вопрос. 2)Ответ. Чему равна работа силы тяжести? Можно это выразить математически? Работа   силы   тяжести   равна 3)Вопрос. убыли потенциальной энергии. Что можно сказать о скорости мячика при мере приближения к полу? A=­(Ep2 – Ep1) (1) 4)Вопрос. 3)Ответ. Значит  ли  это,  что  с  другой   стороны   работа  силы   тяжести  равна  изменению Скорость мячика возрастает кинетической энергии тела? Если да, то вырази это математически? 4)Ответ. 5)Вопрос. Да. Насколько   убывает   потенциальная   энергия   и   насколько   увеличивается A=Ek2­Ek1 (2) кинетическая? 5)Ответ. 6.Вопрос. Можно   предположить,   что Преобразуй, полученное выражение так, чтобы в левой части выражения стали одинаково, учитывая, что работу потенциальная   и   кинетическая   энергии   на   начало   движения,   а   в   правой   на одной   и   той   же   силы   мы момент удара о землю. выразили   в   одном   случае   через Спасибо, ты можешь садиться на место. Ты получил(а) очень важное убыль потенциальной энергии, а математическое соотношение, которое носит название  математическая другом   через   увеличение запись закона сохранения энергии. кинетической. Движение мячика могло бы продолжаться сколь угодно долго, если бы Следовательно (1) =(2) не   было   потерь   энергии   на   сопротивление,   т.е.   если   бы   тела ­(Ep2 – Ep1) =Ek2­Ek1 взаимодействовали бы только друг с другом и не взаимодействовали 6)Ответ. бы только силами тяготения или упругости. В данном случае речь идёт Ek1 +Ep1 =Ek2+Ep2 о замкнутой системе тел. Если ввести, что   ­ есть полная механическая энергия, то 3. Самостоятельно или  с помощью учителя  приходят к выводу:   если  на  взаимодействующие  тела не действуют E k  E  E p закон   сохранения   полной   механической   энергия   можно   записать   в виде: ­   математическая   запись   закона   сохранения полной механической энергии. Формулировка закона: Полная   механическая   энергия   замкнутой,   или   изолированной, системы при всех изменениях в системе сохраняется. Делая запись в тетради, ещё раз проследите вывод закона сохранения полной механической энергии. Учебник стр 132­133 Закон   сохранения   полной   механической   энергии   является   частным случаем всеобщего закона сохранения энергии. Прочитайте самостоятельно текст учебника на стр. 132­133. § 20.2. Какой вывод вы сделали из прочитанного текста? ­ Какие учебные задачи мы поставим перед собой при изучении этой темы?  3.Обобщение учителя       ­   «Если система замкнута, т.е. на тела не действуют внешние силы,   то   сумма   Ер   и   Ек   при   любых   взаимодействиях   системы остается постоянной» 4. А если в задаче нужно учитывать Fтр, можно ли утверждать что вся Ер преобразуется в Ек?  Ответим на эти вопросы вместе и обобщим все вышесказанное. Все силы, действующие на тело (результирующая сила), изменяют его скорость, т.е. его кинетическую энергию.  А значит, совершают работу:  Это и есть закон сохранения полной механической  энергии. Он получен  из  законов  Ньютона,   но  имеет   более   широкую  область применения, чем законы Ньютона. Полная механическая энергия сохраняется   и   для   систем   микрочастиц,   для   которых   законы  внешние силы, то  сумма Ер и Екпри любых взаимодействиях  тел системы остается  постоянной. Записывают общего   энергии   формулировку закона   сохранения 4.К потенциальным  силам относятся силы,  работа   которых   не   зависит   от формы траектории­Fт, Fупр; непотенциальные   силы   –Fтр, Fтяги 5. Механическая энергия  не возникает и не  пропадает. Она  превращается из  одного вида в другой.  Полная энергия остается  неизменной 6. В нашем опыте тело  движется под действием Fт, Fтр нет, внешних  воздействий   нет   –   значит, и система консервативна, поэтому применяем  формулу (2).  замкнута       7. Если  система  неконсервативна, т.е.  действуют Ньютона неприменимы.  Справедливость  закона  подтверждается экспериментально с высокой степенью точности.  5. В чем же физический смысл этого закона?  Как вы понимаете его?   Может   ли   механическая   энергия   исчезнуть   в   никуда   или возникнуть ниоткуда?  непотенциальные силы,  нужно применять формулу (1), в которой эти силы  учитываются. структурировать знания, осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной и письменной форме. Познавательные: Регулятивные:     адекватно самостоятельно оценивать правильность выполнения действия и вносить необходимые коррективы в исполнение, как в конце действия, так и по ходу его реализации. принимать решения в проблемной ситуации на основе переговоров.  Коммуникативные: уметь представлять конкретное содержание и представлять его в нужной форме. Проверка   глубины   понимания   учащимися   учебного   материала, внутренних закономерностей и связей сущности новых понятий через:  создание нестандартной ситуации при использовании знаний;  ­   Я   предлагаю   вам     заслушать   сообщения  (готовят   ученики)  и проанализировать   какие   превращения   энергии   происходят, выполняется ли зсэ:   1. Историческая справка. 2.ГЭС, ПЭС. 3.ТЭС. 4.Вечный двигатель 1. Вступительное слово учителя В   “Британской   энциклопедии”   1771г.   записано:   “Энергия   ­   слово греческого   происхождения,   означает   могущество,   достоинство   или действенность чего­либо…”. О законе сохранении энергии мы сегодня говорили на уроке, заслушаем историческую справку и сообщения о применении и условии выполнения ЗСЭ. 2. Историческая справка (готовят ученики). Приложение 2 А теперь  попробуйте, используя свои знания при решении задачи.  При Презентации по применению ЗСЭ Доклад учащегося   Доклад ученика Презентация ТЭС Доклад ученика Презентация ГЭС,ПЭС Доклад ученика Презентация Формируемые УУД Этап 5.  Первичное закрепление Цель:  Усвоение   знаний   и   умений   на   уровне осознания.  Задача: ­   Выделить   и   повторить   узловые моменты; ­ усваиваемых или усвоенных знаний,  ­ скорректировать знания    проанализировать результат     Методы:   1) частично ­ поисковый 2)   организации   учебно­познавательной деятельности (аналитические, дедуктивные) Развитие   умения   анализировать   явления, приобретенные осуществлять дедуктивные умозаключения стимулирует развитие мышления. Выделяя знания, главное, улавливая различия, сопоставляя и   сравнивая,   приводя   свои   знания   в систему учащиеся избегают формализма в знаниях. Формируемые УУД Этап   6.    Самостоятельная   работа   с самопроверкой по эталону. Самоанализ и самоконтроль Цель:  ­   проверить   усвоение   полученных знаний Методы: Самостоятельная работа Формируемые УУД Этап   7.    Включение   нового   знания   в систему знаний и повторение  Цель:  Формирование   умений   применять новые знания к решению  задач      решении задачи используем калькулятор CASIO Пример задачи.  Найти полную механическую энергию тела  массой 100г, которое на высоте 4м имело скорость 36 км/ч. Приложение 3 Задачу   решают   на   месте,   1 обучающийся   показывает   ее решение на доске. оценивать процесс и результаты деятельности оценивать значимость для себя проделанной работы Познавательные:  Регулятивные:  Коммуникативные:  Организует самостоятельную работу с самопроверкой по  эталону. Приложение 4  владение монологической формой речи Выполняют тест Оценивание выбирать наиболее эффективные способы решения задачи в зависимости от конкретных условий уметь самостоятельно контролировать своё время и управлять им,  актуальный контроль на уровне произвольного внимания Познавательные:  Регулятивные:   Познавательные: выбирать наиболее эффективные способы решения задачи в зависимости от конкретных условий Самостоятельное решение задачи на выбор по степени сложности?  c применением калькулятора  CASIO   1)      Тело, массой 3кг обладает потенциальной энергией 60Дж.  Определите высоту, на которую поднято тело над землей. 2)      Тело, движущееся со скоростью 4 м/с, имеет кинетическую  энергию 16Дж. Найти массу этого тела.  3)     Определите полную механическую энергию тела массой 2кг,  которое на высоте 2м имело скорость 36км/ч. 4)      При стрельбе вверх стрела массой 50 г в момент начала движения имела полную механическую энергию 30 Дж. Какой высоты достигнет  стрела? Самостоятельно выбранную   применением калькулятора  задачу решают с 5)      С какой высоты упало яблоко, если оно ударилось о землю со  скоростью 6 м/с? 6)      Мяч бросают вертикально вниз со скорость 10 м/с. На какую  высоту отскочит этот мяч после удара о пол, если высота, с которой  бросили мяч, была равна 1 м? Потерями энергии при ударе мяча о пол  пренебречь.   Если позволит время решить у доски номер вызывающий затруднение. Этап 8.  Рефлексия деятельности (итог урока)  Цель:  Рефлексия, деятельности   оценка   собственной Мы с вами прошли трудный путь от предположения к доказательствам. ­ Какую задачу мы ставили перед собой на уроке? ­ Мы выполнили ее? ­ Как именно мы ее выполнили? Задача: Проанализировать,   оценку успешности   достижения   цели   и наметить перспективу на будущее.   дать Мысленное   возвращение   к   прошлым действиям   поможет     увидеть   результат своей   работы   и   повторить   ключевые моменты нового материала. Формируемые УУД Наш урок подошёл к концу. Давайте ответим на вопрос: «Что тебе  понравилось на уроке?». Предлагаются варианты ответов: Сегодня  я узнал… Было интересно… Было трудно… Я понял,  что… Я научился… Меня удивило… Мне захотелось…  ­  По каким критериям мы оценим свою работу на уроке? ­ Что вы можете предложить для более прочного усвоения этой темы Самооценка   и   оценка   работы   класса   и   отдельных   учащихся. Аргументация выставленных отметок, замечания по уроку, предложения о возможных изменениях на последующих уроках. Большое спасибо, ребята, за совместную работу.   Участвуют   в   беседе   по обсуждению достижений, отвечая   на   вопросы,   делают выводы.  Ввели     понятие   замкнутой изолированной  системы,  полной механической энергии Получили   закон   сохранение механической энергии на опыте и экспериментально Научится   решать   задачи   с применением закона сохранения механической энергии Да   Сообщения об открытии закона сохранения механической энергии,   о   выполнении   этого закона в окружающем мире… Сообщения о применении ЗСЭ. Сообщение о вечном двигателе. Условиях выполнения зсэ.    Формировать   границы   собственных   знаний;   развивать   адекватную   самооценку   и   позитивную самооценку(Л)  Структурировать знания (П)  На основе учета характера сделанных ошибок и самооценки вносить  необходимые коррективы(Р)  Уметь использовать речь для регуляции своего действия, умение слушать и слышать друг друга (К) Аргументированный выбор вида домашнего задания Я предлагаю вам 3 вида домашнего задания.  1. Вы изучаете  §20.2, письменно отвечаете на вопросы (3,4,5) после него. 2. Вы решаете 3 задачи, подробно объясняя решение каждой. Задачи на применение закона сохранения механической энергии решаете в общем виде в тетради. Стр 133­134. с применением калькулятора CASIO 3 Из упр. 20 решаете 2­3 задачи по выбору. Возможно, вы выберете  то, которое поможет вам лучше запомнить, усвоить все, что мы узнали и чему   научились   на   сегодняшнем   уроке     или   то,   которое   потребует минимальных   затрат   времени   и   сил,   но   его   сложность   будет   ниже ваших   учебных   возможностей.     Поэтому   оценка   за   выполнение домашней   работы   будет   выставлена   с   учетом   ­   правильности выполнения задания,  ­ аккуратности оформления,  ­ соотношения ваших способностей с выбранным вариантом задания. Проверка   понимания   учащимися   содержания   работы,   способов   ее выполнения, критериев оценки.   Этап   9.    Этап   информирования учащихся   о   домашнем   задании, инструктаж по его выполнению. Цель:   Восприятие   и   понимание   всеми учащимися домашнего задания. Задачи:   ­   Сообщить   учащимся   о   домашнем задании,  ­ разъяснить методику его выполнения ­   мотивировать   необходимость   и обязательность выполнения оптимального объема задания.       Методы: 1)самостоятельной познавательной деятельности учащихся: самостоятельные работы по изучаемому материалу (работа с книгой) самостоятельные   познавательной   деятельности   заданному образцу ) 2)Дифференциация заданий  работы   по (по  Самостоятельность выбор задания сможет превратить сам факт домашнего труда из скучной   и   нудной   необходимости   в увлекательную работу по самообразованию и проверке собственных умений. Приложение 1 КАРТОЧКА 1 вариант Название Обозначение физических величин А Формулы Единица измерения СИ Fтяж Ер Ек H Дж Энергия Сила упругости Сила трения Потенциальная   энергия тела поднятого над Землей Потенциальная   энергия упруго деформированного тела Теорема   о   потенциальной энергии Теорема   о   кинетической энергии ­ =  ­ k x F = …mg Ер=… ….= kx2/2 …=mv2/2  КАРТОЧКА  2 вариант Название Обозначение физических величин Формулы Единица измерения СИ Механическая работа Энергия Сила тяжести Сила упругости Сила трения Потенциальная   энергия тела поднятого над Землей Потенциальная   энергия упруго деформированного тела Теорема   о   потенциальной энергии Теорема   о   кинетической энергии Приложение 2 Историческая справка (готовят ученики).  Майер   Юлиус   Роберт   (1814   ­1874гг.)   –   немецкий   врач,   независимо   от   других сформулировал закон сохранения энергии. В статье, опубликованной в 1842 году, Майер ясно утверждает, что существует определенная связь между высотой, с которой подает некая масса, и выделившимся при ударе о землю некоторого количества теплоты. Майер попытался также вычислить механический эквивалент теплоты Об учёном, который впервые сформулировал и обосновал закон сохранения энергии, мы узнаем из доклада «Научная деятельность Германа Гельмгольца». Портрет ученого на доске. .Гельмгольц   Герман   Людвиг   Фердинанд   Фон   (31.08.1821   ­   08.09.1894гг.)   ­   один   из величайших   учёных   XIX   века.   В   1847   году   он   опубликовал   классическую   работу   “О сохранении   энергии”,   где   изложил   философские   и   физические   основания   закона сохранения   и   превращения   энергии   и   дал   его   математическую   формулировку.   Работа вызвала большой шум в научных кругах. Аналогичные идеи были выдвинуты рядом других ученых,   однако   Гельмгольцу   принадлежит   наиболее   четкая   формулировка   важнейшего закона. Джоуль открыл Закон сохранения энергии для тепловых процессов. За 100 лет до Майера и Гельмгольца М.В.Ломоносов открыл Закон сохранения энергии. В наше время главные виды энергии, за счет которых совершается работа,— это энергия, освобождающаяся при сгорании топлива  (угля, нефти, газа), энергия падающей   воды   и   так   называемая   ядерная  энергия.   Но   ни   один   из   этих   видов энергии не подается непосредственно к машинам. На   пути   к   машинам,   в   которых  совершается   работа,   энергия   претерпевает превращения из одной формы в другую. ТЭС, ГЭС,ПЭС О   «вечных   двигателях».До   того,  как   был   открыт   закон сохранения  энергии,   в   течение   столетий   упорно  делались попытки   создать   такую  машину,   которая   позволила   бы   со­ вершать   больше   работы,   чем   тратится   энергии.   Она   даже заранее   «вечный   двигатель» (perpetuummobile).   Но   такая  машина   никогда   не   была создана, и создана она быть не может.   название  получила На   рисунке     показана   схема  одного   из   бесчисленных проектов «вечного двигателя». Машина состоит из двух колес (шкивов),  помещенных   в   верхней   и   нижней  частях   башни, наполненной   водой.  Через   шкивы   переброшен   бесконечный канат   с   прикрепленными   к  нему   легкими   ящиками.   Из рисунка  видно, что в каждый момент времени  часть   ящиков погружена в воду,  в то время как остальные находятся в воздухе.   Автор   проекта  уверял,   что   правые   на   рисунке ящики, всплывая под действием  архимедовой  силы, заставят вращаться   колеса.   На   смену   всплывающим   ящикам   в   воду   будут  входить другие,   поддерживая   «вечное»   движение.   Вращающиеся   колеса   могли   бы приводить в движение, Рис.например, электрические генераторы, давая таким образом «бесплатную» энергию в неограниченном количестве, поскольку устройство действует «вечно». В действительности такой двигатель   работать   не   может.   Ведь  если   одни   ящики всплывают,   то  другие,   наоборот,   входят   в   воду.  А   эти   входящие   в   воду   ящики движутся против архимедовой силы. К тому же  входят   они  в воду  внизу, где на них действует сила давления всего столба воды, которая еще больше, чем архимедова сила. Подобные   ошибки   легко   найти  в   любом   проекте   «вечного   двигателя».   Попытки создать такое устройство обречены на неудачу. Закон сохранения энергии запрещает полу­ чение работы большей, чем затраченная энергия. Задача техники не в том, чтобы попытаться обойти закон сохранения энергии, а в том, чтобы уменьшать потери энергии в различных машинах, двигателях, генераторах. Дано: m=100г h=4м v=36км/ч   ≈ g 10м/с 2   СИ 0,1кг 4м 36   .  1000м=10 м     3600с 10 м/с2  Приложение 3 Решение: Е=Ек+Еп  (3) Ек=mv2/2 (1) Еп=mgh   (2) Формулы (1) и (2)  подставим в формулу (3)  получим Е=mv2/2+mgh (4) Вычисление: ( подставляем  численные данные в общую формулу (4) )      0,1кг∙(10м/с)2                                       ──────── Е= 2∙4м = 9 Дж               2           + 0,1кг∙ 10м/с 0.1O10dP2+0.1O10O4= Тест. Закон сохранения  энергии в механике 1.   Закон   сохранения   энергии   математически   записывается  следующим образом: Приложение 4 2. Систему называют замкнутой, если...   нее A. На   Б. Сумма внешних сил равна нулю. B. На нее действуют консервативные силы. действуют   внешние   силы. 3. Парашютист спускается с постоянной скоростью. Kaкие преобразования энергии при этом происходят?   Кинетическая   энергия   парашютиста   полностью   преобразуется   в   его А.   Потенциальная   энергия   парашютиста   преобразуется   полностью   в   его кинетическую энергию Б. потенциальную энергию В.   Кинетическая   энергия   парашютиста   полностью   преобразуется   во   внутреннюю энергию парашютиста и воздуха Г. Энергия взаимодействия парашютиста с Землей преобразуется во внутреннюю энергию взаимодействующих тел из­за сил сопротивления воздуха 4. Для системы тел, в которой действует сила тяжести, например для системы «Земля­   падающее   тело»   или   «Земля­   тело,   брошенное   вверх»   полная механическая энергия системы равна…  А. mgh + mv2/2     Б. kx2/2 + mv2/2       В. mgh2 –mgh1 5.   Если   между   телами   системы   действует   сила   упругости,   то   полная механическая энергия запишется так: А. mgh + mv2/2     Б. kx2/2 + mv2/2       В. mgh2 –mgh1 6.Шарику   на   нити,   находящемуся   в   положении   равновесия,   сообщили   скорость   (рис.).   На   какую   высоту   небольшую  горизонтальную   поднимется шарик? А. 40 м Б.  20 м В. 10 м Г. 5 м