Законы сохранения_10кл

Раздел долгосрочного плана:

Раздел «Законы сохранения» 

Школа:

Дата:

Имя учителя:

ТЕМА УРОКА:

Законы сохранения импульса и механической энергии, их связь со свойствами пространства и времени.

КЛАСС: 9 класс

Количество учащихся:

Количество отсутствующих:

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке

10.2.4.1 -применять законы сохранения при решении расчетных и экспериментальных задач.

Учебные цели урока

Сформировать представление о применении законов сохранения импульса и энергиии их связь со свойствами пространства и времени при решении теоретических и экспериментальных задач.

Критерии оценивания

Учащиеся:

·         Знают и применяют закон сохранения импульса;

·         Знают и применяют закон сохранения энергии;

·         Понимают связь законов сохранения со свойствами пространства и времени;

·         Умеют самостоятельно работать с раздаточным материалом, с оборудованием;

·         Умеют выделять главное в тексте;

·         Грамотно формулируют вопросы, готовят сообщения.

Языковые цели

Предметная лексика и терминология:

Привитие ценностей

Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками, определение  цели, степени участия и способов взаимодействия; инициативное сотрудничество в поиске, отборе. Развитиенавыковсамооценки и самоанализа.

Межпредметные связи

Физика и техника, физика и история физики.

Навыки использования ИКТ

Презентация.

Предварительные знания

9 класс: Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало

2мин

10мин

       I.            Организационный момент.

Действия учителя. Проверяет готовность класса к уроку. Проверяет присутствие и готовность учащихся.

    II.            Активизация знаний. Фронтальный опрос.

1.Что мы наблюдаем?

Ответ: взаимодействие шаров

2. Какие виды взаимодействия вам известны?

Ответ: упругое и неупругое

3.Дайте определение.

Ответ: а) Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы. Наряду с законом сохранения импульса выполняется закон сохранения механической энергии.

б) Абсолютно неупругим ударом называется столкновение, при котором, тела соединяются друг с другом и движутся дальше как одно целое тело. При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется. Она полностью или частично переходит во внутреннюю.

4. Запишите закон сохранения импульса для упругого и неупругого столкновения

Действия учащихся: записывают в тетрадях формулы.

 III.            Мотивация. Создание проблемной ситуации.

Действия учащихся. Учащиеся отвечают, обмениваются информацией, записывают в тетради.

Действия учителя. Вопросы для учащихся.

1. Может ли человек сидящий в лодке, сдвинуться с места не используя при этом весла? (Ответ: да)

 2.Благодаря чему это возможно?(Ответ (если выбросить вдоль лодки какой-нибудь предмет, или перейти с кормы на нос лодки.)

3. Эксперимент с тележками. (Интерактивная доска)

а) Что произойдет с тележкой, если жук будет двигаться вдоль тележки? (Ответ: а) тележка будет двигаться в противоположную сторону)

б) Как увеличить скорость тележки? (Ответ: увеличить скорость жука)

4. Эксперимент «Остановите тележки» (интерактивная доска)

а) подберите массы и скорости тележек так, чтобы после удара они остановились.   (Ответ (массы и скорости равны)

б) при каких условиях тележки после столкновения едут направо? (Ответ:если массы тележек равны, скорость тележки справа больше скорости тележки слева или

скорости тележек равны, а масса тележки слева больше массы тележки справа)

5. На основе какого закона вы сделали свои предположения и выводы? (Ответ: наосновезаконасохраненияимпульса)

6. Вокруг нас происходят различные явления, связанные с удивительным законом природы. Этот закон вам  хорошо известен, как он называется ? (Ответ:закон сохранения энергии)

Действия учителя:Формулирует тему урока «Законы сохранения в механике».

Презентация

Сл.1

Сл.2

Сл.3

Середина

3мин

5мин

5мин

15мин

10мин

5мин

22мин

 IV.            Исследовательская деятельность. Групповая работа

Деятельность учителя.Раздает задания,организует деятельность обучающихся по выполнению задания в группах. Наблюдает за поведением участников.

Задание 1 группе:«Вечный двигатель». Вопросы на слайде.

Оборудование: ноутбук, модель, рисунок

1. Создайте замкнутый цикл движения воды на модели, с помощью ноутбука. Можно менять сечение выходного отверстия путем смены насадок и угол наклона насадок.
2. Возможна ли реальная реализация модели? Если нет, то почему?
3. Один из проектов «вечного двигателя». Почему эта машина не будет работать?

Ответ: Нет.  История хранит немало проектов «вечного двигателя». И в наше время все эти попытки обречены на неудачу, т.к. закон сохранения и превращения энергии запрещает получение работы без затрат энергии.

1. Дополнительныевопросы:

а) скользящая по льду шайба, остановилась, нет ли здесь противоречия с законом сохранения энергии? (нет, часть механической энергии из-за сил трения превратилась во внутреннюю)

б) камень и теннисный мяч ударяют палкой, почему теннисный мяч летит дальше? (F* t = р₂- p₁), т.к. масса камня больше массы мяча)

    V.            Защита групп.

Действия учащихся:Слово предоставляется 1, 2, 3, 4 группам

Во время отчета групп 1 ученик 2-ей группы решает задачу у доски. Слово предоставляется 2-й группе и т.д. Во время отчета групп, остальные записывают задачу и заполняют лист оценивания для взаимооценивания. Критерии оценивания предоставляют сами учащиеся.

Вопрос. Как вы думаете всегда ли выполняется закон сохранения энергии?

Действия учащихся. Учащиеся высказывают свои предположения.

 VI.            Сообщения учащихся «Это интересно»

Действия учителя.Рассказать о связи законов сохранения со свойствами пространства и времени. Привести примеры, чтоиз однородности пространства и времени вытекают законы сохранения соответственно импульса и энергии, и из изотропности пространства – закон сохранения момента импульса.

·В основе закона сохранения энергии лежит однородность времени, т. е. равнозначность всех моментов времени (симметрия по отношению к сдвигу начала отсчета времени). Равнозначность следует понимать в том смысле, что замена момента времени t₁ на момент времени t₂, без изменения значений координат и скорости частиц, не изменяет механические свойства системы. Это означает то, что после указанной замены, координаты и скорости частиц имеют в любой момент времени t₂ + t  такие же значения, какие имели до замены, в момент времени t₁ + t. 

·В основе закона сохранения импульса лежит однородность пространства, т. е. одинаковость свойств пространства во всех точках (симметрия по отношению к сдвигу начала координат). Одинаковость следует понимать в том смысле, что параллельный перенос замкнутой системы из одного места пространства в другое, без изменения взаимного расположения и скоростей частиц, не изменяет механические свойства системы. 

·В основе закона сохранения момента импульса лежит изотропия пространства, т. е. одинаковость свойств пространства по всем направлениям (симметрия по отношению к повороту осей координат). Одинаковость следует понимать в том смысле, что поворот замкнутой системы, как целого, не отражается на её механических свойствах.

Пример 1-1уч.

При изучении в 20-х годах нашего века радиоактивного распада некоторых атомных ядер, сопровождающихся вылетом электронов, было обнаружено “нарушение” закона сохранения энергии: часть энергии куда-то исчезла. Было высказано предположение, что в микромире закон сохранения энергии не выполняется. Но несколько позже, в начале 30-х гг., известный физик-теоретик Вольфганг Паули, верящий в незыблемость закона сохранения энергии, предположил, что в этом распаде наряду с электронами и атомными ядрами, известными к тому времени, участвует еще одна, “новая” частица, которая и уносит недостающую энергию. Эту частицу назвали нейтрино, что в переводе с итальянского означает “нейтрончик”. Однако благодаря исключительно слабому взаимодействию этой частицы с веществом ее не удавалось зарегистрировать вплоть до 1953 г., когда она все-таки была обнаружена. Открытие нейтрино явилось триумфом закона сохранения энергии в микромире.

Пример 2- 2уч.

Чему равна полная энергия всей Вселенной? Чтобы ответить на этот вопрос, представим себе сначала, что все тела Вселенной разнесены на бесконечно большое расстояние друг от друга. Тогда гравитационного взаимодействия между ними не будет, и потому потенциальную энергию этого взаимодействия можно считать равной нулю. На самом деле силы тяготения стремятся сблизить тела, причем направлены эти силы, как мы знаем, в сторону уменьшения потенциальной энергии. Поэтому на любом реальном расстоянии друг от друга, меньшем бесконечности, потенциальная энергия гравитационного взаимодействия тел во Вселенной будет отрицательной. А раз так, то в сумме с остальными положительными энергиями тел Вселенной (кинетической и т.д.) она может дать нуль! Именно такое значение полной энергии Вселенной рассматривается в современной теории эволюции Вселенной. Согласно этой теории, наша Вселенная могла возникнуть из вакуума, и закон сохранения энергии (при энергии Вселенной, равной нулю) этому не препятствует!

VII.            Контроль знаний.

Учитель. Проверяет знания, умения и навыки учащихся по теме «Законы сохранения в механике».

Действия учащихся. Выполняют тест, самопроверка.

Тест.

Вариант-1

1.В каком случае совершается работа?
А. Шарик катится по гладкому горизонтальному столу.
Б. Кирпич лежит на столе.
В. Автопогрузчик поднимает груз.

2.Шарик с некоторой высоты падает на песок и застревает в нем. Какие превращения энергии здесь происходят?
А. Потенциальная энергия шарика превращается в кинетическую энергию, а кинетическая – во внутреннюю.
Б. Внутренняя энергия шарика превращается в кинетическую, а кинетическая – в потенциальную.

В. Кинетическая энергия шарика превращается во внутреннюю энергию.

3. Какое выражение определяет импульс тела ?
А.  Б.  В. Г. 

4. Какой механической энергией обладает растянутая или сжатая пружина?

A. Кинетической. Б. Потенциальной. B. Не обладает механической энергией.

5. Какая из перечисленных единиц является единицей работы?

А. Джоуль. Б. Ватт. В. Ньютон. Г. Паскаль. Д. Килограмм.

6. Какие из перечисленных ниже величин являются векторными величинами? 
1. работа 2. энергия 3. масса 4. ускорение 
А. Только 1 Б. Только 2 В. 1,2,3 Г. Только 4

Вариант-2

1.    В каком из перечисленных случаев совершается работа?
А. Роса лежит на траве.
Б. Мячик катится по гладкому полу.
В. Спортсмен поднимает штангу.

2.    Какие из перечисленных ниже величин являются векторными величинами?
1. скорость      2. время      3. масса      4. импульс
А. Только 1           Б. Только 2            В. Только 3          Г. 1 и 4

3.    Какие превращения энергии происходят при падении метеорита?
А. Потенциальная энергия метеорита превращается в кинетическую, а кинетическая – во внутреннюю.
Б. Кинетическая энергия – во внутреннюю.
В. Внутренняя энергия превращается в кинетическую, а кинетическая – в потенциальную.

4.    От чего зависит кинетическая энергия тела?

A. От массы и скорости движения тела.

Б. От скорости движения тела.

В. От высоты над поверхностью Земли и массы тела.

5.    Какая из перечисленных единиц является единицей энергии?

А. Джоуль.Б. Ватт.В. Ньютон.Г. Паскаль.    Д. Килограмм.

6.   С помощью какого выражения можно  рассчитать мощность тела?

А. Р = m^.gБ. А = F^.SB. p = m^.υГ. N = F^.υД. Е = m^.g^.h

Ответы:в-1:1.В 2.А 3. Б 4. А 5. А 6. Г

в-2: 1.2 2.Г 3. А 4. А 5. А 6. Г

VIII.            Решение задач. Парная работа. Взаимопроверка между парами.

1.      Два шара, массы которых m₁ = 0,5 кг и m₂ = 0,2 кг, движутся по гладкой горизонтальной поверхности навстречу друг другу со скоростями υ₁ = 1 м/с и υ₂ = 4 м/с. Определите их скорость v после центрального абсолютно неупругого столкновения.(0,4 м/с)

2.      Компоненты топлива в двигатель ракеты подаются со скоростью υ1 = 200 м/с, а горючий газ выходит из сопла со скоростью υ2 = 500 м/с.(Ответ: 9000 Н)

3.      Два шара массами 1 кг и 2 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первого шара 2 м/с. После соударения они движутся как одно целое со скоростью 3 м/с. Определить начальную скорость второго шара.(5,5 м/с)

4.      Охотник стреляет с лёгкой надувной лодки. Определите скорость лодки после выстрела, если масса охотника 70 кг, масса дроби 35 г и средняя начальная скорость дробинок равна 320 м/с. Ствол ружья во время выстрела образует с горизонтом угол 60°.

Википедия. 10 попыток создания вечного двигателя

https://hi-news.ru/technology/10-popytok-sozdat-vechnyj-dvigatel.html

Связь законов сохранения со свойствами времени и пространства.

http://www.bibliotekar.ru/estestvoznanie-2/61.htm

№1. Ф-10 под ред. Б.Кронгард, В.Кем, Н. Койшыбаев:§ 2.6-2.8.; Ф-10 под ред Г.Я. Мякишев. §41-52.2002г. М. Просвещение.

№2  Сб.з под редА.П.Рымкевича. 10-11кл

Конец

1мин

2мин

 IX.            Домашнее задание

№1. Ф-10 под ред. Б.Кронгард, В.Кем, Н. Койшыбаев:§2.6-2.8.; Ф-10 под ред Г.Я. Мякишев. §41-52.2002г. М. Просвещение.

№2  Сб.з под редА.П.Рымкевича. 10-11кл

1)      Снаряд массой 100 кг, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростью 500 м/с, попадает в вагон с песком массой 10 т и застревает в нём. Найти скорость вагона, если он двигается со скоростью 36 км/ч навстречу снаряду. (-4,9 м/с)

2)      Снаряд массой 50 кг, летящий в горизонтальном направлении со скоростью 600 м/с, разрывается на две части с массами 30 кг и 20 кг. Большая часть стала двигаться в прежнем направлении со скоростью 900 м/с. Определить величину и направление скорости меньшей части снаряда. (150 м/с)

№3. Творческое: Создайте свой проект «Вечного двигателя»

     X.            Рефлексия.Продолжить предложение.

1. Тема урока ...
2.Что понял …
3.Что не понял..
4.Что было особенно интересно….
5.Что еще необходимо повторить, чтобы справиться с домашним заданием?

Дополнительная информация

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержку? Какие задачи Вы планируете дать более способным учащимся?

Оценивание-как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение ТБ

Рефлексия

Были ли урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Правильна ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Место, оставленное ниже, используйте для комментариев по проведенному уроку. Ответьте на наиболее важные вопросы по уроку, приведенные в графе слева.

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока?

1:

2:

Что я выявила за время урока о классе или достижениях/трудности отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание?