Конспект урока Закон сохранения энергии. 7 класс
план-конспект урока по физике (7 класс)

Что такое работа? (или – Когда тело совершает работу?)

 Если приложить силу и тело переместить.

Для характеристики чего введено понятие мощность?

Для характеристики быстроты выполнения работы.

Тест:

1. Какой энергией обладает растянутая или сжатая пружина?
2. Камень, падающий на землю, непосредственно перед ударом о землю обладает ………энергией.
3. Пружина заведенных часов обладает …….. энергией.
4. Какой энергией относительно земли обладает летящий самолет?
5. От чего зависит потенциальная энергия тела, поднятого над Землей ?

Вопросы:

1. Какие виды энергий существуют?
2. Какую энергию называют потенциальной?
3. По какой формуле можно вычислить потенциальную энергию?
4. От каких величин зависит потенциальная энергия тела?
5. В каком случае потенциальная энергия тела равна нулю?
6. Какую энергию называют кинетической?
7. По какой формуле можно вычислить кинетическую энергию?
8. От каких величин зависит кинетическая энергия тела?
9. Каковы единицы измерения энергии?
10. В каком случае кинетическую энергию тела считают равной нулю?

Потенциальная и кинетическая энергии, взятые в отдельности, не присущи только какому-то одному телу. Любое тело, если не учитывать некоторых случаев, обладает и потенциальной, и кинетической энергией. Например, самолет, летящий со скоростью v на высоте h относительно Земли, обладает как потенциальной, так и кинетической энергией.

Механической энергией тела называют сумму его потенциальной и кинетической энергий.

Механическая энергия тела зависит как от его скорости, так и от его положения в пространстве.

И в природе, и в технике происходит постоянное превращение одного вида механической энергии в другой. Например, в качающемся маятнике один вид энергии постоянно переходит в другой. Потенциальная энергия натянутой тетивы лука переходит в кинетическую энергию летящей стрелы. При столкновении упругих тел друг с другом один вид механической энергии превращается в другой. Стальной шар, упав на стальную плиту, отскакивает вверх. Это также объясняется превращением энергии из одного вида в другой.

Теперь рассмотрим систему, состоящую из двух тел, например, из стального шарика и стальной плиты. В этой системе пусть действуют только силы тяжести и силы упругости. Действие, как внешних сил, так и сопротивления воздуха или силы трения, не учитывается. Система, которая отвечает такому требованию, называется замкнутой системой. Рассмотрим изменение механической энергии в такой замкнутой системе, состоящей из стального шарика и плиты 

Когда шарик неподвижно находится на высоте h, кинетическая энергия равна нулю, а его механическая энергия состоит только из потенциальной энергии. По мере падения шарика его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая энергия, наоборот, растет. Это происходит потому, что по мере снижения шарика его высота убывает, следовательно, уменьшается и потенциальная энергия. Вместе с тем скорость движения шарика увеличивается, следовательно, растет и его кинетическая энергия.

В момент касания шариком поверхности плиты (h=0) его потенциальная энергия становится равной нулю, а скорость его (следовательно, и его кинетическая энергия) достигает максимального значения. Таким образом, потенциальная энергия шарика полностью превращается в его кинетическую энергию. В этот момент механическая энергия шарика состоит только из кинетической энергии.

Далее, когда шарик, летящий с большой скоростью, ударяется о стальную плиту, его скорость внезапно становится равной нулю. При этом его кинетическая энергия снова превращается в нуль. Превращение его кинетической энергии в нуль не означает, что она бесследно исчезла.

При ударе шарика о плиту деформируются как шарик, так и плита, т.е. происходит их сжатие. Таким образом, кинетическая энергия шарика полностью превращается в потенциальную энергию сжатых тел - шарика и плиты.

За счет потенциальной энергии сжатых тел совершается работа, и шарик отскакивает вверх со скоростью, равной скорости, которой он обладал в момент удара о плиту. Так потенциальная энергия деформированных тел полностью превращается в кинетическую энергию. При подъеме вверх его кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная энергия увеличивается. Таким образом, в замкнутой системе происходит поочередное и непрерывное превращение одного вида энергии в другой. Однако сумма потенциальной и кинетической энергии, т. е. механическая энергия замкнутой системы, при этом остается без изменения:

Eк +Еп = постоянна (const).

закон сохранения механической энергии : механическая энергия замкнутой системы, где между телами действуют только силы тяжести или упругости, сохраняется постоянной.

• При наличии сил трения механическая энергия не сохраняется.

Яблоко свободно падает с дерева. Найдите его кинетическую и потенциальную энергию тела в точках 1, 2 и 3.

• Ek = 0; Ep=mgh1 (максимальная)
• Ek ; Ep=mgh2 (уменьшается)
• Ek ; Ep=0

вывод: Энергия не исчезает и не возникает из ничего, она переходит из одного вида в другой и передаётся от одного тела к другому.

Птичка массой 120 гр. при полете достигает скорости 72 км/ч. Определите энергию движения этой птички.

1. Белый медведь массой 750 кг перепрыгивает препятствие высотой 1,2 м. Какую энергию он затрачивает при таком прыжке? (Еп = 9000 Дж)
2. Акула массой 250 кг плывет со скоростью 18 км/ч. Определите ее кинетическую энергию. (3125 дж)

Задача. Пуля массой 10 грамм, летящая со скоростью 800 м/с, попадает в дерево и застревает на глубине 10 см. Найти силу сопротивления дерева, считая ее постоянной величиной.