Урок решения задач для 10 класса по теме: «Закон сохранения полной механической энергии». Урок – практикум по решению задач.
учебно-методический материал по физике (10 класс)

Урок решения задач для 10 класса по теме: «Закон сохранения полной механической энергии».

Урок – практикум по решению задач.

Цель урока: Способствовать формированию практических навыков и умений применять полученные раннее знания к решению физических задач.

Задачи урока:

• Предметные:

знание и понимание смысла закона сохранения энергии и умение применять его для решения задач с использованием при необходимости справочных материалов, калькулятора, компьютера.

• Метапредметные:
  формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами.
• Личностные:

самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

убежденность в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества.

Тип урока: урок обобщения и систематизации учебного материала через применение знаний к новым ситуациям.

Вид урока: закрепление изученного материала.

Оборудование: мультимедийная  доска, персональный компьютер, экран, оборудование для решения экспериментальных задач.

План урока:

Ход урока.

I. Организационный момент.

Здравствуйте, ребята и уважаемые коллеги. Сегодня мы с Вами продолжим изучение темы “Энергия”. Для того, чтобы сформулировать цель сегодняшнего урока, мы вспомним то, что проходили на прошлом уроке.

II. Актуализация знаний.

Работа с ИАД и индивидуальными карточками.

Вопрос учителя: Скажите, пожалуйста, что называется энергией, какой буквой она обозначается и в каких единицах измеряется?

Ответ учащегося: Энергия  - способность тела совершать работу. Обозначается буквой E и измеряется в Джоулях.

Вопрос учителя: Какие виды энергии вы знаете?  

Ответ учащегося: Существует два вида энергии: кинетическая и потенциальная.  

Вопрос учителя: Какую энергии называют кинетической? От чего зависит эта энергия?

Ответ учащегося: Кинетической энергией называется энергия любого движущегося тела. Она зависит от массы данного тела и от квадрата скорости его движения ().

Вопрос учителя: Что произойдет с кинетической энергией, если массу тела увеличить в 2 раза? Скорость тела увеличить в 2 раза?

Ответ учащегося: При увеличении массы тела его кинетическая энергия увеличится в 2 раза, при увеличении скорости – в 4 раза.

Вопрос учителя: что называют потенциальной энергией и от чего она зависит?

Ответ учащегося: Потенциальная энергия определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. В первом случае она зависит от массы тела и высоты, на которую поднято это тело относительно другого (. Например, мячик, поднятый на некоторую высоту относительно Земли, будет обладать потенциальной энергией, а относительно руки – нет. Во втором случае – от коэффициента жёсткости пружины и величины деформации ().

Вопрос учителя: что называют полной механической энергией?

Ответ учащегося: полной механической энергией называется сумма кинетической и потенциальной энергии.

Давайте теперь посмотрим, что нам ответил ученик у доски и поправим его, если есть неправильные ответы.

Закон сохранения энергии.

Изменение энергии.

III. Мотивация и целепологание.

Сформулировать тему и цель урока, вывод на основе раннее, изложенной информации темы урока.

Сегодня у нас не совсем обычный урок решения задач по теме: «Закон сохранения энергии».

Сегодня у нас урок- практикум. Целью нашего сегодняшнего урока является научиться применять закон сохранения энергии для решения практических задач.

Вы разделились на 6 групп, каждая из которых получила своё задание и через 7 минут вы должны представить нам готовый результат.

IV. Усвоение новых знаний. 

Работа по группам.

1 группа.Оборудование : штатив, металлический желоб, металлический шарик, измерительная лента, секундомер.

Тело соскальзывает с наклонной плоскости высотой  Н. Найти его скорость в  конце спуска.Вычисления произведите двумя способами. (используя Закон сохранения энергии и формулы для прямолинейного равноускоренного движения). Полученные результаты сравните.

Предполагаемый ответ учащихся:

mgH=mv2/2

V2=2gh

V=√2gh

2 группа.

Оборудование: ластик, измерительная лента

Задание: определить скорость падения ластика со стола. Задачу решить двумя способами; кинематически и используя закон сохранения.

Предполагаемый ответ учащихся:

mgH=mv2/2

V2=2gh

V=√2gh

Задача « Поможем Золушке»

-Как , используя знания  физики, помочь Золушке перебрать смесь из риса и гороха?

(на демонстрационном столе- в стеклянном стакане смесь риса и гороха)

Предполагаемый ответ учащихся : «Нужно встряхнуть смесь. Горох окажется с верху. По принципу минимума потенциальной энергии, любая система стремиться к такому состоянию в котором его потенциальная энергия минимальна. Рис более мелкий, плотнее упаковывается внизу, а  горох окажется сверху. Центр тяжести при таком расположении будет занимать самое низкое  положение, а потенциальная  энергия минимальна»

4 группа. Какую скорость будет иметь тело, скатившись с горки высотой 5м на высоте 2м?

Предполагаемый ответ учащихся:

5 группа. Тело свободно падает с высоты 5м. На какой высоте его кинетическая энергия в 6 раз больше потенциальной

Предполагаемый ответ учащихся:

6 группа. Снежок, летящий со скоростью 20м/с, ударяется о стену. Какая часть его расплавится, если температура окружающей среды равна 0˚С, а вся кинетическая энергия передается снегу?

Предполагаемый ответ учащихся:

V. Решение задач.

 Задача №1

Условие

На какую высоту поднимется тело, подброшенное вертикально вверх, с начальной скоростью 20 м/с? При решении задачи не учитывается сопротивление воздуха.

Дано: V=20 м/c; h=?

Решение

Кинетическая энергия, полученная в броске, будет переходить постепенно в потенциальную энергию:

упрощаем это выражение до:

При упрошенных расчетах принято величину ускорения свободного падения (g) рассчитывать как

10 м/с2

Математически преобразуем формулу для нахождения h:

Ответ: высота подъема тела 20 метров.

 Задача №2

Условие

Необходимо рассчитать жесткость пружины, если известно, что при растяжении ее на 20 см пружина приобрела потенциальную энергию упругодеформированного тела 20 Дж.

Дано: х=20 см=0,2 м; Ер=20 Дж; k=?

Решение

умножаем правую и левую часть на 2, для получения промежуточной формулы:

выражаем величину k:

проверим размерность величины, которую получили:

Ответ: жесткость пружины равна .

 Задача №3

Условие

Спусковую пружину игрушечного пистолета сжали на 5 см, при вылете шарик массой 20 г приобрел скорость 2 м/с. Необходимо рассчитать, какова жесткость пружины.

Дано: х=5 см=0,05 м; m=20 г=0,02 кг; V=2 м/с; k=?

Решение

По закону сохранения энергии, потенциальная энергия упругодеформированной пружины перейдет в кинетическую энергию движения шарика:

упрощаем данное выражение:

выражаем величину k:

Ответ: жесткость пружины равна .

VI. Учащиеся выполняют тест с помощью MimioStudio

VII. Рефлексия.

VIII. Домашняя работа. п. 30; упр.25

IX. Подведение итогов урока. Оценить учащихся по критериям оценивания, данным в начале урока, и выставить оценки.