Энергия. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Применение законов сохранения

1.

Сформулируйте определение работы?
Какой буквой обозначается?
В каких единицах измеряется?
При каких условиях работа силы
положительная? отрицательная? равна нулю?
Какие силы называются потенциальными?
Приведите примеры?
Чему равна работа, совершаемая силой тяжести?
Силой упругости?
Дайте определение мощности. В каких единицах
измеряется мощность?

2.

1.Автомобиль массой 1000 кг, двигаясь равноускоренно из состояния покоя,
за 10 с отъезжает на 200 м. Определите работу силы тяги, если
коэффициент трения равен 0,05. Ответ:900 кДж
2. Трактор при вспашке преодолевает силу сопротивления 8 кН, развивая
мощность 40 кВТ. С какой скоростью движется трактор? Ответ:5 м/с
3. Тело движется вдоль оси ОХ под действием силы зависимость проекции
которой от координаты представлена на рисунке. Чему равна работа силы
на пути 4м

3.

Тема: Энергия. Кинетическая энергия. Потенциальная
энергия. Закон сохранения механической энергии.
Применение законов сохранения
Цели занятия:
Образовательная: ознакомится с понятием энергии; изучить два вида
механической энергии – потенциальную и кинетическую; рассмотреть закон
сохранения энергии; развить навыки решения задач.
Развивающая: содействовать развитию речи, учить анализировать,
сравнивать, способствовать развитию памяти, логического мышления.
Воспитательная: помощь в самоактуализации и самореализации в
учебном процессе и будущий профессиональной деятельности
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1.Механическая энергия
2.Кинетическая энергия
3.Потенциальная энергия
4.Закон сохранения энергии
(видеодемонстрация)
5.Применение закона сохранения энергии

4.

1.Механическая энергия
Механическая работа (А) – это физическая
величина, равная произведению модуля
действующей силы на путь, пройденный телом под
действием силы и на косинус угла между ними
А=F·S·cosα
Единица измерения работы в системе СИ – Дж
(Джоуль)
1Дж=1Н·м.

5.

Работа совершается в том случае, если тело движется под
действием силы!!!
Рассмотрим несколько примеров.

6.

Про тела, которые могут совершить работу,
говорят, что они обладают энергией.
Энергия – это физическая величина,
характеризующая способность тел совершать
работу
Единица измерения энергии в системе СИ –
(Дж). Обозначается буквой (Е)

7.

2. Кинетическая энергия
Как энергия тела зависит от его скорости?
Для этого рассмотрим движение тела некоторой массы m под
действием постоянной силы (это может быть одна сила или
равнодействующая нескольких сил), направленной вдоль
перемещения.

8.

Эта сила совершает работу
А=F·S
Cогласно второму закону Ньютона
F=m·a
Ускорение тела

9.

Тогда,
Полученная формула связывает работу результирующей силы,
действующей на тело, с изменением величины
Кинетическая энергия тела – это энергия движения.
Кинетическая энергия тела – величина скалярная,
которая зависит от модуля скорости тела, но не зависит
от ее направления.
Тогда, работа равнодействующей всех сил, действующих на
тело, равна изменению кинетической энергии тела.

10.

Это утверждение называют теоремой о кинетической
энергии. Она справедлива независимо от того, какие силы
действуют на тело: сила упругости, сила трения или сила
тяжести.
Так, например,
при метании
копья, работу
совершает
мускульная сила
человека.
А работу, необходимую для
разгона пули,
совершает сила давления
пороховых газов.

11.

Так, например, кинетическая энергия мальчика,
покоящего относительно катера,
равна нулю в системе отсчета,
связанной с катером, и отлична от нуля,
в системе отсчета, связанной с берегом.

12.

3. Потенциальная энергия
Вторым видом механической энергии,
является потенциальная энергия тела.
Термин «потенциальная энергия» был введен в 19 веке
шотландским инженером и физиком Уильямом Джоном
Ренкином.
Потенциальная энергия – это
энергия системы, определяемая
взаимным расположением тел
(или частей тела друг
относительно друга) и
характером сил
взаимодействия между ними

13.

Величину, равную произведению массы тела,
ускорения свободного падения и высоты тела над
нулевым уровнем, называют потенциальной энергией
тела в гравитационном поле
Работа
силы
тяжести
равна
убыли
потенциальной энергии тела в гравитационном
поле Земли.

14.

При изменении величины деформации сила упругости
совершает работу, которая зависит от удлинения пружины в
начальном и конечном положении
В правой части равенства стоит изменение величины со
знаком «минус». Поэтому, как и в случае силы тяжести,
величина
Таким образом, работа силы упругости равна изменению
потенциальной энергии упруго деформированного тела,
взятому с противоположным знаком.

15.

4. Закон сохранения энергии
Тела могут одновременно обладать и кинетической, и
потенциальной энергией. Так вот, сумму кинетической и
потенциальной энергии тела называют полной механической
энергией тела или просто механической энергией.
Можно ли изменить механическую
энергию системы и, если можно, то как?

16.

Рассмотрим замкнутую систему «кубик – наклонная плоскость –
Земля»
Согласно теореме о кинетической энергии, изменение
кинетической энергии кубика равно работе всех сил,
действующих на тело.

17.

Тогда получаем, что увеличение кинетической
энергии кубика происходит за счет убыли его
потенциальной энергии.
Следовательно, сумма изменений кинетической и
потенциальной энергий тела равна нулю. А это значит, что
полная механическая энергия замкнутой системы тел,
взаимодействующих силами тяготения, остается
постоянной. (Такой же результат можно получить и при
действии силы упругости.)
Это утверждение и есть закон сохранения энергии в
механике.

18.

ВИДЕО ДЕМОНСТРАЦИЯ
ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

19.

Одним из следствий закона сохранения и превращения
энергии является утверждение о невозможности создания
«вечного двигателя» - машины, которая могла бы
неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом
энергии.

20.

ЗАДАЧИ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ
ЗНАНИЙ
•Пуля массой 20 г выпущена под углом 600 к горизонту с
начальной скоростью 600 м/с. Определите кинетическую
энергию пули в момент наивысшего подъема.
•Пружина удерживает дверь. Для того чтобы приоткрыть дверь,
растянув пружину на 3 см, нужно приложить силу равную 60 Н.
Для того, чтобы открыть дверь, нужно растянуть пружину на 8
см. Какую работу необходимо совершить, чтобы открыть
закрытую дверь?
•Камень брошен с поверхности Земли вертикально вверх со
скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня
уменьшится в 5 раз по сравнению с начальной кинетической
энергией

21.

По горизонтали.
1. Единица энергии в системе СИ.
4. Тело - классический пример для описания реактивного движения.
5. Физическая величина, равная работе, выполненной в единицу времени.
7. Свойство системы, необходимое для сохранения импульса или энергии.
9. Значение слово "импульс" в переводе с латинского языка.
12. Общее свойство ряда величин, суть которого - неизменность величины во времени в
замкнутой системе.
13. Единица мощности в системе СИ.
По вертикали.
2. Состояние системы, в котором потенциальная энергия равна нулю есть нулевой
... .
3. Общее свойство для потенциальной и кинетической энергии, выражающее их
зависимость от выбора тела отсчета.
4. Физическая величина, равная произведению проекции силы на направление
перемещения и модуля перемещения.
6. Физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость.
8. Величина, которая совпадает по направлению с импульсом тела.
9. Утверждение, суть которого в том, что изменение кинетической энергии равно
работе равнодействующей всех сил, приложенных к телу.
10. Одна из величин, от которой зависит изменение импульса тела.
11. Величина, характеризующая способность тела (системы) выполнить работу.

22.

Домашнее задание:
Мякишев Г.Я., Физика 10 класс:учеб.для
общеобразовательных орган.:базовый уровень./ Г.Я
Мякишев ,Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский ,– М.:Просвещение,
2014.- 416 с
§41, 42, 44, 45 Упр. стр 148 А1-А3