КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ — МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА И ЕНЕРІЯ — Учебник Физика 7 класс — Бойко Н.П.

Раздел 4 МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА И ЕНЕРІЯ

§ 53. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Потенциальная энергия определяет возможность тела, которое находится в определенном состоянии, выполнить работу. Однако, если бы высоко мы не подняли молоток или гирю, если их состояние не будет меняться, они никакой работы не выполнят. Подвешенная на веревке гиря, растянутая или сжатая пружина могут оставаться в таком состоянии длительное время, не выполняя работы. Чтобы молоток забил в доску гвоздь, он должен двигаться, приобрести определенной скорости. Растянутая пружина для выполнения работы должна сократиться, а ее витки — начать двигаться. Если не отпустить натянутую тетиву лука, стрела не поразит цель. Это означает, что движущееся тело может совершать работу.

Физическую величину, которая характеризует способность движущегося тела совершать работу, называют кинетической * энергии.

От чего и как зависит кинетическая энергия тела? Проведите простой опыт. Установите наклонный желоб так, чтобы его нижний конец касался поверхности стола. На поверхности горизонтального стола на расстоянии 3-5 см напротив желоба поместите небольшой деревянный брусочек. Положите на желоб шарик и отпустите. Шарик, скатившись, переместит брусочек на некоторое расстояние — выполнит работу. Изменяя высоту, с которой скатывается шарик, можно изменять скорость, с которой она движется в момент удара о брусочек. Оказывается, что шарик, движущийся с большей скоростью, выполняет большую работу. Пуля, выпущенная из ружья, пробивает толстую доску; если этот шар бросить рукой, то результат взаимодействия с доской будет значительно слабее. Чтобы забить в вертикальную доску гвоздь, приходится оказывать молотку достаточно большой скорости. Вы можете и сами привести много примеров, которые свидетельствуют о том, что чем больше скорость тела, тем большую работу оно способно выполнить во время взаимодействия с другим телом.

* От греч. kinetikos — что придает движения.

Скатывая шарики разной массы с одинаковой высоты, можно убедиться, что чем больше масса шарика, тем на большее расстояние она переместит брусок и тем большую работу он способен выполнить. У груженого автомобиля кинетическая энергия значительно большая, чем когда он движется без груза. Большую кинетическую энергию имеет влечение. Чтобы изменить кинетическую энергию тела, необходимо изменить его состояние, увеличить или уменьшить скорость. Смена состояния возможна при условии выполнения работы. Поезд, автомобиль, тележка, находящихся в покое, могут изменить скорость только тогда, когда на них в течение определенного времени будет действовать сила (сила тяги двигателя, рука человека, которая тянет тележку). При этом тело перемещается — проходит определенный путь. Вспомните, как медленно приобретает скорости поезд после остановки. Наоборот, чтобы остановить поезд, автомобиль или тележка, которые движутся с определенной скоростью, необходимо, чтобы сила действовала против направления их движения и выполнила работу по их торможения. Поэтому поезд, автомобиль не могут мгновенно остановиться и во время торможения проходят значительный путь до остановки. А вот маленький игрушечный автомобиль можно и разогнать быстрее, и быстрее остановить — его масса и скорость сравнительно небольшие.

Опыты и наблюдаемые явления свидетельствуют: кинетическая энергия тела зависит от его массы и скорости движения.

Кинетическую энергию определяют по формуле

E_к =^.

Рассмотрим самый простой случай. Пусть тело массой т разгоняются из состояния покоя до скорости v, действуя на него постоянной силой. Какой кинетической энергии оно приобретает?

Поскольку тело в начальный момент не мало скорости, то кинетическая энергия, которой оно вступит после разгона до скорости v, равна работе, произведенной силой во время прохождения пути s, то есть A = Fs. Силу, которая действует на тело и меняет его скорость, можно определить по второму закону Ньютона: F = m , где F — сила, в результате действия которой тело изменило скорость; v

0 и v — начальная и конечная скорости тела; t — время, в течение которого действовала сила. Тело начинало двигаться из состояния покоя. Его начальная скорость была равна 0. При этих условиях сила, действовавшая на тело, составляет F = m . За время t оно прошло путь s. Скорость тела изменялась. Однако пройденный телом путь можно определить, умножив среднюю скорость его движения v_c на время движения: s = v_ct. Поскольку сила не менялась, можно считать, что скорость тела изменяется равномерно и средняя скорость равна половине

значение конечной скорости *: v_c = . Соответственно пройденный телом путь можно определить так: s = v_c t = t. Тогда

A = Fs = m ∙ t = .

Но по условиям задачи приобретенная кинетическая энергия равна выполненной над телом работе. Итак, мы показали, что кинетическую энергию тела можно определить по формуле

Е_к = .

Кинетическую энергию имеют все движущиеся тела: автомобиль и самолет, мяч влетает в сетку ворот, пуля, выпущенная из ружья.

* Если вы выполнили работу по определению средней скорости, то получили экспериментальное подтверждение того, что за равномерной изменения скорости средняя скорость движения равна среднему арифметическому начальной и конечной скоростей.

Кинетическую энергию имеет вода, движущейся в водоводе гидростанции. Благодаря этой энергии она предоставляет движения турбинам гидроэлектростанции. Энергия ветра — тоже кинетическая энергия. Благодаря этой энергии движутся парусники, вращаются репелери ветрогенераторов.

Если тело выполняет работу за счет кинетической энергии, его энергия уменьшается. Так, шарик, который перемещали брусок, выполняла работу, преодолевая силу трения между бруском и столом. Сила трения направлена против направления скорости тела. Вследствие этого скорость шарика, а следовательно, и ее энергия относительно стола уменьшались, и через некоторое время шарик останавливалась. Значение ее кинетической энергии равно 0. Так же автомобиль после выключения двигателя под действием силы трения, направленной противоположно направлению его движения, теряет скорость. Его кинетическая энергия уменьшается и со временем он останавливается.

Наоборот, если на тело действует сила так, что ее направление совпадает с направлением перемещения тела, то энергия тела возрастает. Ракета за сравнительно короткое время работы двигателей разгоняется до огромной скорости, выполняет работу против силы притяжения Земли и выводит на орбиту искусственный спутник или космический корабль.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Какую энергию тела называют кинетической энергией?

2. От чего и как зависит числовое значение кинетической энергии?

3. Запишите формулу для определения кинетической энергии.

4. Какие формы механической энергии обладают сани, что соскальзывают с горки?

5. Пуля массой 9 г, вылетевшая из винтовки, имеет скорость 400 м/сек. Какова кинетическая энергия этой пули?

6. Автомобиль массой 1 т, двигаясь равномерно, за 1 мин преодолел расстояние 1,2 км. Какой была кинетическая энергия автомобиля на этом участке пути?

7. Масса груженого самосвала в 16 раз больше массы легкового автомобиля, а скорость самосвала в 4 раза меньше скорости автомобиля. Сравните кинетические энергии самосвала и легкового автомобиля.

Открытый урок «Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия» 7 класс

Тема: «Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия.»

Цель урока:

1. Ввести понятие энергии:

а) кинетической,

б) потенциальной,

в) полной.

Кинетическая, потенциальная, полная энергии: характеристики механических систем.

2.Уметь объяснять явления, научиться применять полученные знания в новой ситуации, развивать умения.

3. Привить желание к физике как предмету, изучаемому в старших классах.

Тип урока:  усвоения нового материала.

Метод обучения: продуктивный. 

Ход урока.

1.Организационный момент:

— Проверка домашнего задания и готовности к уроку.

— Постановка темы и цели данного урока.

2.Объяснение нового материала:

В современном обществе возникают проблемы, связанные с использованием органического топлива. К топливу относятся: каменный уголь, нефть, газ, торф, дрова и т.д.. Усиленное снижение запасов органического топлива содержащегося в недрах земли беспокоит общество, т.к. источником жизни для всего на Земле является энергия. Примерно70% — 80% всей энергии которая вырабатывается на Земле, добывается из органического топлива. Никакой механизм не будет работать и действовать, если отсутствует энергия. В современном мире, все ученые находятся в постоянном поиске более эффективного использования любого вида энергии.

Зададимся вопросом, что такое энергия?
Понятие энергии было введено в 1807 году, английским ученым Юнгом. По-гречески это слово означает «действие, деятельность». Существует внутренняя, тепловая, ядерная и механическая энергии. Мы сегодня с вами будем рассматривать механическую энергию.

Энергия — физическая величина, показывающая какую работу может совершить тело (несколько тел). Энергия обозначается буквой Е, измеряется в Дж.

Существуют два вида механической энергии: потенциальная – энергия взаимодействия тел, кинетическая – энергия движущегося тела.

Механическая энергия тела представляет собой сумму его потенциальной и кинетической энергии.

W = E_п +E_к

Кинетическая энергия(Е_к) — энергия, которой будет обладать тело в следствии своего движения. 

Е_к = mv²/2

Где:

Е_к – кинетическая энергия, Дж.

v – скорость тела, м/с. 

m – масса тела кг.

Кинетическая энергия зависит от массы и скорости тел.

Чем больше масса тела и его скорость, тем больше будет его кинетическая энергия.

Потенциальной энергией(Е_п) называется энергия, которая будет определяться взаимным положением взаимодействующих тел (или отдельных частей тела).

Рассмотрим тело, которое поднято над поверхностью Земли на некоторую высоту h. Такое тело будет обладать потенциальной энергией. В самом деле, если тело падает с высоты и приводит в движение другие тела, которые встречающиеся на его пути, то такие тела совершают механическую работу. 

E_п = mgh

Где:

Е_п — потенциальная энергия тела, Дж.

m – масса тела, кг.

g – постоянная величина (ускорение свободного падения), 9,8 Н/кг.

Потенциальная энергия тела зависит от массы этого тела, высоты и ускорения свободного падения.

3. Приступим к решению задач:

Используем сборник задач по физике 7-9 под редакцией А.В. Перышкина.

№ 635

Какой кинетической энергией обладает космический корабль массой 10т. При движении по орбите вокруг Земли со скоростью 3,07 км/с?

Дано: СИ: Решение:

m=10т.=10000 кг. E_k= mv²/2; E_k= 10000*(3070)²/2 =4,7*10¹⁰Дж.

v=3,07 км/с.=3070 м/с.

Найти: Ответ: 4,7*10¹⁰Дж.

Е_к=?

№636

Автомобиль «Мерседес» массой 1т. Едет со скоростью 108 км/ч. Определите его кинетическую энергию.

Дано: СИ: Решение: 
m = 1т = 1000 кг. E_k= mv²/2; E_k=1000*(30)²/2=450000 Дж

v= 108 км/ч=30 м/с.
Найти: Ответ: 450000 Дж= 450 кДж.

Е_к=?

№ 622

Какой потенциальной энергией относительно земли обладает человек массой 80 кг. на высоте 20 м.?
Дано: СИ: Решение: 
m = 80 кг Eп = mgh; Еп = 80 * 20 * 9,8 = 15680 Дж.
h= 20 м
Найти:
Еп — ? Ответ: 15680 Дж= 15,68 кДж.

№ 624

На какую высоту нужно поднять кирпич массой 2 кг, чтобы его потенциальная энергия возросла на 19,6 Дж?

Дано: СИ: Решение: 
m = 2 кг. Е_п= mgh; h=E_п/mg=19,6/2*9,8=1 м.

E_п= 19,6 Дж.

Найти:
h = ? Ответ: h = 1 м.

4. Закрепление материала:

На доске чертим таблицу, которую нужно заполнить.

Обозначение

Формула

Единица измерения в СИ

Механическая работа

Кинетическая энергия

Потенциальная энергия

КПД

Сила тяжести

Механическая мощность

Приведите примеры потенциальной и кинетической энергии.

Вывод урока: Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает. Когда совершается механическая работа: энергия тел изменяется и совершенная работа равна изменению энергии. Энергия не исчезает, она переходит из одного вида в другой.

5. Итоги урока:

— Рефлексия.

— Выставление оценок

— Дом задание: ……

Открытый урок по физике «Потенцияльная и кинетическая энергия» 7 класс

КГУ «Пруггеровская основная средняя школа»

Открытый урок по физике

«Потенциальная и кинетическая энергия»

Разработала и провела:

Учитель физики Тинина Анастасия Валерьевна

Дата проведения: 12.04.13

2012 – 2013 учебный год

Дата 12.04.2013 год

ТЕМА: Потенциальная и кинетическая энергия.

Урок – изучение нового материала в 7 классе

Оборудование:

• таблицы с формулами,

• рисунки практического применения энергии,

• компьютер,

Приборы:

• Измерительная линейка, брусок, динамометр;

• Гиря, штатив;

• Пистолет с шариком;

• Деревянный брусок и сосуд с водой;

• Стальная линейка, ластик;

• Велосипедный насос;

Цель урока: познакомить учащихся с видами энергии

Задачи урока:

Обучающая: выработать навыки учебного труда с дополнительной литературой, продолжить развитие самостоятельности учащихся, их речи, творческих способностей, сообразительности и умения анализировать факты.

Развивающая: развивать познавательный интерес к физике, научить применять полученные знания на практике, пробудить интерес к экспериментам и открытиям.

Воспитывающая: создать положительную мотивацию учебной деятельности, повысить самооценку.

План урока

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний

3. Рефлексия

4. Работа «групп по интересам»

5. Подведение итогов урока

6. Комментирование оценок

7. Задание на дом

I.Организационный момент: сообщение учителя о предстоящей работе.

II. Актуализация опорных знаний:

• Что такое энергия?

• Основная единица измерения энергии?

• Мера изменения механической энергии?

Определение вида механической энергии.

III. Работа «групп по интересам».

Класс разбит на 6 групп:

«чистые теоретики».

«теоретики-аналитики»,

«наблюдатели»,

«техники-экспериментаторы»,

«знатоки истории науки»,

«практики».

Каждая группа готовит свои задания, вопросы, опыты.

1). “Теоретики”

“Чистые теоретики” :

Задание:

• Приведите примеры и объясните процессы, которые происходят с телами под действием некоторых сил (тяжести, упругости), объяснение причин изменения состояния тел, используя логическую цепочку : “изменение состояния — изменение энергии — возможность совершения работы»

• Напишите все варианты формул для расчета кинетической и потенциальной энергии,

• Назовите виды энергии,

• Дайте определения.

Потенциальная энергия

Потенциальной энергией называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела

Потенциальная энергия

Потенциальной энергией обладает всякое упруго деформированное тело Е_п пружины вычисляется по формуле: где Х₁ – начальное положение пружины

_{Х2 – конечное положение пружины}

Кинетическая энергия

Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической

Обозначается буквой Е_к

Вычисляется по формуле:

“Теоретики — аналитики”

Задания «теоретиков – аналитиков» классу:

1. Найди ошибки в тексте: (если есть ошибка, учащиеся поднимают красную карточку)

• «Энергия – это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело или несколько тел.

• Энергию измеряют теми же единицами, что и мощность. Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает.

• Каждое тело может обладать двумя видами энергии – потенциальной и кинетической.

• Если тело совершает работу, то его энергия увеличивается. Потенциальная энергия определяется скоростью движения тела, а кинетическая энергия зависит от взаимного положения тел.

• Один вид механической энергии может переходить в другой. Например, на гидроэлектростанции при падении воды на лопасти турбины кинетическая энергия воды превращается в потенциальную.»

Задания «теоретиков – аналитиков» классу: (ответы)

• «Энергия – это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело или несколько тел.

• Энергию измеряют теми же единицами, что и мощность.

• Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает.

• Каждое тело может обладать двумя видами энергии – потенциальной и кинетической.

• Если тело совершает работу, то его энергия увеличивается. Потенциальная энергия определяется скоростью движения тела, а кинетическая энергия зависит от взаимного положения тел.

• Один вид механической энергии может переходить в другой. Например, на гидроэлектростанции при падении воды на лопасти турбины кинетическая энергия воды превращается в потенциальную.» (подчёркнутые слова в тексте неверны).

“Группа наблюдателей”

Подбирают примеры, наблюдаемые в повседневной жизни, которые могут быть объяснены с помощью физических понятий темы. Учащиеся этой группы задают классу вопросы, а в случае неверных ответов отвечают сами:

Вопросы группы наблюдателей

1. Водителю необходимо переехать на автомобиле лужу с илистым дном. Он решил разогнать автомобиль и на большой скорости преодолеть её. Правильно ли он поступил?

2. Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счёт какой энергии движется при этом автомобиль?

3. Спортсмены совершают прыжки в высоту обычно «перекатом», а не “прямо”? Почему?

4. Нужно ли совершать какую-либо работу для изменения скорости движения тел в условиях невесомости, когда не существует ни трения, ни сопротивления среды?

5. Почему иногда автомобиль не может въехать на гору, если он у начала подъема не сделал разгон, не приобрел значительной скорости?

6. Почему взмах руками, сделанный спортсменом в момент прыжка, увеличивает высоту и длину прыжка?

7. Работа, которую совершает комар, когда жалит человека, примерно равна 0.0000001 Дж. Какую энергию комар при этом расходует?

8. Прыгательные конечности кузнечика очень длинные. Почему?

3) ГРУППА «ТЕХНИКОВ-ЭКСПЕРИМЕНТАТОРОВ»

• Готовят опыты по теме.

• Перед демонстрацией опытов они обращаются к классу:

• Посмотрев опыты, вы должны ответить на вопросы:

• За счёт действия какой силы изменяется состояние тела?

• Какие превращения энергии при этом происходят?

• На какую величину изменяется энергия?

Опыты(проводят «техники-экспериментаторы»)

Опыты:

1. Над столом подвешиваем гирю. Гиря не движется, поэтому работа не совершается. Если пережечь нить, то гиря начнет падать.

2. Тележка приводится в движение падающим грузом.

3. Сжатая пружина выбрасывает шарик из пистолета.

4. На наклонном желобе помещен цилиндр. Шарик, скатываясь с желоба сверху, ударяет в цилиндр и перемещает его.

5. Деревянный брусок погружаем в воду. Отпускаем. Что вы наблюдаете?

Всплывая в воде, брусок приобретает некоторую скорость, а следовательно какой вид энергии?

За счёт энергии какого тела это произошло?

4) «Знатоки истории науки»

• Кратко информируют учащихся:

• Что обозначают слова «энергия», «потенциальная», «кинетическая»;

• Кто ввел эти слова.

5) «Практики»

Решают задачу у доски в то время, когда выступают «знатоки».

а) экспериментальная задача:

Вычислить потенциальную энергию лежащего на столе бруска относительно пола и относительно стола.

Приборы: измерительная линейка, брусок, динамометр.

б) Задания

в) Решить задачу: скорость первого тела равна 2 м/с, а второго — 1 м/с. Массы тел одинаковы. Во сколько раз кинетическая энергия первого тела больше?

IV. Подведение итогов урока.

1. Если тело или несколько тел, взаимодействующих между собой, могут совершать работу, то говорят, что они обладают энергией.

2. Тела могут обладать потенциальной и кинетической энергией.

3. Явления природы сопровождаются превращениями одного вида энергии в другой.

VI. Задание на дом: §65 вопросы, упражнение 37(1,2)

План-конспект урока по физике (7 класс) на тему: Урок 7 класс Энергия

Тема

ЭНЕРГИЯ.Кинетическая и потенциальная энергии.

Цель

Познакомить с понятием энергии, как способностью тела совершать работу; дать определение потенциальной и кинетической энергии.

Задачи

Актуализации ранее полученных знаний. Формирование новых понятий. Применение новых знаний к решению практических задач.

Формируемые УУД

Личностные: принимать и сохранять учебную цель и задачу. Регулятивные: способность ставить новые учебные цели и задачи Познавательные: формирование представлений об энергии, кинетической и потенциальной энергиях. Коммуникативные: умение аргументировать свою точку зрения.

Основные понятия

Энергия; кинетическая энергия; потенциальная энергия тела, поднятого над Землёй; потенциальная энергия упруго деформированного тела.

Ресурсы: — основные — дополнительные

А.В.Перышкин  учебник Физика 7 класс  «Дрофа»,2006г Сервис http://www.tagxedo.com  Материалы сайта «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов». Адрес сайта: http://school-collection.edu.ru Демонстрации: 1. Взаимодействие движущегося шара с неподвижным бруском. 2. Движение бруска под действием силы упругости сжатой пружины. Оборудование: опорный конспект, мяч, наклонный желоб, шар, брусок, цилиндр, штатив с муфтой, использование мультимедиа.

Организация пространства

I.  Самоопределение к деятельности Цель. Включение детей в деятельность на личностно-значимом уровне.

Приветствует обучающихся, создаёт эмоциональный настрой на урок, мотивирует их к уроку Здравствуйте, ребята! Хочу сообщить приятную новость. На сегодняшнем уроке вам предстоит стать не учениками, а, настоящими учёными. А учёные, как известно, знают много и умеют много. -Проверим, с каким же научным багажом вы пришли на урок.

Приветствуют учителя, настраиваются  на урок. Воспринимают информацию, сообщаемую учителем.

1мин.

II. Актуализация знаний Цель. Повторение изученного материала, необходимого для «открытия нового знания»

Обсуждает с обучающимися ранее изученное, делает акцент на основных моментах. Подведение итога.

Обучающиеся называют физическую величину, ее определение и единицы измерения.

Обучающимся предлагается заполнить таблицу Физическая величина Формула Обозначение Единица измерения Работа Мощность Взаимопроверка выставление оценок друг другу.

Владение научной терминологией, ключевыми понятиями.

Принимать и сохранять учебную цель и задачу

2мин-3

III. Постановка учебной задачи Цель. Формулирование темы урока.

Постановка проблемы. Учитель: Перед нашей научной лабораторией поставлена проблема. Вы должны выполнить эксперименты и ответить на вопрос При каких условиях тела способны совершать работу и работа каких сил совершается в каждом из приведенных случаев? .

Обучающиеся формулируют ответ на поставленный вопрос учителя.

Обучающимся Опыт 1. Опыт 1. Гиря массой, подвешенная над столом, после того как перерезать нить падает .  Опыт 2. Металлический шар, скатываясь сверху по наклонному желобу, ударяет по лежащему в этом желобе деревянному цилиндру и совершает работу по его перемещению Опыт 3.  Сжатая пружина, распрямляясь, приводит в движение тележку.

Владение научной терминологией, ключевыми понятиями.

Способность ставить новые учебные цели и задачи

4мин

IV. «Открытие» учащимися новых знаний Цель. Познакомить с понятием энергии, как способностью тела совершать работу; дать определение потенциальной и кинетической энергии.

1.Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел обладают возможностью совершать работу, то принято говорить, что они обладают чем? энергией. 2. предлагает обучающимся сформулировать тему и цель урока 3. Запись на доске темы урока и в тетради. ЭНЕРГИЯ. Кинетическая и потенциальная энергии. Вывесить цели урока. Совместно проговорить задачи урока. Заранее на доске задачи урока Демонстрирует примеры термина «энергия»  (слайд 2). Демонстрирует слайд 3 и задает вопрос. Запись на доске Энергия – физическая величина, характеризующая способность тела совершить работу. Обозначение:  Е Единицы измерения:   Дж Уважаемые коллеги, у вас на столах имеются маршрутные листы по которым вы поработаете самостоятельно  обратившись к  источнику наших знаний учебнику стр153 Внимательно изучите данные вопросы и сделайте вывод. . Выступление докладчика 1 группы Демонстрирует слайд 5. Вводит понятие «потенциальная энергия тела, поднятого над Землей». Закрепление: 1.Какую энергию называют потенциальной? 2.Приведите примеры тел, обладающих потенциальной энергией. 3.Как рассчитать потенциальную энергию тела, поднятого над Землёй? Подводит обучающихся к формулировке определения «потенциальная энергия» (слайд 11). Выводит обучающихся на относительность потенциальной энергии. Выступление докладчика 2 группы Закрепление: 1.Какую энергию называют кинетической? 2.Приведите примеры тел, обладающих кинетической энергией. 3.От каких физических величин зависит кинетическая энергия тела

Обучающиеся отвечают на поставленный вопрос учителя. Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел обладают возможностью совершать работу, то принято говорить, что они обладают чем? энергией. ТЕМА: ЭНЕРГИЯ ,ВИДЫ ЭНЕРГИИ ЦЕЛЬ: Познакомить с понятием энергии, как способностью тела совершать работу; Задачи: 1.Дать определения «энергии» 2.Какой буквой обозначается. 3.Единицы измерения 4. дать определение потенциальной  энергии. 5.формулу для нахождения потенциальной энергии 6 Единицы измерения 7. дать определение Кинетической  энергии. 8.формулу для нахождения кинетической энергии 9Единицы измерения 10.Уметь рассчитать энергию и где применяется. Просмотр слайда. Перечисляют ситуации, в которых встречается термин «энергия». Обучающиеся отвечают на поставленный вопрос учителя. Обучающиеся делают записи в тетради. .Обучающиеся отвечают на поставленные им вопросы. Заполняют  маршрутные листы приложение) Обучающиеся проводят опыты и отвечают на поставленный им вопрос Выступление докладчика 1 группы потенциальной энергии тела запись на доске Потенциальная энергия(Еп)-энергия взаимодействия тел или частей тела Еп=mgh m – масса тела (кг) , h – высота тела над Землёй (м), g = 9,8 Н/кг Единицы измерения: Дж. Примеры: Обучающиеся отвечают на вопрос учителя Кинетическая энергия(Ек)-энергия движения тела Eк=mV2/2 Единицы измерения: Дж. Примеры:

Обучающимся предлагается перечислить случаи из жизни, где бы использовался термин «энергия». При каких условиях тела способны совершать работу и работа каких сил совершается в каждом из приведенных случаев? Обучающимся предлагается сформулировать определение термина «энергия» и вспомнить чем характеризуется физическая величина. Обучающимся предлагается выяснить от чего зависит кинетическая энергия. Обучающимся предлагается определить от каких величин зависит потенциальная энергия тела, поднятого над Землей. Обучающимся предлагается определить от каких величин зависит потенциальная энергия упруго деформированного тела. В распоряжении обучающихся набор пружин различной жесткости. Обучающимся предлагается сформулировать определение термина «потенциальная энергия».

Владение ключевыми понятиями. Формирование представлений об энергии Формирование представлений о кинетической энергии, устанавливать причинно-следственные связи Формирование представлений о потенциальной энергии тела, поднятого над Землей, устанавливать причинно-следственные связи Формирование представлений о потенциальной энергии упруго деформированного тела, устанавливать причинно-следственные связи Формирование представлений о потенциальной энергии и ее относительности

Умение аргументировать свою точку зрения. Давать определение понятиям Умение оперировать гипотезами как отличительным инструментом научного рассуждения, самостоятельность в приобретении новых знаний. Умение оперировать гипотезами как отличительным инструментом научного рассуждения, самостоятельность в приобретении новых знаний. Давать определение понятиям

3-4 15

ФИЗКУЛЬТ МИНУТА

прнезенташка

1

V. Первичное закрепление изученного материала Цель. Закрепить полученные знания

Предлагает Коллеги сделать расчеты по полученным Знаниям. Решение задач

Обучающиеся отвечают на вопр 1.Кирпич  массой 4 кг лежит на высоте 5 м от поверхности земли. Чему равна потенциальная энергия кирпича? 2.Камень  массой 2 кг летит со скоростью 10 м/с. Чему равна кинетическая энергия камня?

Предлагается обучающимся решить, с опорой на записи в тетради.

Поиск и выделение необходимой информации

Осуществлять познавательную рефлексию в отношении действий по решению учебных и познавательных задач

10

VI.Работа с самопроверкой по эталону Цель. Проверка степени усвоения учебного материала

Демонстрирует слайды 1задает вопросы

Отвечают на вопросы

Обучающимся предлагают провести самопроверку.

Поиск и выделение необходимой информации

Формирование навыков  самооценки

2

. VII.Д/з.

П.62-63.Упр 32

Записывают домашнее задание в дневник.

Записать домашнее задание на следующий урок

IX. Д/з.

Демонстрирует слайд 15

1.

VII. подведение итогов занятия Включение нового знания в систему изученного материала.

Задает вопросы. Вот и закончилась наша работа. Что вы узнали? — Что показалось самым интересным? — Что вызвало затруднения? Выставление оценок по итогам проверки ваших знаний присваиваются звания старших научных сотрудников………., младших научных сотрудников…….., лаборантов……..

Отвечают на вопросы учителя Выдается бейджики старших научных сотрудников……… . младших научных сотрудников…….., лаборантов

Поиск и выделение необходимой информации

Осуществлять познавательную рефлексию в отношении действий по решению учебных и познавательных задач

3

VIII. Рефлексия Цель. Осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и всего класса.

Демонстрирует слайд 14

Оценивают свою работу на уроке

Заполнение рефлексивной карты

Формирование навыков рефлексии

Фрагмент урока по физике на тему «Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия» (7 класс)

Конспект фрагмента урока по физике для 7 класса по теме:

«Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия»

Работа выполнена учителем физики ГБОУ СОШ № 237 Красносельского района Санкт-Петербурга

Миллер Наталией Григорьевной

Разработка фрагмента урока на тему: «Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия» для получения учащихся, усвоивших понятие потенциальная энергия

Данная разработка составлена в соответствии с требованиями ФГОС. Она основана на деятельностном подходе к изучению физики. Эта тема непростая и изучается она на последних уроках физики учебного года, поэтому целью этой разработки было использование понимания обучающимися сложных научных понятий и взаимосвязи между ними. При изучении этого материала можно использовать разные дидактические приемы: выделять главное, составлять познавательные вопросы, определять ключевые слова и понятия. В задании использовались тексты типовых задач, которые легко вписываются в таблицу действий и анализов результатов каждого из них. Я выбрала только три действия из 13 заданий. Другие задачи можно дать на контроль по вариантам или использовать в качестве домашнего задания. Урок заканчивается рефлексией, которая помогает учащимся понять, каких успехов они достигли и над чем еще надо работать.

Образовательная цель фрагмента урока: Получить учащихся, знающих следующие понятия:

1. потенциальная энергия – энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела;

2. нулевой уровень – уровень, относительно которого отсчитывается положение тела в настоящий момент времени;

3. потенциальной энергией обладает любое деформированное тело;

4. единицей потенциальной энергии в системе СИ является джоуль (Дж).

1. Цель по развитию: получить учащихся, овладевших следующими видами деятельности:

1. распознавать, обладает ли тело потенциальной энергией в конкретных ситуациях;

2. вычислять потенциальную энергию по формуле;

3. вычислять массу тела по преобразованной формуле потенциальной энергии;

4. сравнивать потенциальную энергию тел, находящихся в разных условиях;

5. осуществлять перевод единиц потенциальной энергии, массы, высоты из одной системы единиц в другую.

2. Для усвоения знаний (пункт 1) и приобретения умений (пункт 2) предлагаются следующие задания – цели:

1. распознать в конкретной ситуации, обладает ли тело потенциальной энергией;

2. вычислять значение потенциальной энергии тела, поднятого над нулевым уровнем по формуле En = mgh;

3. уметь вычислять значение массы тела, преобразовав формулу En = mgh в формулу m = En/gh

4. уметь вычислять значение высоты, на которую поднято тело, преобразовав формулу En = mgh в формулу h = En/mg;

5. уметь сравнивать значения потенциальной энергии для тел, имеющих

одинаковую массу, но поднятых на разную высоту;

6. уметь сравнивать значение потенциальной энергии для тел, находящихся на одинаковой высоте над нулевым уровнем, но имеющие разные массы;

7. уметь переводить единицы измерения потенциальной энергии, массы и высоты в систему СИ.

3. Содержание деятельности: «Нахождение и сравнение значения потенциальной энергии в конкретных условиях»

1. Уточнить цель деятельности:

1. Выделить конечный продукт: Значение потенциальной энергии.

2. Выделить свойства конечного продукта: Потенциальной энергией называется

энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел

или частей одного и того же тела. Её значение для тела, поднятого над Землей

равно En = mgh

3. Сформулировать уточненную цель: Нахождение значения потенциальной энергии.

2. Выделить действия по достижению поставленной цели:

1. Выделить из определения способ числовой оценки данной физической величины.

2. Перечислить величины, которые необходимо знать для нахождения значения потенциальной энергии: масса тела mвысота над нулевым

уровнем h, ускорение свободного падения g = 9,8 Н/кг.

3. Выяснить, указаны ли в заданной ситуации значения величин, входящих в конечную формулу.

4. Составить формулы, по которым могут быть найдены значения массы тела

m = En/gh и высоты h =En/mg.

5. Выбрать способ определения значения массы, целесообразный в данной ситуации: взвешивание на рычажных весах и суммирование масс гирь, уравновешивающих данное тело или расчет массы по формуле m = ρV.

6. Выбрать способ определения высоты: измерить высоту линейкой или измерительной лентой или использовать конкретное значение из текста задачи.

7. Сформулировать и записать ответ.

Лист для самостоятельной работы учащихся

Задание

1. В каких местах реки – у истоков или в устье – каждый кубический метр воды обладает большей потенциальной энергией? Ответ обосновать.

2. Медный и алюминиевый бруски одинакового объема подняли на одинаковую высоту. Одинаковой ли будет их потенциальная энергия? Почему? Потенциальная энергия какого бруска будет больше?

3. Стальная деталь объемом 4 дм³ находится на высоте 2 м. Определите потенциальную энергию детали.

4. Какой потенциальной энергией относительно Земли обладает тело массой

100 кг на высоте 10 м?

5. Определить высоту, на которой находится тело массой 2 кг, если его потенциальная энергия равна 19,6 Дж.

6. На какой высоте потенциальная энергия груза массой 2 т равна 10 кДж?

7. Какое тело обладает большей потенциальной энергией: шар массой 500г на высоте 2м или шар массой 2кг на высоте 50см?

8. Сравнить потенциальную энергию камня массой 2кг, лежащего на поверхности Земли и того же камня, лежащего в яме на глубине 2м.

9. Кубик массой 500 г лежит на полу. Чему равна его потенциальная энергия? Этот же кубик положили на стол высотой 120 см. Изменилась ли его потенциальная энергия? Вычислить ее значение.

10. Найти потенциальную энергию яблока массой 200 г, висящего на ветке высотой 4 м.

11. Могут ли два тела разной массы обладать одинаковой потенциальной энергией? В каком случае это возможно?

12. Могут ли два тела, находящиеся на разной высоте, обладать одинаковой потенциальной энергией? В каком случае это возможно?

13. Тело, поднятое на высоту 5 м, обладает потенциальной энергией 98 Дж. Чему равна его масса?

Таблица для выполнения следующих заданий

Мои действия при выполнении задания №4

Результат выполнения каждого действия

1. Внимательно прочитать условие задачи и выяснить, к какому типу относится эта задача. Качественная, требующая расчета, требующая ранее полученных знаний, требующая таблиц и т.д

Задача расчетная, требует стандартного оформления и знания формулы потенциальной энергии

2. Записать «дано» и выяснить, требуется ли перевод величин в систему СИ

Записываю «дано» и что необходимо найти. Перевода величин не требуется, так как все величины даны в системе СИ.

3. Использовать основную формулу для расчета потенциальной энергии

Написана основная формула E_п =mgh, сделан расчет по этой формуле и написан ответ.

Мои действия при выполнении задания №5

Результат выполнения каждого действия

1. Внимательно прочитать условие задачи и выяснить, к какому типу относится эта задача. Качественная, требующая расчета, требующая ранее полученных знаний, требующая таблиц и т.д

Задача расчетная, требует стандартного оформления и знания не только формулы потенциальной энергии, но и умения преобразовывать эту формулу

2. Записать «дано» и выяснить, требуется ли перевод величин в систему СИ

Записываю «дано», обозначаю индексами p_{м ,}p_а — плотности меди и алюминия, m_м m_а — массы меди и алюминия. Высоты h2=h3.Записываю значения плотностей в «дано» и что надо сравнить.

3. Использовать основную формулу для расчета потенциальной энергии и уметь преобразовать ее для нахождения требуемой величины.

Записываю основную формулу потенциальной энергии E_п=mgh. Записываю формулу массы через плотность и объем m=pV. Сравниваю массы этих тел и прихожу к выводу, что масса меди больше массы алюминия при одинаковых объемах этих тел, так как различны их плотности.

Мои действия при выполнении задания №2

Результат выполнения каждого действия

1. Внимательно прочитать условие задачи и выяснить, к какому типу относится эта задача. Качественная, требующая расчета, требующая ранее полученных знаний, требующая таблиц и т.д

Задача качественная, требует знания не только формулы потенциальной энергии, но и работы с таблицей плотности твердых тел. Открываю таблицу плотностей твердых тел.

2.Задачу можно оформлять в стандартном или произвольном виде (но лучше в стандартном). Уметь работать с таблицей плотности твердых тел.

Записываю «дано», обозначаю индексами p_{м ,}p_а — плотности меди и алюминия, m_м m_а — массы меди и алюминия. Высоты h₁=h₂.Записываю значения плотностей в «дано» и что надо сравнить.

3. Проанализировать условие задачи, выяснить, какие формулы необходимо использовать для ответа на вопрос задачи.

Записываю основную формулу потенциальной энергии E_п=mgh. Записываю формулу массы через плотность и объем m=pV. Сравниваю массы этих тел и прихожу к выводу, что масса меди больше массы алюминия при одинаковых объемах этих тел, так как различны их плотности.

4. Вывести новую формулу для решения поставленной задачи.

Используя основную формулу для расчета потенциальной энергии и используя индексы для масс и высот, пишу

Eп (меди)=m_мgh₁ Eп(алюм)=m_аgh₂

5. Использовать все данные, проанализировать, сравнить и сделать правильный вывод

Анализируя и сравнивая новые формулы для расчета потенциальной энергии и учитывая, что h2=h3 и m_м>m_а, так как плотность меди 8900кг/м3, плотность алюминия 2700 кг/м3, делаю вывод,

что Eп меди > Eп алюминия

Самостоятельная работа Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия 7 класс

Самостоятельная работа Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия 7 класс с ответами. Самостоятельная работа представлена в двух вариантах, в каждом варианте по 5 заданий.

Вариант 1

1. Про какое тело говорят, что оно обладает энергией?

2. Приведите пример, когда тело обладает только кинетической энергией.

3. Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счет какой энергии движется автомобиль?

4. Что происходит с потенциальной энергией парашютиста по мере его приближения к земле?

5. При каком условии легковой и грузовой автомобили могут иметь одинаковые кинетические энергии?

Вариант 2

1. Приведите пример тела, которое обладает и потенциальной, и кинетической энергией.

2. Обладает ли энергией бегущий слон? Какой энергией?

3. За счет какой энергии удается забивать гвозди?

4. Как изменяется потенциальная энергия спутника при его запуске и выводе на орбиту?

5. Могут ли первоклассник и старшеклассник иметь одинаковую потенциальную энергию? Если да, то при каком условии?

Ответы на самостоятельную работу Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия 7 класс
Вариант 1
1. Любое тело обладает энергией, то есть способностью совершить работу.
2. Едущая по земле машина.
3. Автомобиль движется за счет потенциальной энергии.
4. Потенциальная энергия уменьшается.
5. Легковой и грузовой автомобили могут иметь одинаковые кинетические энергии, при условии, что выполняется соотношение m_лv_л= m_гv_г.
Вариант 2
1. Летящий самолет.
2. Бегущий слон обладает кинетической энергией.
3. Забить гвозди получается за счет кинетической энергии.
4. Потенциальная энергия увеличивается.
5. Первоклассник и старшеклассник могут иметь одинаковые потенциальные энергии, при условии, что выполняется соотношение m_пh_п= m_сh_с.