Решение задач по теме "Импульс тела

Решение задач по теме "Механическая энергия. Закон сохранения
механической энергии".
Цель урока:
 Научить учащихся применять теоретические знания при решении задач.
Задачи урока:
1. Обобщить знания, полученные при изучении темы «Механическая энергия. Закон
сохранения механической энергии».
2. Продолжить отрабатывать умение анализировать условие задачи.
3. Продолжать отрабатывать умение устанавливать причино-следственную связь, получая
решение в общем виде.
4. Продолжать отрабатывать умение оценивать, полученные результаты решения и их
достоверность.
5. Развивать логическое мышление.
6. Развивать зрительную, слуховую и моторную память.
7. Способствовать развитию у школьников грамотной физической речи, мышления
(умения обобщать и систематизировать, строить аналогии).
8. Продолжить формирование эстетического вкуса учащихся через наглядность, вызвать
желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету
9. Формировать навыки самоконтроля в режиме самостоятельной работы.
Оборудование и программное обеспечение к уроку:




АРМ учителя, мультимедийный проектор, 8-9 АРМ ученика.
Презентация «Задачи» в Power Point.
Карточки «Получи слово» для самостоятельной работы.
Карточки на каждую парту с алгоритмом решения задач на применение закона
сохранения механической энергии.
Алгоритм решения задач на применение закона сохранения механической
энергии.
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выделить два или более таких состояний тел системы, чтобы в число
их параметров входили как известные, так и искомые величины.
3. Выбрать нулевой уровень отсчета потенциальной энергии.
4. Определить, какие силы действуют на тела системы – потенциальные
или непотенциальные.
5. Если на тела системы действуют только потенциальные силы,
написать закон сохранения механической энергии в виде: Е1 = Е2.
6. Раскрыть значение энергии в каждом состоянии и, подставить их в
уравнение закона сохранения энергии.
3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
Формы работы на уроке: фронтальная, работа в парах, индивидуальная.
План урока
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Оргмомент (1 мин).
Проверка домашнего задания (6 мин).
Решение задач (24 мин).
Самостоятельная работа (7 мин).
Домашнее задание (1 мин).
Подведение итогов урока. Рефлексия. (1 мин).
Ход урока
1. Организационный момент (1 мин).
2. Проверка домашнего задания (6 мин).
a. Итоги проверки лабораторной работы.
b. Один учащийся у доски готовит ответ по конспекту, а остальные в тетрадях
для самостоятельных работ воспроизводят опорный конспект, заданный на
предыдущем уроке.
3. Решение задач. (24 мин)
Актуализация темы. Презентация «Задачи». Слайд 2
Среди нехоженых путей
Один - пусть мой!
Среди не взятых рубежей
Один - за мной!
В. Высоцкий
Учащиеся записывают в тетрадь число и тему урока.
Учитель: сегодня на уроке научимся решать задачи на применение закона сохранения
механической энергии.
Учитель. Рассмотрим алгоритм решения задач на применение закона сохранения
механической энергии. Презентация «Задачи». Слайд 3.
1 уровень. Решение качественных и несложных задач по теме. Учащиеся дают ответы
с места или по одному выходят к доске.
Примеры задач. Тексты задач на доске. Презентация «Задачи». Слайд 4. (решать
можно с опережением)
1. Мяч массой 100 г подброшен вверх со скоростью 5 м/с. Чему равна кинетическая
энергия мяча в начале броска? (с места)
mV 2 = 0,1 25 = 1,25 Дж
Ответ:
EK =
2
2.
2
Найти кинетическую энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м на
расстоянии 2 м от поверхности Земли. (учащийся у доски)
Vo=0
Ответ:
1
в т.1 ЕР1= mg H
ЕК1= 0
в т.2 ЕР2= mgh
2
ЕК2 = mV
?
2
H
2
h
mgh = ЕК2 + mgh
ЕК2= mg (H – h)=3  10  3=90 (Дж)
Рис. 1
3. Скорость тела возросла в 3 раза. Во сколько раз изменилась
кинетическая энергия? (с места)
Ответ: Увеличилась в 9 раз.
4. Тело массой 2 кг свободно падает в течение 6 с. Определить
кинетическую энергию в конце падения. (учащийся у доски)
2
Ек = mV
Ответ:
2
2 2
ЕК2 = mg t = 3,5 кДж
Vу = V0у + gуt
2
V = gt
5.Тело массой 1 кг свободно падает с некоторой высоты. В момент падения на землю его
кинетическая энергия равна 200 Дж. С какой скоростью упало тело? (учащийся у доски)
2
Ответ:
ЕК = mV
V = 2 ЕК = 2  200 = 20 м/с
2
m
1
6. Если вы находитесь в движущемся со скоростью 20 м/с автомобиле. Чему равна
кинетическая энергия находящегося в ваших руках полукилограммового мяча по
отношению: а) к вам; б) к человеку, стоящему на остановке? (учащийся у доски)
2
2
Ответ:
а) Ек = 0; б) Ек = mV = 0,5  20 = 100 Дж
2
2
7. Какую массу груза нужно поднять на высоту 2 м, чтобы он обладал энергией 62500
Дж? (учащийся у доски)
Ответ:
Е = mgh,
m = Е = 62500 = 3125 кг
gh
2  10
8. С наклонной плоскости высотой h скользит тело. Что можно сказать о кинетической
энергии тела у основания наклонной плоскости (коэффициент трения µ)? (с места)
Ответ:
Ек < Еn на величину работы трения
9. Груз поднимают на высоту h, а затем равномерно перемещают на расстояние l. В каком
случае затраченная работа больше (коэффициент трения тела о поверхность µ,
сопротивлением воздуха пренебречь)? (с места)
Ответ: 1) При подъеме груза на высоту А1= mgh;
2) При перемещении груза по горизонтальной поверхности
А2= µ mgh; Так как µ<1, то А2< А1
2 уровень. Учитель с подробным объяснением у доски, учащиеся в тетради.
1 Задача. Маятник массой m отклонен на угол ά от вертикали. Какова сила натяжения
нити при прохождении маятником положения равновесия? Презентация «Задачи».
Слайд 5.
В
Дано:
ά
m
Т-?
Т
О
2
Y
R
Т
ά
Т
ά
Т
у
1
А h
х
mg
mg
( 2 h +1)
Рис. 3
Рис.2.
2
в т.2 ЕК2 = mV
2
ЕК1= 0
ЕР2= 0
2
Е1= mgh
Е2 = mV
2
2
mV
mgh =
V2=2gh
2
По II закону Ньютона
mV 2 = Т– mg
R
2
Т= m ( V +g) = m ( 2 gh +g) = mg
R
R
в т.1 ЕР1= mgh
may= Тy + (mg)y
2
a =V
R
R
из Δ ОАВ:
cos ά = R  h
R
V2=2gh
h=R – (1 – cos ά)
Т= mg ( 2 R (1  cos  ) ) + 1) = mg (3 – 2cos ά)
R
2 Задача. Один учащийся вызывается к доске, остальные на местах.
Камень брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая
энергия камня равно потенциальной энергии?
у
решение:
2
h
2
в т.1 ЕК1 = mV0
2
ЕР1= 0
V
2
в т.2 ЕК2 = mV
2
ЕР2= mgh
2
1
mV0 = mV 2 + mgh=2 mgh (т.к. ЕК2= ЕР2)
2
2
2
2
mV0 = 2 mgh
h= mV0 = 2,5 м
2
49
Vo
Рис. 3
3 Задача. Один учащийся вызывается к доске, остальные на местах.
Докажите, что при неупругом соударении 2х тел, одно из которых покоится, их общая
кинетическая энергия ЕК2 после соударения меньше, чем кинетическая энергия ЕК1 до
соударения.
Ответ:
m
1
V
m V2=0
1
2
m1 m
2
Рис. 4
V
x
x
2
2
2
До соударения: ЕК2 = m1V1 + m 2V2 = m1V1
2
2
2
2
(m  m2 )V
После соударения: ЕК2 = 1
2
По закону сохранения импульса имеем:
m1V1 + m2V2 = (m1 + m2) V
V = m1V1  m2V2
m1  m2
= m1V1
m1  m2
2
2 2
ЕК2 = ( m1  m2 ) ( m1V1 )2 = m1 V 1 = m1V1  m1
2
2
2( m1  m 2 )
m1  m2
m1  m2
т. к.
m1  1, то ЕК1  ЕК2
m1  m2
4. Самостоятельная работа. (7 мин). Раздаются карточки «Получи слово» с
тестом для каждого ученика.
Выполнить тест. Если все ваши ответы верные, то в таблице ответов у вас получится
слово, которое соответствует изучаемой нами теме.
5.
Получите слово.
2
3
4
5
6. 1
1. Закон сохранения механической энергии выполняется:
Всегда.
В. В любых системах отсчета без
учета сил трения.
З. В инерциальных системах отсчета без учета сил трения.
Г. В инерциальных системах отсчета при наличии сил сопротивления.
2. Шар массой 0,2 кг брошен со скоростью 5 м/с. Определите энергию шара.
П. Кинетическая энергия равна 25 Дж.
О. Потенциальная энергия равна 2,5Дж.
Л. Полная механическая энергия равна 25 Дж.
А. Кинетическая энергия равна 2,5 Дж.
3. Теорема о потенциальной энергии имеет вид:
Ш. А=Ек2-Ек1.
С. А=Еp2-Еp1.
К. А=Еp1-Еp2.
М. А=U2-U1.
4. Тело бросили под углом к горизонту с начальной скоростью 20 м/с.Найти его скорость на Высоте 10 м.
Н. 41 м/с.
О. 14 м/с
Я. 0,14 м/с.
Ф. 0,41 м/с
5. Два тела одинаковой массы движутся навстречу друг другу с одинаковыми скоростями. Определите
количество теплоты,
выделившееся при неупругом ударе.
Е. Q=2mV2
З. Q=mV2/2
Н. Q=mV2
А. Q=4mV2
5. Домашнее задание (1мин). Презентация «Задачи». Слайд 6.
1. Повторить §§ с 23 по 29.
2. Решить задачи №1,2, стр. 170-171.
6. Подведение итогов. Рефлексия (0,5 мин). Презентация «Задачи». Слайд 7.
Каждому учащемуся предлагается закончить одно из следующих предложений.
Я сегодня на уроке научился…
Мне понравились на уроке моменты…
Я чувствую себя..
Мне не понравилось..
У меня сейчас настроение..
По данной теме мне хотелось бы еще …
Мне было сегодня на уроке..
Мое состояние сейчас я оцениваю, как…
Данная тема была для меня…
Урок был…