Закон сохранения энергии в механике

УРОК-ИССЛЕДОВАНИЕ по теме «ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИКЕ» УЧИТЕЛЬ ФИЗИКИ МОУ «ЛИЦЕЙ г.КОЗЬМОДЕМЬЯНСКА» Емельянова Наталья Леонидовна

Цель урока 1. Исследовать выполнение закона сохранения энергии в различных механических процессах. 2. Развивать навыки исследовательской работы, научить делать выводы, анализировать полученный результат. 3. Воспитывать коллективизм, внимание, интерес к предмету физики.

Оборудование урока Для повторения материала к уроку использование ИКТ (ноутбук, проектор, экран). Выполнение фронтального эксперимента: штатив с муфтой и лапкой; набор грузов; динамометр; набор по механике (направляющая рейка, секундомер, два датчика, шарик, каретка).

Ход урока Оргмомент. Постановка целей исследовательской работы. Вопросы к повторению материала по теме «Закон сохранения энергии». Мотивация проверки закона сохранения энергии (компьютерные задачи – идеальный процесс). Решение исследовательских задач. Сформулировать выводы исследовательской работы. Подвести итоги урока. Рефлексия участников.

Задача 1. Исследовать превращение потенциальной энергии тела, поднятого над нулевым уровнем в потенциальную энергию дефомированной пружины Цель эксперимента: выяснить выполнение закона сохранения механической энергии и возможные погрешности измерения. Теоретическое обоснование: Ер1 = mgh, Ер2 = kx2/2, x = h, хср =(х1+х2+х3+х4+х5)/5

Порядок выполнения работы Груз из набора прочно укрепите на крючке динамометра. Поднимите рукой груз, разгружая пружину, и установите фиксатор внизу у скобы. Отпустите груз. Падая, груз растянет пружину. Снимите груз и по положению фиксатора измерьте линейкой максимальное удлинение х пружины. Повторите опыт пять раз. Подсчитайте Е1ср = mghср и Е2ср = kx2 /2. Результаты занесите в таблицу . Сравните отношение Е1ср/Е2ср с единицей и сделайте вывод о погрешности, с которой был проверен закон сохранения энергии. Номер опыта Хmax м Хср = hср Е1ср, Дж Е2ср, Дж Е1ср/Е2ср

Задача 2. Исследовать работу силы трения и выполнения общего закона сохранения энергии в механических процессах. Цель эксперимента: сравнить работу силы трения и изменение полной механической энергии тела при движении тела по наклонной плоскости и выяснить условия выполнения общего закона сохранения энергии. Теоретическое обоснование: Атр = Fтр·S, v0 = 2S/t, m = F/g, Еk = mv2/2, Ер = mgh, Fтр = µmg cos α, v =2S/t, Атр = Ек – Ер, S =х –x0 =∆х

Порядок выполнения работы Установить направляющую рейку под углом α =30° к поверхности стола. Установить датчики на нем и подключить секундомер. Измерить расстояние между датчиками. Измерить время движения с помощью секундомера. Измерить силу тяжести каретки динамометром, найти массу груза. Найти силу трения скольжения каретки по рейке, равномерно перемещая её при помощи динамометра (держать горизонтально). Рассчитать значение конечной скорости и кинетическую энергию тела.

Порядок выполнения работы Найти высоту h положения тела над нулевым уровнем. Вычислить потенциальную энергию тела, поднятого над нулевым уровнем. Проверить равенство закона сохранения энергии Заполнить таблицу: S, м m, кг Fтр, h Атр, Дж t, с v, м/с Ек, Дж h, м Ер, Дж

Сформулировать общий вывод о проделанной исследовательской работе Заполнить бланк ответов. Определить относительную погрешность измерения. Сделать вывод о границе применимости закона сохранения энергии в условиях эксперимента. В чем заключается истинное утверждение исследовательской работы.

Подведение итогов. Рефлексия Что было положительного, что понравилось на данном уроке,можно ли использовать данную форму урока в дальнейшем? Что сделать не удалось? Как бы вы поступили по другому? Получили ли вы положительные эмоции и активно ли вы участвовали на уроке?