Давление света. «Работа силы тяжести и силы упругости. Консервативные силы» (1).. Работа силы тяжести и силы упругости. Консервативные силы

• Название: Работа силы тяжести и силы упругости. Консервативные силы
• Анкор: Давление света
• Дата: 03.01.2023
• Размер: 41.9 Kb.
• Имя файла: «Работа силы тяжести и силы упругости. Консервативные силы» (1)..docx
• Тип: Урок; #871084

Тема: «Работа силы тяжести и силы упругости. Консервативные силы»
Задачи и цели урока: 

Дидактические: создание условий для усвоения нового учебного материала, используя информационные технологии и элементы технологии “Сотрудничества”.

Образовательные обеспечить знание понятий «работа силы тяжести», «работа силы упругости », «консервативные силы», формировать умение вычислять работу силы тяжести и силы упругости, формировать интерес к познаниям законов природы.

Развивающие: развитие качественной сферы учащихся; логического мышления; формирование представления о процессе научного познания; анализировать, сравнивать результаты опытов; продолжение формирования умения конструировать опорный конспект.

Воспитательные: привитие культуры умственного труда.

Мотивационная: побуждение интереса к изучению предмета
Оборудование: ноутбук, учебный фильм « Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия»

Тип урока : урок открытия новых знаний, обретения новых умений и навыков

Ход урока

Организационный момент: ( самоорганизация)

Приветствие обучающихся.

Проверка домашнего задания:

№1 Сани тянут на пути 100 м с силой 80 Н за веревку, составляющую угол 30° к горизонту. Какая работа совершается при этом?

F = 80H; α = 30°; l = 100м; А -? 
№2. Равнодействующая сил, действующих на тело, равна 20 Н и направлена горизонтально. Тело движется так, что его координата изменяется по закону x = 10 + 2t + t2. Какую работу совершает сила за 5 с?

F = 20H; x = 10 + 2t + t²; t = 5c; A -? 
Актуализация опорных знаний и жизненного опыта.

«Мозговой штурм» диктант по формулам ( на листочках)

1. Силы в природе: вес, сила тяжести, сила упругости, сила трения

2. Работа

3. Мощность

4. Кинетическая энергия

5. Потенциальная энергия

6. Законы Ньютона

7. Ускорение

Устно

Что называют механической работой?

В каком случае о силе можно сказать, что она совершает работу?

В каком случае работа положительна, в каком отрицательна, в каком равна нулю?

Чему равна работа силы тяжести по замкнутому пути?

По какой формуле можно вычислить работу силы?
Создание ситуации затруднения

Что общего между работой силы тяжести и силы упругости?
Открытие нового знания

Работа силы тяжести ( просмотр одноименного учебного фильма, конструирование опорного конспекта с использованием учебника стр. 140-142)

Модуль перемещения тела |Δ | = h₁- h₂.

Направления векторов силы тяжести  T и перемещения Δ  совпадают. Согласно определению работы (см. формулу (5.2)) имеем

А = | _Т| |Δ |cos0° = mg(h₁ - h₂) = mgh₁ - mgh₂.                    

Пусть теперь тело бросили вертикально вверх из точки, расположенной на высоте h₁ над поверхностью Земли, и оно достигло высоты h₂ (рис. 5.9). Векторы  _Т и Δ  направлены в противоположные стороны, а модуль перемещения |Δ | = h₂ - h₁. Работу силы тяжести запишем так:

А = | _Т| |Δ |cos180° = -mg(h₂ - h₁) = mgh₁ - mgh₂.                    

Если же тело перемещается по прямой так, что направление перемещения составляет угол а с направлением силы тяжести (рис. 5.10), то работа силы тяжести равна:

А = | _Т| |Δ |cosα = mg|BC|cosα.

Из прямоугольного треугольника BCD видно, что |BC|cosα = BD = h₁ — h₂. Следовательно,

А = mg(h₁ - h₂) = mgh₁ - mgh₂.                    

При прямолинейном движении тела работа силы тяжести в каждом случае равна разности двух значений величины, зависящей от положений тела, определяемых высотами h₁ и h₂ над поверхностью Земли.

Более того, работа силы тяжести при перемещении тела массой т из одного положения в другое не зависит от формы траектории, по которой движется тело.

А = mgh₁ - mgh₂.

Определим работу А при перемещении тела по замкнутому контуру, например по контуру BCDEB. Работа А₁ силы тяжести при перемещении тела из точки В в точку D по траектории BCD: А₁ = mg(h₂ - h₁), по траектории DEB: А₂ = mg(h₁ - h₂).

Тогда суммарная работа А = А₁ + А₂ = mg(h₂ - h₁) + mg(h₁ - h₂) = 0. При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.

Силы, работа которых не зависит от формы траектории точки приложения силы и по замкнутой траектории равна нулю, называют консервативными силами.

Работа силы упругости. 

Если пружина растянута, то она действует на шар с силой  1 (рис. 5.13, б). модуль перемещения равен: |Δ | = х₁ - х₂

Работа может быть определена по графику зависимости F_x от х и что эта работа численно равна площади заштрихованной фигуры 

Согласно закону Гука значения сил упругости F₁ = kx₁ и F₂ = kx₂. Подставляя эти выражения в уравнение (5.16) и учитывая, что |Δ | = х₁ - х₂, получаем 

Или окончательно 

Работа силы упругости при растяжении пружины, т. е. когда направление силы противоположно перемещению тела:  Если начальное и конечное состояния пружины совпадают, то суммарная работа силы упругости при деформации пружины равна нулю.
Работа силы упругости не зависит от формы траектории и, так же как и сила тяжести, сила упругости является консервативной.

Если не удерживать тело, то оно падает на землю (h = 0); если отпустить растянутую или сжатую пружину, то она вернётся в недеформированное состояние (х = 0).
Закрепление

Работа в группах (творческая экспериментальная работа)

1 группа Найти работу экскаватора по подъему груза (A=mgh)

2 группа Найти работу сил упругости ( F _=- k x; k=F/ x A₌ k x²\ 2)

А теперь физкультминутка.

Физкультминутка (глаза верх, вниз – 10 сек, глаза вправо, влево – 10 сек, глаза вращаем по кругу по часовой стрелке – 10 сек, против часовой – 10 сек. Далее голову наклоняем вправо, влево – 10 сек, вперед, назад – 10 сек, вращаем по кругу по часовой стрелке – 10 сек, против часовой стрелке – 10 сек)


Решение задачи 3.13.6 стр. 58 задачник О.И.Громцева удоски с пояснением учителя ( образец)

Какую работу надо совершить, чтобы лежащим на Земле однородный стержень длиной 1 м и массой 10 кг поставить вертикально? Решение: поскольку разные части столба поднимутся на разное расстояние, то надо считать по движению центра масс --середина столба работа равна   А=mg*h=10*10*1/2=50 Дж

Самостоятельная работа по вариантам по задачнику стр.58-59

Iвариант № 3.13.5, №3.15.1

II вариант № 3.13.7, № 3.15.3

Индивидуальная работа у доски (решение задач 3.13.2 и 3.13. 4)
Итог урока.

1. Чему равна работа силы тяжести и силы упругости при перемещении тела по замкнутой траектории?

2. Какие силы называют консервативными? Каково их общее свойство?

3. Мы познакомились с работой силы тяжести и силы упругости

4. Вывели формулы;

5. Узнали, как были определены работа силы тяжести и силы упругости

6. Рассмотрели практическое применение их в жизни.

(озвучить как работал класс, кто особенно старательно)

По итогам урока оценки получают:

учащиеся, которые принимали активное участие на протяжении всего урока (назвать фамилии) и все учащиеся за решение задач

Рефлексия
На уроке я работал ... (активно / пассивно)
Своей работой на уроке я ... (доволен / не доволен).
Урок для меня показался ... (коротким / длинным).
За урок я не ... (устал / устал).
Моё настроение стало ... (лучше / стало хуже).
Материал урока мне ... (был понятен / не понятен, полезен / бесполезен, интересен / скучен).

Домашняя работа: §43 читать, определения и формулы учить. Задачник О.И. Громцева№3.13.8;3.15.2