в каком классе изучают закон сохранения энергии

Тема урока: «Энергия. Закон сохранения энергии». 8-й класс

Разделы: Физика

Класс: 8

Тип: урок изучения нового материала.

Вид: лекция (с использованием проблемных ситуаций и современной технологии)

Оборудование: опорный конспект, штатив, пружина, груз, мяч, загнутый желоб, брусок, шар, компьютер, диск: TeachPro физика 7-11.

Ход урока

1.Создается проблемная ситуация по расшифровке и воспроизведению опорного конспекта по изучаемой теме, записывается тема урока.

1. Создание положительной мотивации; постановка задачи урока и формулировка темы.

Выбор метода изучения.

Учитель отмечает, что тема большая, сложная, что понятие энергии является одной из важнейших характеристик, а закон сохранения — одним из главных законов механики, и что при объяснении будем использовать метод описания явлений, экспериментальный метод. Ученики слушают учителя, записывают тему урока.2.

Работа над изучаемым материалом.

Раскрытие понятия кинетической энергии.

Раскрытие понятия потенциальной энергии тела, взаимодействующего с Землей.

Раскрытие понятия потенциальной энергии сил упругости.

Создание проблемной ситуации.

Раскрытие закона сохранения энергии.

2. Лекция (проблемная лекция с применением современной технологии).

— словесные (объяснение, рассказ);

— наглядные (демонстрация опытов, фильма, опорный конспект);

— частично-поисковый (решение проблемы);

— репродуктивный (воспроизводство деятельности).

— раскрыть понятие кинетической и потенциальной энергии, полной энергии;

— изучить закон сохранения энергии;

— научиться применять опорный конспект.

— показать значение опытных фактов и эксперимента при изучении данных понятий;

— подчеркнуть значение закона сохранения энергии; значение причинно-следственных связей в познаваемости понятий.

— работать над формированием умений сравнивать, делать выводы.

2. Учитель начинает “расшифровывать” опорный конспект:

— говорит что означает “энергия”, в каких разделах физики какие изучаются энергии, что мы рассматриваем механическую энергию, как связаны между собой энергия и работа, в каких единицах измеряется энергия;

— записывает обозначение и единицы измерения энергии;

— рассматривает что изучает механика и вводит понятия кинетической и потенциальной энергий;

— записывает обозначения кинетической и потенциальной энергий;

— предлагает познакомиться с кинетической энергией при просмотре фильма (диска с учебной программой);

— объяснят понятие нулевого состояния, выводит формулу кинетической энергии (на доске), словами проговаривает формулу;

— предлагает познакомиться с потенциальной энергией тела, взаимодействующего с Землей, показывая опыт на падение тела и перемещения тела из нулевого состояния на заданную высоту, учитель на доске выводит формулу потенциальной энергии тела, взаимодействующего с Землей, предлагает ученикам по формуле сказать, как находится потенциальная энергия, уточняет, что нулевым состоянием может быть не только поверхность Земли;

— предлагает рассмотреть потенциальную энергию сил упругости, энергию взаимодействия тела и пружины при помощи фильма и опыта (на деформацию пружины), выводит формулу потенциальной энергии сил упругости и просит учащихся “прочитать” формулу;

— с помощью опыта показывает связь между энергией и работой и делает вывод, что работа — мера механической энергии и чем больше энергия тела, тем большая работа будет совершаться при переходе тела из данного состояния в нулевое;

— обращается к классу с вопросом: “А может быть так, что тело обладает и кинетической и потенциальной энергиями одновременно?”, разбирает данный вопрос на примерах, показывает опыты (движение тела на пружине, подбрасывания и падения мяча), выясняют, что тело всегда обладает энергией, чему равна полная механическая энергия;

— при помощи фильма показывает неизменность полной механической энергии, формулирует закон сохранения энергии, выводит закон на доске, рассматривает изменение закона в реальных механических системах.

Источник

Урок: «Закон сохранения энергии» 7 класс

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Выбранный для просмотра документ закон сохранения энергии.doc

КГУ «Ахмеровская средняя школа» акимата города Усть-Каменогорска

Открытый урок

в 7 «Б» классе на тему:

«Механическая энергия»

Учитель физики: Кабдиева А.С.

г.Усть-Каменогорск

2014г

Урок физики в 7 «Б» классе по теме: «Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии»

учитель физики: Кабдиева Анар Сарсенбаевна

Цели урока

ввести понятие механическая энергия, познакомить с законом сохранения и превращения энергии.

уметь творчески интерпретировать имеющуюся информацию, обогащать словарный запас учащихся, отрабатывать вычислительные навыки.

воспитание доброжелательности, сотрудничества, сотворчества;

воспитание профориентационной направленности.

Тип урока : комбинированный.

Продолжительность занятия – 45 минут.

Материалы и оборудование:

Постановка темы и целей урока;

Проверка домашнего задания;

Изучение нового материала;

Закрепление нового материала;

Подведение итогов урока.

Ход урока:

1. Приветствие и настрой на урок.

II . Постановка темы и целей урока.

III . Проверка домашнего задания: Фронтальный опрос: Что такое работа? По какой формуле вычисляется работа? В каких единицах измеряется работа? Что характеризует мощность? В каких единицах измеряется мощность? По какой формуле вычисляется мощность?

Мы с вами повторили основные две физические величины это работа и мощность. Следующая физическая величина которую мы будим проходить – это энергия. Итак, мы вводим новое понятие энергия. Как Вы думаете, какова цель нашего сегодняшнего урока. Для чего мы должны изучать энергию?

Какие виды энергии вы знаете? Приведите примеры?

Ребята! Сегодня мы с вами познакомимся с механической энергией. Механическая энергия — физическая величина, показывающая какую работу может совершить тело.

Она обозначается: W

Рассмотрим теперь несколько ситуаций, которые помогут нам ввести понятие «энергия», которое чрезвычайно важно в физике и технике. Им мы будем пользоваться вплоть до 11 класса.

Двое грузчиков работают на стройке. Ребята, а какие Вы знаете строительные профессии, кто хочет стать строителем? Вы знаете, что сейчас много грантов и рабочих мест выделено именно строительным специальностям. Посмотрите на рисунок. С итуация первая – грузчики поднимают кирпичи на второй этаж. Посмотрите на рисунок. Один из них может носить по десятку кирпичей, а другой – только по два кирпича. У какого рабочего больше энергии? Какой рабочий может выполнить большее количество работы? Обратим внимание, что грузчики совершают над кирпичами механическую работу. Говорят, что у толстячка больше энергии , так как он способен выполнить больше работы. Тем не менее, даже упитанный персонаж не может работать бесконечно – через некоторое время оба грузчика утомятся. Итак, по мере совершения грузчиками работы их способность совершать новую работу (то есть их энергия) уменьшается. Обобщённо мы скажем: при совершении телом работы его собственная энергия уменьшается. Как вы думаете п очему? Это означает, что в их мышцах иссякла энергия. После отдыха (или лучше – после принятия пищи и отдыха) мышцы вновь будут способны совершать работу, так как кровь доставляет питательные вещества, за счёт которых энергия пополняется.

Ситуация вторая. Первобытный человек совершает механическую работу над камнем – поднимает его. В отличие от первой ситуации, в качестве рассматриваемого тела выберем теперь не человека, а камень. То есть теперь работу совершает не само тело, а кто-то над телом. В результате этого энергия тела увеличивается. Теперь камень может, например, упасть и разбить орех, то есть совершить работу, на выполнение которой прежней энергии камня было недостаточно.

Итак, энергия – физическая величина, характеризующая способность тела (или нескольких тел) совершать работу. Поэтому, как и работа энергия измеряется джоулями. Чем больше работы может совершить тело, тем больше его энергия. И наоборот.

Например, при подъёме кирпичей энергия грузчика уменьшается, а энергия кирпичей увеличивается. Это подтверждается тем, что чем выше они подняты, тем большую механическую работу смогут произвести (например, когда упадут, подобно камню на рисунке с орехом). Энергия грузчика уменьшается, так как его способность поднимать новые кирпичи всё меньше.

Рассмотрим два вида механической энергии:

Найдем потенциальную энергию тела, поднятого над Землей. Чтобы поднять яблоко надо совершить работу, кроме того на яблоко будит действовать сила тяжести

A = F тяж h

От чего зависит потенциальная энергия? Таким образом, потенциальная энергия зависит от силы взаимодействия тел и расстояния между ними.

Таким образом, в общем случае тело обладает одновременно как кинетической, так и потенциальной энергией. Их сумму называют полной механической энергией.

Давайте рассмотрим превращение энергии:

Яблоко свободно падает с дерева. Найдите его кинетическую и потенциальную энергию тела в точках 1, 2 и 3.

Ek = 0; Ep=mgh1 (максимальная)

Ek ; Ep=mgh2 (уменьшается)

Укажите превращения одного вида энергии в другой:

1. При бросании мяча вертикально вверх

2. При спуске велосипедиста с горы.

Делаем вывод: Энергия не исчезает и не возникает из ничего, она переходит из одного вида в другой и передаётся от одного тела к другому.

Найдите потенциальную энергию тела массой 3 кг на высоте 6м и 4м от поверхности земли. Сравните их потенциальные энергии.

Сравни кинетические энергии следующих тел:

Грузовой и легковой автомобили, движущиеся со скоростью 60 км/ч.

Бегущий слон и пуля, вылетевшая из ружья.

Два самолета равной массы, летящие с одинаковой скоростью на разных высотах.

Автомобиль, обгоняющий другой автомобиль такой же массы.

Какой энергией обладает растянутая или сжатая пружина?

Камень, падающий на землю, непосредственно перед ударом о землю обладает ………энергией.

Пружина заведенных часов обладает …….. энергией.

Какой энергией относительно земли обладает летящий самолет?

Какие виды энергий существуют?

Какую энергию называют потенциальной?

По какой формуле можно вычислить потенциальную энергию?

От каких величин зависит потенциальная энергия тела?

В каком случае потенциальная энергия тела равна нулю?

Какую энергию называют кинетической?

По какой формуле можно вычислить кинетическую энергию?

От каких величин зависит кинетическая энергия тела?

Каковы единицы измерения энергии?

В каком случае кинетическую энергию тела считают равной нулю?

XI . Домашнее задание: § 68 стр 168 учить, упражнение № 40 (1,2)

Источник

Разработка урока по физике «Закон сохранения энергии»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Тема урока «Механическая энергия».

Ввести понятие механической энергии.

Рассмотреть разные виды механической энергии

Закон сохранения энергии.

Примеры решения задач.

Оборудование и программное обеспечение к уроку:

АРМ учителя, мультимедийный проектор.

Приборы для демонстрации: штатив, груз на нитке, кнопка, доска, зажигалка.

Слайд 1: название темы урока;

Слайд 2: содержание;

Слайд 3:определение энергии;

Слайд 4: обозначение и наименование энергии;

Слайд 5,6,7: виды механической энергии;

Слайд 8,9,10,11: закон сохранения энергии;

Слайд 12,15: решение задачи;

Слайд 13,14: виды ударов;

Слайд 16: видеоролик « Энергия и сила трения»4

Слайд 17,18: решение задачи;

Слайд 19; домашнее задание.

Организационный момент ( 1 мин).

Проверка и разбор домашнего задания (10 мин).

Изучение нового материала (32 мин).

Домашнее задание (2 мин).

Организационный момент (1 мин).

Проверка домашнего задания (10 мин).

Два учащихся на доске оформляют решение задач, заданных на дом (готовят анализ решения), а остальные в тетрадях для самостоятельных работ воспроизводят опорный конспект, заданный на предыдущем уроке.

Изучение нового материала (32 мин).

Актуализация темы урока. Слайд 1.

Очень часто мы слышим и используем такие словосочетания как:

Запас энергии и т.д.

Сегодня на уроке мы с вами выясним, как следует понимать словосочетание «механическая энергия».

Если перефразировать слова в стихотворении В. Маяковского с точки зрения физических понятий: работа и энергия, оно будет звучать примерно так:

Мы говорим Энергия,

Наша следующая задача будет выяснить, почему эти понятия так тесно связаны.

Запись в рабочей тетради числа и темы урока.

Слайд 3. Значит, если тело обладает энергией, оно может совершить работу.

Запись определения в тетрадь.

Слайд 4.Вспомним обозначение и единицы измерения энергии.

Слайд 5. Определение кинетической энергии.

Величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергий

Слайд 6.Потенциальная энергия. Определение и формула

Опытная установка изображена на рис. 1

Слайд 7. Потенциальная энергия упругой деформации. Определение, формула, демонстрация видеоролика.

Запишем формулу потенциальной энергии упругодеформированного тела без вывода

— энергия упругодеформированного тела.

Слайд 8. Определение закона сохранения энергии. Запись в тетрадь. Переход по ссылке на определение консервативных сил. ( Слайд 11).

Слайд 9.Объяснение закона сохранения энергии на примере падающего шарика.

Слайд 10. Демонстрация видеоролика. Переход энергии при падении тела.

Слайд 12, 15.Пример решения задачи №138 задачник Рымкевич (желтый). По ссылке можно перейти на слайд 13 и 14, для объяснения видов ударов.

Слайд 16.Демонстрация видеоролика о законе сохранения энергии и силе трения.

Слайд 17,18.Пример решения задачи №413 задачник Рымкевич (желтый).

Уточняю цвет задачника, т.к. в других изданиях эти задачи могут быть под другим номером.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Специфика преподавания предмета «Родной (русский) язык» с учетом реализации ФГОС НОО

Курс повышения квалификации

Новые методы и технологии преподавания в начальной школе по ФГОС

Урок выстроен по технологии модерации, все фазы модерации нашли отражение в проекте урока: инициация, вхождение или погружение в тему, формирование ожиданий учащихся, интерактивная лекция (передаяча и объяснение информации), проработка содержания темы, подведение итогов (рефлексия), эмоциональная разрядка (разминки в течение урока). На каждом этапе происходит формирование определенных групп универсальных учебных умений учащихся.

Думается, данный материал заинтересует учителей физики.

Номер материала: 450432

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

В школе в Пермском крае произошла стрельба

Время чтения: 1 минута

Роспотребнадзор продлил действие санитарных правил для школ

Время чтения: 1 минута

Новый ГОСТ на окна с защитой для детей вступает в силу 1 ноября

Время чтения: 1 минута

«Спутник» объявили словом года в России

Время чтения: 2 минуты

В Приамурье начнут пускать на занятия только привитых студентов

Время чтения: 0 минут

Минпросвещения планирует прекратить прием в колледжи по 43 профессиям

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Закон сохранения энергии в рамках школьного курса физики

Разделы: Физика

Единственное, что мы по-настоящему знаем про энергию – это то, что она сохраняется.
Р.Фейнман

Школьный курс физики насыщен различными терминами, понятиями, определениями, формулировками. Но как это часто бывает – есть опасность «за деревьями не увидеть леса». Что является тем единственным, главным понятием физики, на котором базируется наука? Это, конечно, понятие «энергия». Дело в том, что энергия присутствует (порой неявно) буквально во всех разделах физики и имеет свойство сохраняться. Как сказал Р. Фейнман: «Существует факт, или, если угодно, закон, управляющий всеми явлениями природы, всем, что было известно до сих пор. Исключений из этого закона не существует; насколько мы знаем, он абсолютно точен. Название его – сохранение энергии». [1]

К сожалению, в современном школьном курсе физики закон сохранения энергии изучается фрагментарно, между прочими вопросами, и в результате у учеников энергия и закон сохранения энергии не становятся тем фундаментом, на котором могла бы сложиться стройная научная картина мира. В процессе подготовки данной статьи был проведен анализ того, как часто закон сохранения энергии используется для объяснения физических процессов и явлений в учебниках по физике для 7-9 класса [2, 3, 4], поскольку именно основная школа играет определяющую роль в становлении физического мировоззрения учащихся.

Таблица 1
Использование закона сохранения энергии
для объяснения физических процессов в основной школе (УМК Перышкин А.В., Гутник Е.М.)

Раздел

Тема

Примечание

Работа и мощность. Энергия

Закон сохранения полной механической энергии

Превращение механической энергии во внутреннюю энергию

Передача тепловой энергии от более нагретых тел к менее нагретым с учетом потерь (процесс описан, но закон не назван)

Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах

Сформулирован закон сохранения полной механической энергии (не понятно, почему здесь?) и общий закон сохранения энергии (ЗСЭ)

Работа газа и пара при расширении

Процесс описан, но закон не назван

Зависимость для напряжения в цепи описана с точки зрения ЗСЭ

Обсуждение энергии конденсатора опирается на ЗСЭ

Законы взаимодействия и движения тел

Вывод закона сохранения механической энергии

Обсуждается закон сохранения полной механической энергии (третий раз за три года!)

Механические колебания и волны. Звук

Говорится о потерях энергии и переходе ее в другие виды, но ЗСЭ не упоминается

Соотнесение громкости и длительности звука через ЗСЭ без объяснения.

Описание энергетического обмена между конденсатором и катушкой с помощью ЗСЭ

Происхождение линейчатых спектров

Описание с точки зрения ЗСЭ постулатов Бора и возникновения линейчатых спектров

Строение атома и атомного ядра

Дается понятие энергии связи через ЗСЭ

Описано преобразование энергии при использовании ядерного реактора без упоминания ЗСЭ

Исходя из приведенного анализа, можно сделать вывод – в 7 классе на изучение закона сохранения энергии отводится примерно 4% учебного времени, в 8 классе – 13%, в 9 классе – 12%. Для основного закона физики этого явно недостаточно. В рамках данной статьи рассмотрим возможность более широкого использования закона сохранения энергии для описания физических процессов в курсе физики основной школы.

Работа и мощность. Энергия

Движение тел в поле силы тяжести и силы упругости традиционно сопровождается рассмотрением закона сохранения полной механической энергии и его использованием для решения задач. Здесь хотелось бы предложить делать акцент на незамкнутую систему, в которой полная механическая энергия теряется, переходя в работу сил. Тем самым с одной стороны подчеркивается более широкий смысл закона сохранения энергии, не локализуя его только для механической энергии, с другой стороны ученикам становится понятен общий физический смысл работы как изменения энергии. При этом логичнее изучать понятия «работа» и «мощность» после изучения энергии.

Простые механизмы.

При изучении темы «Простые механизмы», говоря о «золотом правиле» механики, объяснение того, почему простые механизмы не дают выигрыша в работе логичнее давать с точки зрения закона сохранения энергии, поскольку работа – это изменение энергии. Тем самым решается не только узко физическая задача – упоминания о законе сохранения энергии и работа с ним, но и мировоззренческая – о невозможности создания «вечного двигателя». И отсюда – логичным становится разговор о КПД простых механизмов и двигателей вообще, опять с опорой на закон сохранения энергии.

Механические колебания и волны

Понимание закона сохранения энергии позволит учащимся 9 класса проще усвоить виды механических колебаний: свободные, где в идеальной среде выполняется закон сохранения полной механической энергии; затухающие, где механическая энергия теряется на совершение работы против сил сопротивления; вынужденные, где потери энергии компенсируются работой внешних сил.

Тепловые явления

Тема «Тепловые явления» в основной школе – это, безусловно, повод говорить о законе сохранения энергии при изучении тепловых процессов. Начиная практически с первого и до последнего урока темы, мы имеем дело с законом сохранения энергии во всех изучаемых процессах. Особо нужно отметить, что при рассмотрении принципа действия теплового двигателя и его КПД невозможно обойтись без опоры на закон сохранения энергии, поскольку здесь напрямую происходит превращение внутренней энергии топлива в механическую работу с сопутствующими потерями.

Вопреки традиционной практике, уже в основной школе в теме «Электрические явления» источник тока удобно описывать как устройство, создающее энергию для движения зарядов в проводниках, а понятие «напряжение» удобно вводить как величину, характеризующую эту энергию. Тогда становится понятно, почему мы рассматриваем напряжение как работу (то есть изменение энергии) по перемещению одиночного заряда. А также – почему объясняем соотношения для напряжения при последовательном и параллельном соединении через энергию. И логичным становится разговор о работе тока и законе Джоуля-Ленца как примерах выполнения закона сохранения энергии для электрических процессов и связи электрической энергии с тепловой энергией. Соответственно, изучение в старшей школе в рамках темы «Электрическое поле» вопроса об энергии электрического поля, введение понятия потенциала и напряжения будет опираться уже на ту базу, которая была заложена в основной школе. И понятие ЭДС полностью будет вписываться в рамки этой концепции и только дополнит энергетическую картину процессов, происходящих в электрической цепи.

Электромагнитное поле

Изучение темы «Электромагнитная индукция» – яркий пример возможности обсуждения закона сохранения энергии в электродинамике. Во-первых, само явление электромагнитной индукции, которое традиционно формулируется как возникновение индукционного тока под действием переменного магнитного поля. К сожалению, об энергетической причине данных процессов практически не упоминают, а ведь логично объяснять, что возникновение индукционного тока возникает благодаря изменению энергии внешнего магнитного поля: изменение энергии магнитного поля – совершение работы – движение зарядов. Налицо – закон сохранения энергии! И становится понятным, почему не возникает индукционный ток при неизменном внешнем поле – нет изменения энергии – нет процесса. Во-вторых, при обсуждении правила Ленца недостаточно объяснение сводить к направлению линий магнитной индукции и правилу буравчика. Здесь ведь процесс изменения направления индукционного тока при изменении направления внешнего магнитного поля тоже объясняется законом сохранения энергии.

Не будем останавливаться на энергетических процессах в колебательном контуре – они подробно изучаются в школьном курсе. Заметим только, что подобно рассмотрению механических колебаний, закон сохранения энергии позволяет рассмотреть затухающие и вынужденные электромагнитные колебания. А от рассмотрения превращения энергии при затухающих и вынужденных электромагнитных колебаниях – прямой путь к обсуждению энергетических преобразований в опыте Герца по получению электромагнитных волн. К сожалению, данная логика полностью нарушена в рассматриваемом в данной статье учебнике [4].

Рассмотренные в данной статье случаи приложения закона сохранения энергии к объяснению физических процессов дополняют уже существующие и увеличивают частоту обращения к этому фундаментальному закону практически в 2 раза. Это позволяет приблизиться к выстраиванию школьного курса физики на единой энергетической основе. (Конечно, таким путем мы не преодолеваем один существенный недостаток программы: ученики начинают знакомиться с понятием «энергия» лишь в конце 7 класса, что очень поздно. Решить эту проблему можно только кардинальным путем – изменением логики построения школьного курса физики вообще. Но это тема не этой статьи.)

Многолетний опыт работы с использованием подобного подхода к построению школьного физического курса подтверждает справедливость данного положения. Обсуждение энергетических превращений при описании физических процессов позволяет ученику от зазубривания правил перейти к пониманию физической природы изучаемых процессов и упростить решение целого ряда задач (особенно качественных). Это не может не сказаться на отношении к предмету вообще и к процессу получения физических знаний в частности.

Использованная литература

Источник

• ← что такое сигнализаторы звука
• в какой программе можно размыть часть изображения →