Тест. Закон сохранения энергии в механике
Группа № 11 ФИЗИКА
Урок № 42
Тема: Закон сохранения механической энергии.
Цели: раскрыть смысл закона сохранения энергии в механике
Задачи урока :
- способствовать формированию знаний о законе сохранения энергии;
- формировать умения использовать материал по данной теме в процессе решения физических задач.
- развивать мышление и память;
- продолжить формирование познавательного интереса;
- активизировать мыслительную деятельность.
ПЛАН
1. Изучение нового материала
2. Решение задач
Изучение нового материала
1. Просмотреть видео: https://youtu.be/mgYGkJkfLjs
Проработать теоретический материал
Мы установили, что потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела, а кинетическая энергия – движущиеся тела. И потенциальная, и кинетическая энергии изменяются только в результате такого взаимодействия тел, при котором действующие на тела силы совершают работу, отличную от нуля.
Рассмотрим теперь вопрос об изменениях энергии при взаимодействиях тел, образующих замкнутую систему. Если несколько тел взаимодействуют между собой только силами тяготения и силами упругости и никакие внешние силы на них не действуют, то при любых взаимодействиях тел работа сил упругости и сил тяготения равна изменению потенциальной энергии, взятой с противоположным знаком: А= - (Ер2 – Ер1) (1)
Вместе с тем по теореме о кинетической энергии работа тех же сил равна изменению кинетической энергии:
|
|
|
А= Еk2 – Ek1 (2).
Из сравнения равенств 1 и 2 видно, что изменение кинетической энергии тел в замкнутой системе равно по абсолютному значению изменения потенциальной энергии системы тел и противоположно ему по знаку Еk2 – Ek1=-( Ер2 – Ер1). Ek1+Ep1=Ek2+Ek2 - из последнего равенства следует, что сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается постоянной. Это утверждение называется закон сохранения энергии.
Сумма кинетической и потенциальной энергии тел называется полной механической энергией.
Для полной механической энергии закон сохранения энергии имеет следующее выражение: Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.
Так как сумма кинетической и потенциальной остается постоянной, то в процессе движения системы всякое увеличение кинетической энергии должно сопровождаться соответствующим уменьшением его потенциальной энергии. Происходят, как говорят, превращения одного вида механической энергии в другую: кинетическая энергия может переходить в потенциальную, а потенциальная – в кинетическую.
|
|
|
Рассмотрим примеры:
Пусть тело брошено вертикально вверх. Если начальное положение тело принять за нулевое, то вся механическая энергия тела в момент броска будет равна сообщенной ему кинетической энергии . По мере движения тела вверх его кинетическая энергия будет убывать, а потенциальная (из-за роста высоты h) – возрастать. В верхней точке траектории, где скорость тела равна нулю, вся энергия превратиться в потенциальную энергию mgH, где H – максимальная высота подъема. При этом по закону сохранения энергии Е= mgH. После этого тело начинает падать вниз, и все повторится в обратном порядке.
| Закон сохранения энергии Полная механическая энергия замкнутой системы остается постоянной. |
Полная механическая энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергий. Математически этот закон описывается так:
| Закон сохранения энергии Еполн.мех. = Еп + Eк = const Еполн.мех. — полная механическая энергия системы [Дж] Еп — потенциальная энергия [Дж] Ек — кинетическая энергия [Дж] const — постоянная величина |
Разбор тренировочных заданий
Найти полную механическую энергию тела массой 200 г, которое на высоте 8 м имело скорость 36 км/ч.
|
|
|
m=200 г
h=8 м
v=36км/ч
g≈10м/с2
Е-?
Система СИ
m=0,2 кг
v= 36.1000м/3600с = 10 м/с2
Решение:
Е=Ек+Еп (3)
Е=mv2/2+mgh (4)
Вычисление:
0,2кг·( 10м/с)2
Ек = ────────= 10 Дж
2
Еп= 0,2 кг· 10м/с2·8 м = 16 Дж
Е = 10 Дж + 16Дж= 26 Дж
Ответ: Е = 26 Дж.
2. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 4,9 м/с. На какой высоте потенциальная и кинетическая энергия системы «тело - Земля» станут одинаковыми?
3. Мяч массой 100 г бросили вертикально вверх с поверхности земли с начальной скоростью 6 м/с. На какой высоте относительно земли мяч имел скорость 2 м/с? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Решение:
Переведем массу из граммов в килограммы:
m = 100 г = 0,1 кг
У поверхности земли полная механическая энергия мяча равна его кинетической энергии:
Е = Ек0 = (m*v^2)/2 = (0,1*6^2)/2 = 1,8 Дж
На высоте h потенциальная энергия мяча есть разность полной механической энергии и кинетической энергии:
mgh = E — (m*v^2)/2 = 1,8 — (0,1 * 2^2)/2 = 1,6 Дж
h = E/mg = 1,6/0,1*10 = 1,6 м
Ответ: мяч имел скорость 2 м/с на высоте 1,6 м
Домашнее задание: Проработать материал лекции, учить § 45, ответить на вопросы теста
Тест. Закон сохранения энергии в механике
1. Закон сохранения энергии записывается следующим образом:
|
|
|
А) A=mgh2 - mgh1
Б) A= mv22/2 – mv12/2
В) Е=Ек+Еп
Г) m1V1 + m2V2= m1V’1 + m2V’2
Д) F∆t= m1V1 - m2V2
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!