Презентация на тему виды механической энергии. Презентация "механическая работа и энергия"

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Cлайд 8

Cлайд 9

Cлайд 10

Cлайд 11

Cлайд 12

Cлайд 13

Cлайд 14

Cлайд 15

Cлайд 16

Что такое – ЭНЕРГИЯ? В нашей жизни мы часто сталкиваемся с понятием энергия. Автомобили и самолеты, тепловозы и теплоходы работают расходуя энергию сгорающего топлива. Люди, чтобы жить и работать, пополняют запасы энергии с помощью пищи… Так что же такое энергия?

Например: Тело, поднятое относительно поверхности Земли обладает потенциальной энергией, т.к. энергия зависит от взаимного расположения этого тела и Земли и их взаимного притяжения. Вода, которая приподнята плотиной электростанции, опускаясь вниз, приводит в движение турбины электростанции. При растяжении или сжатии пружины производится работа. При этом отдельные части пружины меняют положение относительно друг друга.

Качественные задачи. 1.Какое из двух тел обладает большей потенциальной энергией: кирпич лежащий на поверхности земли, или кирпич, находящийся в стене дома на уровне второго этажа? 2.Какое из двух тел обладает большей потенциальной энергией – стальной шарик или свинцовый того же размера, лежащие на балконе пятого этажа? 3.При каком условии два тела, поднятые на разную высоту, будут обладать одинаковой потенциальной энергией? 4.На легкоатлетических соревнованиях спортсмены толкают ядро. Мужчины – ядро массой 7 кг, женщины – ядро массой 4 кг. Какое ядро обладает большей кинетической энергией при одинаковой скорости полета? 5.Какое из двух тел обладает большей кинетической энергией: то, которое двигается со скоростью 10 м/с, или движущееся со скоростью 20 м/с? 6.Каков физический смысл финской пословицы « Что тратишь, поднимаясь в гору, вернешь на спуске»? К оглавлению

Задачи на смекалку. 1.На автомашину погрузили две одинаковые бочки. Одну бочку погрузили с помощью наклонной плоскости, а вторую подняли вертикально. Равны ли потенциальные энергии бочек, находящихся на автомашине? 2.Когда автомобиль расходует больше горючего: при равномерном движении или при движении с остановками? 3.Может ли потенциальная энергия быть отрицательной? Приведите примеры. К оглавлению

Тест. 1.Какая из перечисленных ниже единиц является единицей кинетической энергии? А) Н В) Дж Б) Па Г) Вт 2. Какой механической энергией обладает растянутая или сжатая пружина? А) Кинетической Б) Потенциальной В) Не обладает механической энергией 3.Энергия, которая определяется положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела, называется … А) потенциальной энергией. Б) кинетической энергией. 4.Тетрадь лежит на столе. Какой механической энергией она обладает относительно пола? А) Кинетической Б) Потенциальной В) Не обладает механической энергией 5. От чего зависит кинетическая энергия тела? А) От массы и скорости движения тела. Б) От скорости движения тела. В) От высоты над поверхностью Земли и массы тела. 6. Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется … А) потенциальной энергией. Б) кинетической энергией. 7.От чего зависит потенциальная энергия тела, поднятого над землей? А) От массы и скорости движения тела. Б) От скорости движения тела. В) От высоты над поверхностью Земли и массы тела. 8. Какой механической энергией обладает автомобиль, движущейся по дороге? А) Кинетической Б) Потенциальной В) Не обладает механической энергией К оглавлению

Слайд 2

Физическая величина, характеризующая процесс, во время которого сила F деформирует или перемещает тело. С помощью этой величины измеряется изменение энергии систем. Совершение работы может привести к изменению местоположения тел (работа по перемещению, работа по подъеду тел) служит для преодоления сил трения или вызвать ускорение тел (работа по ускорению). Единица:1 H ·м (один ньютон*метр) 1 H ·м =1 Вт · с (один ватт*секунда)= = 1 Дж (джоуль) 1 Дж равен работе, которая затрачивается, чтобы точка приложения силы в 1 H переместилась на 1 м в направлении перемещения точки. Механическая работа

Слайд 3

Физическая величина, характеризующая скорость осуществления механической работы. Р - мощность А - работа, t - время. Единица:1 H ·м/c (один ньютон*метр в секунду) 1 H ·м/c=1Дж/c=1Вт 1 Вт - мощность, которая затрачивается, когда точка приложения силы в 1 H в течение 1 с передвигается на 1 м в направлении движения тела. Механическая мощность Р

Слайд 4

Физическая величина, характеризующая соотношение между полезной и затраченной частью механической работы, энергии или мощности. полезная работа, полезная мощность полезная энергия затраченная энергия затраченная мощность затраченная энергия Механический коэффициент полезного действия

Слайд 5

Энергия-

Скалярная физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу. Полезная работа какого - либо устройства всегда меньше затраченной работы. Коэффициент полезного действия устройства всегда меньше 1. Коэффициент полезного действия всегда выражается в десятичных дробях или в процентах.

Слайд 6

Кинетическая энергия

Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения (характеризует движущееся тело). 1) В выбранной системе отсчета: - если тело не двигается -- - если тело двигается, то

Слайд 7

Потенциальная энергия поднятого над Землей тела

Энергия взаимодействия тела с Землей. Потенциальная энергия является относительной величиной, т. к. зависит от выбора нулевого уровня (где).

Слайд 8

Потенциальная энергия упруго деформированного тела.

Энергия взаимодействия частей тела. - - жесткость тела; - удлинение. Ер зависит от деформации: , - чем больше деформация, тем Ер - если тело не деформировано, Ер =0

Слайд 9

Потенциальная энергия – это энергия которой обладают предметы в состоянии покоя. Кинетическая энергия – это энергия тела приобретенная при движении. СУЩЕСТВУЕТ ДВА ВИДА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: КИНЕТИЧЕСКАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПРЕВРАЩАТЬСЯ ДРУГ В ДРУГА.

Слайд 10

Превращение потенциальной энергии в кинетическую. ПОДБРАСЫВАЯ ВВЕРХ МЯЧ, МЫ СООБЩАЕМ ЕМУ ЭНЕРГИЮ ДВИЖЕНИЯ – КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. ПОДНЯВШИСЬ, МЯЧ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ, А ЗАТЕМ НАЧИНАЕТ ПАДАТЬ. В МОМЕНТ ОСТАНОВКИ (В ВЕРХНЕЙ ТОЧКЕ) ВСЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ПОЛНОСТЬЮ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ. ПРИ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА ВНИЗ ПРОИСХОДИТ ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС.

Слайд 11

Закон сохранения механической энергии

Полная механическая энергия Полная механическая энергия тела или замкнутой системы тел, на которые не действуют силы трения, остается постоянной. Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь: она лишь превращается из одного вида в другой.

Слайд 12

БЕСЕДА

1. Что называют энергией? 2. В каких единицах выражают энергию в СИ? 3. Какую энергию называют потенциальной кинетической энергией? 4. Приведите примеры использования потенциальной энергии тел, поднятых над поверхностью Земли. 5. Какая связь существует между изменениями потенциальной и кинетической энергии одного и того же тела?

Слайд 13

6. Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии. 7. Опишите опыт, в котором можно проследить переход кинетической энергии в потенциальную и обратно. 8. Почему при действии силы трения закон сохранения механической энергии нарушается? 9. Сформулируйте всеобщий закон сохранения и превращения энергии. 10. Почему неработоспособны «вечные двигатели»?

Слайд 14

ВСПОМНИМ:

ПОСЛЕ УДАРА СВИНЦОВОГО ШАРА О СВИНЦОВУЮ ПЛИТУ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ЭТИХ ТЕЛ - ОНИ ДЕФОРМИРОВАЛИСЬ И НАГРЕЛИСЬ. ЕСЛИ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ, ТО ИЗМЕНИЛАСЬ И ЭНЕРГИЯ ЧАСТИЦ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОЯТ ТЕЛА. ПРИ НАГРЕВАНИИ ТЕЛА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ ЗНАЧИТ, УВЕЛИЧИВАЕТСЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. КОГДА ТЕЛО ДЕФОРМИРОВАЛОСЬ, ТО ИЗМЕНИЛОСЬ РАСПОЛОЖЕНИЕ ЕГО МОЛЕКУЛ, А ЗНАЧИТ, ИЗМЕНИЛАСЬ ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ВСЕХ МОЛЕКУЛ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОИТ ТЕЛО, И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОСТОВЛЯЮТ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛА

Слайд 15

ВЫВОД: МЕХАНИЧЕСКАЯИ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ МОГУТ ПЕРЕХОДИТЬ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ.

ЭТО СПРАВЕДЛИВО ДЛЯ ВСЕХ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ. ПРИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ, ТЕЛО БОЛЕЕ НАГРЕТОЕ ОТДАЕТ ЭНЕРГИЮ, А ТЕЛО МЕНЕЕ НАГРЕТОЕ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ. ПРИ ПЕРЕХОДЕ ЭНЕРГИИ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ ИЛИ ПРИ ПРЕВРАЩЕНИИ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ЭНЕРГИЯ СОХРАНЯЕТСЯ

Слайд 16

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ПРИВЕЛО К ОТКРЫТИЮ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ПРИРОДЫ – ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ

ВО ВСЕХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИРОДЕ, ЭНЕРГИЯ НЕ ВОЗНИКАЕТ И НЕ ИСЧЕЗАЕТ. ОНА ТОЛЬКО ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЗ ОДНОГО ВИДА В ДРУГОЙ, ПРИ ЭТОМ ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ СОХРАНЯЕТСЯ.

Механическая работа и энергия:

• КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
• И МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА
• РАБОТА СИЛЫ ТЯЖЕСТИ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
• ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

• Начнём путь к ещё одному закону сохранения.
• Необходимо ввести несколько новых понятий так, чтобы они не показались вам свалившимися «с потолка», а отражали живую мысль людей, указавших впервые на полезность и смысл новых понятий.
• Начнём.

• Решим с помощью законов Ньютона задачу: тело массой m совершает движение с ускорением под действием трёх сил, указанных на рисунке. Определить скорость  в конце пути S.

• F1 + F2 + F3 = m×а,
• в проекции на ось ОХ:
• F1cos - F3 = m×а 
• F1cos - F3 = m × (υ²–υо²)
• F1S cos - F3S = mυ² –mυо²

• F1S cos - F3S = mυ² – mυо²

• Обсудим полученный результат.

• Влияние всех сил на изменение ΔΕк можно описать единым образом, если ввести величину A=Fs cosα , называемую механической работой:
• А1= F1S cos,
• A2= F2S cos 90°=0,
• A3 = F3S cos180°=F3S,
• а вместе A1 + A2 + A3= Ek  Eko
• или: изменение кинетической энергии тела равно работе сил, действующих на тело.
• Полученное выражение – теорема о кинетической энергии: ΣA=ΔΕk.

• =1Дж

• [A]=1Дж

• Обратите внимание, что Ek и А – скалярные величины!

• Закрепим сведения о новых понятиях.
• У какого из тел больше кинетическая энергия: у спокойно идущего человека или летящей пули?
• Скорость автомобиля возросла вдвое (втрое). Во сколько раз изменилась его кинетическая энергия?
• При каких из перечисленных движений кинетическая энергия тел изменяется: РПД, РУД, РДО?
• Выразите кинетическую энергию через модуль импульса тела и модуль импульса через кинетическую энергию.

• 3) РУД υ=υ0+at  υ
• (модуль скорости возрастает), m = const 
• .

• Модуль импульс тела:
• Кинетическая энергия:

• Работа величина скалярная, выражается числом. А 0, если 0≤90°; А0 , если 90°   ≤ 180°.
• Если сила действует на тело под углом 90° к направлению мгновенной скорости, скажем, сила тяжести при движении спутника по круговой орбите или сила упругости при вращении тела на нити. А=Fs cos90 °=0.
• По теореме 0 = Ек – Еко  Ек = Еко сила не изменяет скорость!!!

• Вспомним и об импульсе: есть ли на рисунке тела, обладающие одинаковым импульсом?

• Цифры в кружках означают массы тел, цифры рядом с вектором – скорости тел. Все величины (массы и скорости) выражены в единицах СИ.

• ИМПУЛЬС - ВЕКТОР!

• Укажите стрелкой направление скорости, такое, чтобы:
• А1 0, А2 0, А3  0;
• А1  0, А2  0, А3 =0;
• А1  0, А2  0, А3 =0;
• А1  0, А2  0, А3  0.

• Возможна ли такая комбинация знаков работ, для которой вообще нельзя подобрать направление скорости?

• В каких случаях из приведённых ниже работа равнодействующей положительна, отрицательна, равна нулю:

• Автобус отходит от остановки, движется равномерно и прямолинейно, поворачивает с постоянной по модулю скоростью, подходит к остановке;
• Вы спускаетесь с горки; катаетесь на карусели, на качелях?

• Понятие кинетической энергии ввёл впервые голландский физик и математик Христиан Гюйгенс, которого называл великим сам И.Ньютон. Изучая соударения упругих шаров, Гюйгенс пришёл к заключению: „При соударении двух тел сумма произведений из их величин на квадраты их скоростей остаётся неизменной до и после удара” («величин» – читай «масс»). С современных позиций открытие Гюйгенса не что иное, как частный случай проявления закона сохранения энергии. Гюйгенс, красавец из старинного рода, в котором «таланты, дворянство и богатство были наследственными», не только впервые определил кинетическую энергию, но и указал на векторный характер импульса. Он изобрёл маятниковые часы, выполнил ряд блестящих работ по математике, астрономии. «Прекрасно дисциплинированный гений… уважающий свои способности и стремящийся использовать их в полной мере».

• В повседневности у нас постоянно существует необходимость изменять направление и модуль скорости различных тел (движение пальцев, век и др.). Чтобы изменить модуль скорости, необходимо совершить механическую работу: A=ΔΕk. Эту работу совершают ваши мышцы.
• Рассмотрим самое обычное явление – подъём по лестнице. Вы стоите на ступеньке, ставите ногу на следующую, напрягаете мышцы, возникает реакция опоры, компенсирующая силу, сила совершает положительную работу А0, скорость вашего тела возрастает: ΔΕk 0, вы поднимаетесь на одну ступеньку. Одновременно сила тяжести совершает отрицательную работу, так как  =180°. Работа силы напряжения мышц должна быть хоть чуть-чуть, но больше работы силы тяжести (по модулю), иначе не удастся увеличить Εk .

• АА, иначе не удастся увеличить кинетическую энергию Ек = А + А,(А 0). Так как перемещение туловища под действием этих сил одинаково, то ясно, что  ,  и

ТЕМА УРОКА: ???

Решим кроссворд

2? Причина изменения скорости тела?

3? Произведение «причины» изменения

скорость на пройденный путь называется…?

4? Способность тела совершать работу, называется…?

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Тип урока. Изучение нового материала.

Цели на уроке: Познакомить с понятием энергии, как способностью тела совершать работу; дать определение потенциальной и кинетической энергии.

• Актуализация ранее полученных знаний. Формирование новых понятий. Применение новых знаний к решению практических задач.

Метапредметные

• Личностные: принимать и сохранять учебную цель и задачу.
• Регулятивные: способность ставить новые учебные цели и задачи
• Познавательные: формирование представлений об энергии, кинетической и потенциальной энергиях.
• Коммуникативные: умение аргументировать свою точку зрения, навыки работы в группе: умение выслушать собеседника, обсудить возникшие вопросы..
• Основные понятия: Энергия; кинетическая энергия; потенциальная энергия тела, поднятого над Землёй; потенциальная энергия упруго деформированного тела.

Энергия – работа, которую может совершить тело при переходе из данного состояния в нулевое

Термин “энергия” ввел в физику английский ученый Т. Юнг в 1807 г.

В переводе с греческого слово “энергия” означает действие, деятельность.

Так как в механике изучается движение тел и их взаимодействие, то

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ

КИНЕТИЧЕСКАЯ

энергия движения

энергия взаимодействия

Кинетическая энергия

Определим кинетическую энергию тела, движущегося со скоростью υ

энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (υ 0 =0) в данное (υ ≠0).

Преобразуем это выражение:

Согласно Закону Ньютона

Путь при равноускоренном движении:

Потенциальная энергия

Определим потенциальную энергию взаимодействия тела с Землей на высоте h .

Энергия - это работа которую, нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h 0 =0) в данное (h).

Энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h 0 =0) в данное (h).

Определим работу силы F:

Самостоятельно выведите формулу

Проверим:

потенциальная энергия:

Мы познакомились с двумя видами механической энергии

КИНЕТИЧЕСКАЯ

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ

энергия движения

энергия взаимодействия

Однако, в общем случае тело может обладать и кинетической, и потенциальной энергией одновременно.

называется

Полной механической энергией

Это понятие было введено в 1847 г. немецким ученым Г. Гельмгольцем.

Изучение свободного падения тел

(в отсутствии сил трения и сопротивления) показывает, что всякое уменьшение одного вида энергии ведет к увеличению другого вида энергии.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Обозначим начальную энергию тела

А конечную

Тогда закон сохранения энергии можно записать как

Предположим, что в начале движения скорость тела была равна υ 0 , а высота h 0 , тогда:

А в конце движения скорость тела стала равна υ , а высота h , тогда:

Полная механическая энергия тела, на которое не действуют силы трения и сопротивления, в процессе движения остается неизменной.

пример

Камень массой 2 кг летит со скоростью 10 м/с. Чему равна кинетическая энергия камня?

Кинетическая энергия камня

Ответ: 100 Дж.

Кирпич массой 4 кг лежит на высоте 5 м от поверхности земли. Чему равна потенциальная энергия кирпича?

Потенциальная энергия кирпича

Подставим числовые значения величин и рассчитаем:

Ответ: 200 Дж.

У какого из этих двигающихся тел кинетическая энергия больше?

У самолёта

В каких местах реки - у истоков или в устье - каждый кубический метр воды обладает большей потенциальной энергией?

Ответ обоснуйте.

Водопад в тропиках

У какого из этих двух самолётов потенциальная энергия больше?

У верхнего

Тест

1. Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется... энергией.

• потенциальной
• кинетической
• Не знаю

1) потенциальной

2) кинетической

3) Не знаю

• Поднять вертолёт выше;
• Спустить вертолёт ниже;
• Посадить вертолёт на землю.

• Только кинетической;
• Только потенциальной;
• Никакой;
• Не знаю.

Проверка теста.

1 . Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется... энергией.

• потенциальной
• кинетической
• не знаю

2. Энергия сжатой пружины является примером... энергии.

1) потенциальной

2) кинетической

3) Не знаю

3. Два шара одинаковых размеров, деревянный и свинцовый, в момент падения на землю имели одинаковую скорость"". Одинаковой ли кинетической энергией они обладали?

1)Большую энергию имел свинцовый шар.

2)Большую энергию имел деревянный ша

3)Одинаковой, так как их скорости и размеры одинаковые

• Спустить вертолёт ниже;
• Поднять вертолёт выше;
• Увеличить скорость вертолёта;
• Уменьшить скорость вертолёта;
• Посадить вертолёт на землю.

• Только кинетической;
• Только потенциальной;
• Потенциальной и кинетической;
• Никакой;
• Не знаю.

Грабители отняли у потерпевшего деньги, документы, раздели его до гола и решив, что взять с него больше нечего, кинули с моста в речку. Чем всё-таки обладал потерпевший на полпути к холодной воде?

Ответ: потенциальной энергией, постепенно переходящей в кинетическую.

Домашнее задание:

• Прочитать § 14,15
• Выучить основные понятия, формулы, определения.
• Подготовить краткий конспект

§ 16 на I уровень,

реферат презентацию по теме