Задача 3.(для сильных)

Физика 7 класс

Превращение одного вида механической энергии в другой.

I. Изучение нового материала.

На предыдущем уроке мы познакомились с понятием энергия.

Энергией обладает то тело, которое способно совершить работу.

На какие два вида делится механическая энергия? (Механическая энергия делится на два вида: потенциальная энергия и кинетическая энергия).

Дайте характеристику потенциальной энергии. (Потенциальная энергия определяется взаимным расположением взаимодействующих тел (или частей одного и того же тела)). Потенциальная энергия тела, поднятого над землей пропорциональна массе этого тела и высоте, на которую это тело поднято.

Что такое кинетическая энергия? (Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает всякое движущееся тело). Кинетическая энергия пропорциональна массе тела и квадрату скорости, с которой это тело двигается.

Как вы думаете, что будет происходить с энергией при падении тела?

       Разобрать примеры падения яблока с дерева, мяча с некоторой высоты (Переход потенциальной энергии тела в кинетическую энергию и обратно). Примеры таких переходов энергии:

• Падение воды с плотины на турбину.

• Качающийся маятник.

• Движение пули в стволе ружья и т. д.

 

       Какой вывод можем сделать?

пол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия тела (сумма ки­не­ти­че­ской и по­тен­ци­аль­ной) не ме­ня­ет­ся или, как го­во­рят по-дру­го­му, со­хра­ня­ет­ся. Это мы на­зы­ва­ем за­ко­ном со­хра­не­ния ме­ха­ни­че­ской энер­гии: Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

Важно пом­нить, что этот закон вы­пол­нен толь­ко для за­мкну­той си­сте­мы тел.  За­мкну­тая си­сте­ма тел – это та си­сте­ма, в ко­то­рой не дей­ству­ют внеш­ние силы.

II. Закрепление

1.      Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счет какой энергии он движется? (За счет потенциальной энергии)

2.  Водителю необходимо переехать на автомобиле лужу, где, как он предполагает, илистое дно. Он решает разогнать машину и на большой скорости преодолеть препятствие. Правильно ли его решение? Почему? (Правильно, так как при разгоне автомобиль приобретает большую скорость и дополнительную кинетическую энергию, которая помогает преодолеть лужу)

3.  Почему автомашина большой грузоподъемности должна иметь более сильные тормоза, чем малой? (При одинаковых скоростях большегрузный автомобиль, имеющий большую массу, обладает и большей кинетической энер­гией. А тормоза должны эту энергию «погасить»)

4.  Почему иногда автомобиль не может въехать на гору, если он у начала подъема не сделал разгон? (Если автомобиль делает разгон, то он увеличивает этим свою скорость и кинетическую энергию, которая прибавляется к ранее приобретенной. Поэтому он может совершить большую работу)

5.  Грузовая и легковая машины с одинаковой скоростью спускаются с одной и той же горы. Какой энергией они обладают в начале, середине и конце пути? У какой машины энергия больше в середине трассы? (Потенциальной; потенциальной и кинетической; кинетиче­ской. В середине трассы грузовой автомобиль обладает большей энергией, так как его масса больше)

6.  Грузовой и легковой автомобили поднялись на гору и остановились. Какой из них обладает большей механической энергией? (Грузовой; так как у него масса больше, он приобрел, поднявшись на гору, большую потенциальную энергию)

7.  При каком условии возможна ситуация: два автомобиля - легковой и грузовой, въезжающие на один и тот же подъем, обладают одинаковой потенциальной энергией? (Если легковой автомобиль будет иметь такую же массу, как грузовой)

8.  Одинаковую ли энергию затрачивает автомобиль, двигаясь по сыпучему песку или твердой гладкой дороге? Объясните свой ответ. (Нет, разную. По сыпучему песку - больше, потому что необ­ходимо преодолевать большее сцепление с грунтом)

9.  Представьте на миг такую ситуацию: ваш автомобиль движется в условиях невесомости, в мире, где не существует трения и сопротивления среды. Нужно ли совершать работу для изменения скорости его движения? (Да, нужно)

10. На отрезке трассы Нижнегорск - Симферополь автомобиль совершил небольшой спуск, а затем - подъем. Какие превращения механической энергии имели место? Почему удалось сэкономить горючее? (За счет кинетической энергии, приобретенной при спуске, не требовалось сильно разгонять машину для преодоления подъе­ма, поэтому произошла экономия горючего)

11. Какая энергия используется в пневматических тормозных системах автомашины? (Потенциальная энергия сжатого воздуха)

Решение задач.

Задача 1. На какую вы­со­ту под­ни­мет­ся тело, под­бро­шен­ное вер­ти­каль­но вверх, с на­чаль­ной ско­ро­стью 20 м/с? При ре­ше­нии за­да­чи не учи­ты­ва­ет­ся со­про­тив­ле­ние воз­ду­ха.

Дано:	Решение
V=20 м/c	Ки­не­ти­че­ская энер­гия, по­лу­чен­ная в брос­ке, будет пе­ре­хо­дить по­сте­пен­но в по­тен­ци­аль­ную энер­гию:  Ер =Eк   т.е. .        Сократив на m, получаем . Выразим h, получаем:   Получаем:
h=?	Ответ: вы­со­та подъ­ема тела 20 мет­ров

 

Задача 2. Рас­счи­тайте жест­кость пру­жи­ны, если из­вест­но, что при рас­тя­же­нии ее на 20 см пру­жи­на при­об­ре­ла по­тен­ци­аль­ную энер­гию упру­го­де­фор­ми­ро­ван­но­го тела 20 Дж.

Дано:	СИ	Решение
х=20см Ер=20 Дж	0,2 м	Пружина обладает потенциальной энергией. Вы­ра­зим ве­ли­чи­ну k: ,
k=?		Ответ: Ответ: жест­кость пру­жи­ны равна 1000Н/м

Задача 3.(для сильных)