ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ ДИНАМИКИ
Урок № 17
Тема. Механическая энергия. Работа и энергия
Цель: раскрыть учащимся сущность понятия энергии как физической величины, которая описывает состояние тела и изменение которой определяет работу.
Тип урока: комбинированный.
План урока
Контроль знаний |
15 мин. |
1. Что такое перемещение?
2. Что такое сила?
3. Верно ли утверждение: перемещение тела определяется только силой, действующей на это тело? |
Изучение нового материала |
20 мин. |
1. Связь между работой и энергией.
2. Механическая энергия |
Закрепление изученного материала |
10 мин. |
1. Контрольные вопросы |
Изучение нового материала
1. Связь между работой и энергией
Работа связана с перемещением, поэтому она может выполняться только при условии, что тела движутся. Если работа выполняется во время движения тел, которые взаимодействуют, то изменяется их взаимное расположение. Кроме того, во время выполнения работы может меняться скорость тел.
Таким образом, тело выполняет работу только в случае изменения своего механического состояния: меняется или взаимное расположение тел, или их скорости, или то и другое.
Например, когда гиря в часах опускается, меняется ее расположение относительно Земли. В случае деформации пружины изменяется взаимное расположение взаимодействующих частиц, из которых состоит вещество пружины.
Способность тела выполнять работу вследствие изменения своего состояния характеризуют физической величиной, которая называется энергией.
2. Механическая энергия
Механическая энергия тела определяется механическим состоянием тела, т.е. взаимным расположением тел и их скоростями. Если тело или система тел выполняет положительную работу вследствие изменения механического состояния, механическая энергия тела или системы тел уменьшается.
Мерой изменения энергии является работа, поэтому энергия измеряется в тех же единицах, что и работа. Таким образом, единицей измерения энергии в СИ является джоуль. Например, если система выполняет положительную работу в 1 Дж, энергия системы уменьшается на 1 Дж.
Таким образом, работа, в отличие от энергии, характеризует не состояние тела в определенной системе отсчета, а процесс перехода тела из одного состояния в другое.
Вопрос к учащимся в ходе изложения нового материала
1. Когда тело способно выполнить работу?
2. Какая деталь в настольном и в наручных механических часах имеет способность выполнить работу?
3. Изменяется механическое состояние тела во время выполнения работы?
4. Как изменяется энергия пружины (увеличивается или уменьшается), когда пружина возвращается к недеформованого состояния? Зависит ли ответ от того, это была растянута пружина или сжата?