Энергия. Закон сохранения и превращения энергии. Применение законов сохранения при решении практических задач в науке и технике

4.12.14 9а класс

Тема урока: Энергия. Закон сохранения и превращения энергии. Применение законов сохранения при решении практических задач в науке и технике.

Цель:

Раскрытие учащимися, в ходе урока, смысла закона сохранения энергии, получение сведений о границах его применимости, приобретение умения описывать преобразования энергии при движении тел.

Задачи:

Создать условия для формирования умений, обеспечивающих самостоятельное успешное применение закона сохранения механической энергии к решению задач на преобразование энергии придвижении тел

Способствовать развитию умений самостоятельно выделять главное, обобщать и систематизировать имеющиеся знания. Развивать умение грамотно выражать свои мысли, строить логически выдержанный рассказ.

Оборудование: мультимедийные презентации, проектор, видеоролики

Ход урока.

1. Организационный момент

- объявление темы урока ( слайд №1);

- сообщение цели и задач урока (слайд №2)

2. Актуализация знаний.

1. Фронтальный опрос.

• - Что называется импульсом тела?

• Запишите формулу импульса тела.

• Какова единица измерения импульса тела в СИ?

• Сформулируйте закон сохранения импульса.

2) работа в паре

А.Решение задач по Р №

Б.Задание для слабоуспевающих

Посмотри перепиши и реши

1)Дано : Решение

m= 4 кг p=

v=5м/c

p=?

2)Дано : Решение

m= 6 кг p=

v=11м/c

p=?

3) Дано : Решение

m= 6 кг p=

v=11м/c

p=?

3.Новая тема

Сообщение№1

Историческая справка (готовят ученики).

Майер Юлиус Роберт (1814 -1874гг.) - немецкий врач, независимо от других сформулировал закон сохранения энергии. В статье, опубликованной в 1842 году, Майер ясно утверждает, что существует определенная связь между высотой, с которой подает некая масса, и выделившимся при ударе о землю некоторого количества теплоты. Майер попытался также вычислить механ

ический эквивалент теплоты

Об учёном, который впервые сформулировал и обосновал закон сохранения энергии, мы узнаем из доклада «Научная деятельность Германа Гельмгольца».

Портрет ученого на доске.

.Гельмгольц Герман Людвиг Фердинанд Фон (31.08.1821 - 08.09.1894гг.) - один из величайших учёных XIX века. В 1847 году он опубликовал классическую работу "О сохранении энергии", где изложил философские и физические основания закона сохранения и превращения энергии и дал его математическую формулировку. Работа вызвала большой шум в научных кругах. Аналогичные идеи были выдвинуты рядом других ученых, однако Гельмгольцу принадлежит наиболее четкая формулировка важнейшего закона. Джоуль открыл Закон сохранения энергии для тепловых процессов. За 100 лет до Майера и Гельмгольца М.В.Ломоносов открыл Закон сохранения энергии.

В наше время главные виды энергии, за счет которых совер­шается работа,- это энергия, осво­бождающаяся при сгорании топлива (угля, нефти, газа), энергия падаю­щей воды и так называемая ядерная энергия. Но ни один из этих видов энергии не подается непосредственно к машинам.

На пути к машинам, в которых совершается работа, энергия пре­терпевает превращения из одной формы в другую. ТЭС, ГЭС,ПЭС

2. . F=m*a . A=F*s (видеоролик ,трение и Е )

А= Еk₂ - Ek1 (теорема о кинетической энергии)

А= -(h2- h1)

3. (видеоролик , пружина)

4. (видеоролик ,падение )

А= - (Ер₂ - Ер₁) (теорема о потенциальной энергии)

3.Закрепление

А.Р №

Б.Тесты

Закон сохранения полной механической энергии Вариант 2

1. Камень брошен вертикально вверх. В момент броска он имел кинетическую энергию 30-Дж. Какую потенциальную энергию относительно поверхности земли будет иметь камень в верхней точке траектории полета? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) 0 Дж 2) 15 Дж 3) 30 Дж 4) 60 Дж

2. Тело массой 2 кг, брошенное с уровня земли вертикально вверх, упало обратно. Перед ударом о землю оно имело кинетическую энергию 100 Дж. С какой скоростью тело было брошено вверх? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) 10 м/с 2) 20 м/с 3) 30 м/с 4) 40 м/с

3. Тело массой 1 кг, брошенное вертикально вверх от поверхности земли, достигло максимальной высоты 20 м. С какой по модулю скоростью двигалось тело на высоте 10 м? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) 7 м/с 2) 10 м/с 3) 14,1 м/с 4) 20 м/с

4. Шарику на нити, находящемуся в положении равновесия, сообщили небольшую горизонтальную скорость (см. рисунок). На какую высоту поднимется шарик?

1) 2) 3) 4)

5. На рисунке представлен график изменения со временем кинетической энергии ребенка, качающегося на качелях. В момент, соответствующий точке A на графике, его полная механическая энергия равна

1) 10 Дж

2) 20 Дж

3) 30 Дж

4) 40 Дж

закон сохранения полной механической энергии Вариант 1

1. Камень брошен вертикально вверх. В момент броска он имел кинетическую энергию 20 Дж. Какую кинетическую энергию будет иметь камень в верхней точке траектории полета? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) 0 Дж 2) 10 Дж 3) 20 Дж 4) 40 Дж

2. Тело массой 1 кг, брошенное с уровня земли вертикально вверх, упало обратно. В момент наивысшего подъема оно имело потенциальную энергию 200 Дж. С какой скоростью тело было брошено вверх? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) 10 м/с 2) 20 м/с 3) 30 м/с 4) 40 м/с

3. Как изменится первая космическая скорость по мере удаления корабля от поверхности планеты?

1) Увеличится 2) Уменьшится 3) Не изменится 4) Зависит от массы корабля

4. Как изменится первая космическая скорость спутника, если он удалится от поверхности планеты на высоту, равную трем радиусам?

1) Увеличится в 2 раза 2) Уменьшится в 2 раза 3) Увеличится в 4 раза 4) Уменьшится в 4 раза

5. Какая формула связывает первую космическую скорость спутника, летающего на небольшой высоте и ускорение свободного падения на поверхности планеты?

1) 2) 3) 4)

В. карточки для слабых

Посмотри перепиши и реши

1)Дано : Решение

m= 2 кг E=h

h=5м

E=?

2)Дано : Решение

m= 3 кг E=h

h=6м

E=?

3) Дано : Решение

m= 25 кг E=h

h=15м

E=?

1)Дано : Решение

m= 2 кг E=h

h=5м

E=?

2)Дано : Решение

m= 3 кг E=h

h=6м

E=?

3) Дано : Решение

m= 25 кг E=h

h=15м

E=?

ОТВЕТЫ

1-В 2-В

1-3 1-3

2-1 2-1

3-2 3-4

4-4 4-1

5-2 -5-3

Карточки

1. 100Дж

2. 180Дж

3. 3750Дж

Г. Задачи о центре тяжести ВОУД и ЕНТ про шторы и стержень.

Типичная ошибка про этаж

Сообщение№2

Усть-Каменогорская ГЭС

Усть-Каменогорская ГЭС, в верхнем течении р. Иртыш, в районе Усть-Каменогорска Казахской ССР. Установленная мощность 332 Мвт (4 агрегата мощностью 83 Мвт каждый), среднегодовая выработка электроэнергии 1580 млн. квт·ч, максимальный напор 41,8 м. В состав гидроузла входят водосливная плотина длина по гребню 92 м с четырьмя водосливными отверстиями, рассчитанными на пропуск 3400 м³ воды в секунду, глухие бетонные плотины длина 300 м, здание ГЭС со щитовой стенкой длина 129 м и однокамерный судоходный шлюз. Гидроузел образует Усть-Каменогорское водохранилище. Строительство начато в 1939, закончено в 1954. Электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, передаётся в Алтайэнерго (Восточный Казахстан).

На Усть-Каменогорской ГЭС завершена модернизация гидроагрегата №1. Стоимость проекта составила более 2,5 млрд тенге,

«Модернизация гидроагрегата №1 - это крупнейший инвестиционный проект на Усть-Каменогорской ГЭС. Модернизация проводилась с октября 2011 года по апрель 2013 года. В ходе модернизации была произведена полная замена гидрогенератора, смонтирована автоматизированная система управления и система стационарного вибрационного мониторинга гидроагрегата. Произведена замена группы главных повысительных трансформаторов блока №1, что позволит снизить потери электроэнергии в трансформаторах», - сказали в ТОО «AES Усть-Каменогорская ГЭС».

«Работу по замене оборудования гидроагрегата, монтаж системы стационарного вибрационного мониторинга, а также замену повысительных трансформаторов выполнила казахстанская компания ТОО «ВК Промэнергоремонт», еще одна казахстанская компания ТОО «Фирма Востокмаркет» произвела монтаж автоматизированной системы управления», - подытожили в ГЭС.

Сообщение№3

Шульбинская ГЭС

Шульби́нская ги́дроэлектроста́нция - ГЭС находится на реке Иртыш, вблизи пос. Шульбинск, Восточно-Казахстанской области, Казахстан. Входит в Иртышский каскад ГЭС. Принадлежит АО «Шульбинская ГЭС», крупнейшим акционером которой является АО «Самрук-Энерго»

Общие сведения

ГЭС построена по плотинному типу. Состав сооружений ГЭС:

• правобережная земляная (гравийно-песчаный грунт) плотина с противофильтрационным элементом;

• левобережная дамба длиной 440 м;

• здание ГЭС, совмещенное с глубинными водосбросами;

• однокамерный однониточный судоходный шлюз с подводящими каналами;

• ОРУ 220 кВ.

Мощность ГЭС - 702 мегаватт, среднегодовая выработка 1,66 млрд кВт⋅ч. В здании ГЭС установлены 6 гидроагрегатов с поворотно-лопастными турбинами ПЛ50-В-850, работающими при напоре 40 м (диаметр рабочего колеса 8,5 м), и генераторами СВ-1636/200-80 УХЛ мощностью по 117 МВт. Напорные сооружения ГЭС образуют крупное Шульбинское водохранилище сезонного регулирования. ГЭС осуществляет покрытие пиковых нагрузок в энергосистеме Казахстана.

История строительства и эксплуатации

Строительство гидроэлектростанции было начато в 1976 году, пуск первого гидроагрегата состоялся 23 декабря 1987 года, последний гидроагрегат пущен 19 декабря 1994 года. До настоящего времени, строительство ГЭС не завершено. С 1997 года ГЭС находится в концессии компании AES сроком на 20 лет. При получении ГЭС в концессию, компания обязалась осуществить достройку ГЭС, в частности, введение в эксплуатацию судоходного шлюза, однако не выполнила своих обязательств. Судоходный шлюз был возвращен государству в 2003 году и достроен за счет бюджетных средств. Церемония открытия шлюзового канала состоялась 12 октября 2004 года, ввод шлюза в промышленную эксплуатацию состоялся весной 2005 года. До настоящего времени не решен вопрос с достройкой второй очереди ГЭС и повышением отметки водохранилища до проектных значений, что позволит увеличить мощность и выработку ГЭС (в частности, полезный объём водохранилища при этом увеличится с 1,8 до 7,1 км³).

3. Итог урока:

Лист взаимопроверки

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

4. Домашнее задание.

П. №22,23 упр20(2)

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого

Этапы урока

оценка

Повторение

Новая тема

Закрепление

итого