Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Урок 64/9. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ УПРУГО ДЕФОРМИРОВАННОГО ТЕЛА



 

Цель урока: развить понятие "потенциальная энергия" и использовать его для расчета работы, совершаемой упругодеформированным телом.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: динамометр пружинный от набора по кинематике и динамике, груз массой 50 г, метр демонстрационный, штатив универсальный.

План урока: 1. Вступительная часть 1-2 мин.

2. Опрос 10 мин.

3. Объяснение 20 мин.

4. Закрепление 10 мин.

5. Задание на дом 2-3 мин.

 

II. Опрос фундаментальный: 1. Работа силы тяжести. 2. Гравитационная потенциальная энергия.

Задачи.

1. При вертикальном подъеме тела массой 2 кг на высоту 10 м человеком совершена работа 240 Дж. С каким ускорением поднимался груз?

2. На столе лежит книга размером Наименьшая работа, необходимая, чтобы раскрыть книгу на середине, равна А. Чему равна масса книги?

3. Какая производится работа при втягивании 4-килограммовых саней на горку вдоль тридцатиградусного склона длинной 16 м? Чему будет равна конечная скорость саней, если их спустить без пассажиров с вершины горки, полагая, что трение пренебрежимо мало?

4. Для испытания оборудования в условиях невесомости и перегрузки контейнер с ним подбрасывается на высоту 125 м пневматическим поршневым устройством, находящимся на дне вакуумной шахты. С какой силой действует поршень, подбрасывая контейнер, если при этом он выдвигается на длину 1 м, а масса контейнера с оборудованием 2 т?

Вопросы:

1. Человек спускается на парашюте. Какая сила совершает при этом положительную работу, и какая отрицательную работу?

2. Почему реки не могут течь вспять?

 

III. Помимо гравитационной, существуют и другие виды потенциальной энергии. Например, упругодеформированное тело (пружина) в сжатом или растянутом состоянии обладает потенциальной энергией, поскольку способна совершить работу (демонстрация). Вычислим работу, которую совершает сжатая пружина.

Fупр = kx; S =x1 - x2

Потенциальная энергия упругодеформированного тела:

Еп = .

 

График потенциальной энергии пружины от величины деформации. Примеры, демонстрирующие зависимость потенциальной энергии пружины от величины деформации и от жесткости пружины. Где запасена эта энергия? Зависит ли она от того, каким способом достигнуто это состояние сжатия?

А' = Еп1 - Еп2

Вывод: Работа силы упругости при "кругосветном путешествии" равна нулю, следовательно, сила упругости – консервативная сила (консерватор).

Потенциальная энергия упругодеформированного тела – энергия взаимодействия (демонстрация на модели твердого тела). Почему увеличивается потенциальная энергия пружины при ее растяжении?

Другие формы потенциальной энергии: электростатическая, химическая (бензин, пища, аккумуляторная батарея). Люди научились запасать энергию в процессе совершения работы, а потом расходовать её постепенно, как, например, в механических часах, или всю разом, как в стрелковом оружии. Сегодня человек активно использует энергию ветра, текущей воды, внутреннюю энергию топлива, электрическую и ядерную энергию.

Определение. Потенциальная энергия (Еп) - энергия взаимодействия тел, составляющих замкнутую консервативную систему, измеряемая для пружины половиной произведения коэффициента жесткости пружины на квадрат ее удлинения.

IV. Задачи.

1. Пружина жесткостью 500 Н/м сжата силой 100 Н. Определите работу внешней силы, дополнительно сжимающей пружину на 2 см.

2. Брусок массой 1 кг лежит на шероховатой горизонтальной плоскости. К нему прикрепляют невесомую пружину, жесткость которой 40 Н/м. Коэффициент трения между бруском и плоскостью 0,8. Какую работу необходимо совершить, чтобы, взявшись за пружину, равномерно переместить брусок на расстояние 2 м?

3. Система состоит из двух последовательно (параллельно) соединенных пружинок с коэффициентами жесткости k1 и k2. Найти минимальную работу, которую необходимо совершить, чтобы растянуть эту систему на ∆ℓ.

V. § 47 Упр. 26, № 1-6.

 

Так, законы сохранения действительно являются законами запрета. Они запрещают любое явление, при котором изменялась бы сохраняющаяся величина.

К.Форд