Кинетическая и потенциальная энергия - Работа и мощность. Энергия

Цели урока: познакомить с понятием энергии, как способностью тела совершать работу; дать определение потенциальной и кинетической энергии.

Ход урока

I. Повторение пройденного по теме «Работа. Мощность»

Проведите небольшой фронтальный опрос-беседу по пройденной теме:

- Что такое работа?

- По какой формуле вычисляется работа?

- В каких единицах измеряется работа?

- Что такое полезная работа? полная работа?

- Для характеристики чего введено понятие мощности?

- В каких единицах измеряется мощность?

- По какой формуле вычисляется мощность?

II. Изучение нового материала

После повторения понятий работа и мощность можно начать объяснение нового материала, описав следующую жизненную ситуацию:

Двое грузчиков работают на стройке. Однако один из них может носить по целому десятку кирпичей, а другой грузчик — только по два кирпича. Говорят, что у первого больше энергии, так как он может выполнить большее количество работы.

Обратите внимание, что грузчики совершают над кирпичами механическую работу. По мере ее совершения способность грузчиков совершать новую работу уменьшается. Говорят, что уменьшается энергия грузчиков.

Т. е. при совершении телом работы его энергия уменьшается.

Итак, энергия — физическая величина, характеризующая способность тел совершать работу.

Энергия (как и работа) измеряется в джоулях.

Автомобили и самолеты, тепловозы и теплоходы работают, расходуя энергию сгорающего топлива, гидротурбины - энергию падающей с высоты воды. На заводах и фабриках работают станки и машины, используя электрическую энергию.

Более того, все живые организмы используют энергию для своей жизнедеятельности: растения — энергию солнца, животные и люди - энергию потребляемой пищи.

Рассмотрим два вида механической энергии:

1. Кинетическая энергия — энергия движущихся тел. Кинетическая энергия тем больше, чем больше масса тела и скорость его движения.

где m — масса тела,

v — скорость движения тела.

Еще с древних времен человек использовал кинетическую энергию движущейся воды в реках и энергию движущегося воздуха — ветра.

2. Потенциальная энергия (от лат. потенция — возможность) — это энергия взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. Потенциальной энергией, например, обладает тело, поднятое относительно поверхности Земли, потому что энергия зависит от взаимного положения его и Земли и их взаимного притяжения.

Если считать потенциальную энергию тела, лежащего на Земле, равной нулю, то энергия тела, поднятого на какую-то высоту, определяется той работой, которую совершит сила тяжести при падении тела на Землю.

Любое тело, поднятое над поверхностью Земли, обладает относительно нее потенциальной энергией. Кроме того, потенциальной энергией обладает натянутая тетива лука, пружина заведенного механизма, т.е. всякое упругое деформированное тело.

Таким образом, потенциальная энергия зависит от силы взаимодействия тел и расстояния между ними.

Домашнее задание

Задачи 803, 804, 818. § 62-63.

Сравните кинетические энергии следующих тел:

1. Грузовой и легковой автомобили, движущиеся со скоростью 60 км/ч.

2. Бегущий слон и пуля, вылетевшая из ружья.

3. Два самолета равной массы, летящие с одинаковой скоростью на разных высотах.

4. Автомобиль, обгоняющий другой автомобиль такой же массы.