Презентация по теме"Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Вывод закона сохранения механической энергии"
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Вывод закона сохранения механической энергии
Мяч массой 100 г, летящий со скоростью 1,5 м/с пойман на лету. С какой средней силой мяч действует на руку, если его скорость уменьшается до нуля за 0,03 с.
С лодки массой 240 кг, движущейся без гребца со скоростью 1 м/с выпал груз массой 80 кг. Какой стала скорость лодки?
В воде с глубины 5 м поднимают до поверхности камень объемом 0,6 м 3 . Плотность камня 2500 кг/м 3 . найти работу по подъему камня.
Если тело или система тел могут совершить работу, то говорят, что они обладают энергией.
ЭНЕРГИЯ ОБОЗНАЧАЕТСЯ: E ЭНЕРГИЯ ИЗМЕРЯЕТСЯ: Дж
Механическая энергия – это физическая величина, характеризующая способность тела совершить работу. Механическая энергия Кинетическая (способная двигать) Потенциальная (силовая)
Кинетическая энергия- это энергия движущегося тела.
Потенциальная энергия- это энергия взаимодействия.
Потенциальная энергия упругой деформации.
Закон сохранени я энергии. В замкнутой системе, в которой действуют консервативные силы, энергия ни от куда не возникает и ни куда не исчезает, а лишь переходит из одного вида в другой.
h E п= max E к=0 Еп=0 Ек= max Еп=Ек Еп Ек
A=-(E п -E п 0) (1) A=-(E к -E к 0) (2) E к 0 + E п 0 = E к + E п E=E к + E п – полная механическая энергия
Гельмгольц Герман Людвиг Фердинанд (1821-1824)
В физике консервати́вные си́лы (потенциальные силы) - силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы - такие силы, работа по любой замкнутой траектории которых равна 0.
Виды ударов Абсолютно упругий удар Абсолютно неупругий удар Упругий удар Неупругий удар
Механическая энергия не превращается во внутреннюю. Вся механическая энергия превращается во внутреннюю. Небольшая часть механической энергии превращается во внутреннюю. Почти вся механическая энергия превращается во внутреннюю.
Задача № 1. С какой начальной скоростью надо бросить вниз мяч с высоты h , чтобы он подпрыгнул на высоту 2h ? Считать удар абсолютно упругим. Дано: h Найти: Решение: h 2h Епо+Еко Еп Ек
Епо +Еко Ек Еп
Задача №2 . Санки с седоком общей массой 100 кг съезжают с горы высотой 8 м и длиной 100 м.Какова средняя сила сопротивления движению, если в конце горы сани достигли скорости 10м/с, начальная скорость равна 0. h L Епо Ек
Дано: m=100 кг h=8 м L=100 м Найти: Fc- ? Решение: Епо Ек+Ас
Слайд 2
Физическая величина, характеризующая процесс, во время которого сила F деформирует или перемещает тело. С помощью этой величины измеряется изменение энергии систем. Совершение работы может привести к изменению местоположения тел (работа по перемещению, работа по подъеду тел) служит для преодоления сил трения или вызвать ускорение тел (работа по ускорению). Единица:1 H ·м (один ньютон*метр) 1 H ·м =1 Вт · с (один ватт*секунда)= = 1 Дж (джоуль) 1 Дж равен работе, которая затрачивается, чтобы точка приложения силы в 1 H переместилась на 1 м в направлении перемещения точки. Механическая работа
Слайд 3
Физическая величина, характеризующая скорость осуществления механической работы. Р - мощность А - работа, t - время. Единица:1 H ·м/c (один ньютон*метр в секунду) 1 H ·м/c=1Дж/c=1Вт 1 Вт - мощность, которая затрачивается, когда точка приложения силы в 1 H в течение 1 с передвигается на 1 м в направлении движения тела. Механическая мощность Р
Слайд 4
Физическая величина, характеризующая соотношение между полезной и затраченной частью механической работы, энергии или мощности. полезная работа, полезная мощность полезная энергия затраченная энергия затраченная мощность затраченная энергия Механический коэффициент полезного действия
Слайд 5
Энергия-
Скалярная физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу. Полезная работа какого - либо устройства всегда меньше затраченной работы. Коэффициент полезного действия устройства всегда меньше 1. Коэффициент полезного действия всегда выражается в десятичных дробях или в процентах.
Слайд 6
Кинетическая энергия
Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения (характеризует движущееся тело). 1) В выбранной системе отсчета: - если тело не двигается -- - если тело двигается, то
Слайд 7
Потенциальная энергия поднятого над Землей тела
Энергия взаимодействия тела с Землей. Потенциальная энергия является относительной величиной, т. к. зависит от выбора нулевого уровня (где).
Слайд 8
Потенциальная энергия упруго деформированного тела.
Энергия взаимодействия частей тела. - - жесткость тела; - удлинение. Ер зависит от деформации: , - чем больше деформация, тем Ер - если тело не деформировано, Ер =0
Слайд 9
Потенциальная энергия – это энергия которой обладают предметы в состоянии покоя. Кинетическая энергия – это энергия тела приобретенная при движении. СУЩЕСТВУЕТ ДВА ВИДА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: КИНЕТИЧЕСКАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПРЕВРАЩАТЬСЯ ДРУГ В ДРУГА.
Слайд 10
Превращение потенциальной энергии в кинетическую. ПОДБРАСЫВАЯ ВВЕРХ МЯЧ, МЫ СООБЩАЕМ ЕМУ ЭНЕРГИЮ ДВИЖЕНИЯ – КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. ПОДНЯВШИСЬ, МЯЧ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ, А ЗАТЕМ НАЧИНАЕТ ПАДАТЬ. В МОМЕНТ ОСТАНОВКИ (В ВЕРХНЕЙ ТОЧКЕ) ВСЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ПОЛНОСТЬЮ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ. ПРИ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА ВНИЗ ПРОИСХОДИТ ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС.
Слайд 11
Закон сохранения механической энергии
Полная механическая энергия Полная механическая энергия тела или замкнутой системы тел, на которые не действуют силы трения, остается постоянной. Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь: она лишь превращается из одного вида в другой.
Слайд 12
БЕСЕДА
1. Что называют энергией? 2. В каких единицах выражают энергию в СИ? 3. Какую энергию называют потенциальной кинетической энергией? 4. Приведите примеры использования потенциальной энергии тел, поднятых над поверхностью Земли. 5. Какая связь существует между изменениями потенциальной и кинетической энергии одного и того же тела?
Слайд 13
6. Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии. 7. Опишите опыт, в котором можно проследить переход кинетической энергии в потенциальную и обратно. 8. Почему при действии силы трения закон сохранения механической энергии нарушается? 9. Сформулируйте всеобщий закон сохранения и превращения энергии. 10. Почему неработоспособны «вечные двигатели»?
Слайд 14
ВСПОМНИМ:
ПОСЛЕ УДАРА СВИНЦОВОГО ШАРА О СВИНЦОВУЮ ПЛИТУ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ЭТИХ ТЕЛ - ОНИ ДЕФОРМИРОВАЛИСЬ И НАГРЕЛИСЬ. ЕСЛИ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ, ТО ИЗМЕНИЛАСЬ И ЭНЕРГИЯ ЧАСТИЦ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОЯТ ТЕЛА. ПРИ НАГРЕВАНИИ ТЕЛА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ ЗНАЧИТ, УВЕЛИЧИВАЕТСЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. КОГДА ТЕЛО ДЕФОРМИРОВАЛОСЬ, ТО ИЗМЕНИЛОСЬ РАСПОЛОЖЕНИЕ ЕГО МОЛЕКУЛ, А ЗНАЧИТ, ИЗМЕНИЛАСЬ ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ВСЕХ МОЛЕКУЛ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОИТ ТЕЛО, И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОСТОВЛЯЮТ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛА
Слайд 15
ВЫВОД: МЕХАНИЧЕСКАЯИ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ МОГУТ ПЕРЕХОДИТЬ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ.
ЭТО СПРАВЕДЛИВО ДЛЯ ВСЕХ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ. ПРИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ, ТЕЛО БОЛЕЕ НАГРЕТОЕ ОТДАЕТ ЭНЕРГИЮ, А ТЕЛО МЕНЕЕ НАГРЕТОЕ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ. ПРИ ПЕРЕХОДЕ ЭНЕРГИИ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ ИЛИ ПРИ ПРЕВРАЩЕНИИ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ЭНЕРГИЯ СОХРАНЯЕТСЯ
Слайд 16
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ПРИВЕЛО К ОТКРЫТИЮ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ПРИРОДЫ – ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ
ВО ВСЕХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИРОДЕ, ЭНЕРГИЯ НЕ ВОЗНИКАЕТ И НЕ ИСЧЕЗАЕТ. ОНА ТОЛЬКО ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЗ ОДНОГО ВИДА В ДРУГОЙ, ПРИ ЭТОМ ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ СОХРАНЯЕТСЯ.
Что такое – ЭНЕРГИЯ? В нашей жизни мы часто сталкиваемся с понятием энергия. Автомобили и самолеты, тепловозы и теплоходы работают расходуя энергию сгорающего топлива. Люди, чтобы жить и работать, пополняют запасы энергии с помощью пищи… Так что же такое энергия?
Например: Тело, поднятое относительно поверхности Земли обладает потенциальной энергией, т.к. энергия зависит от взаимного расположения этого тела и Земли и их взаимного притяжения. Вода, которая приподнята плотиной электростанции, опускаясь вниз, приводит в движение турбины электростанции. При растяжении или сжатии пружины производится работа. При этом отдельные части пружины меняют положение относительно друг друга.
Качественные задачи. 1.Какое из двух тел обладает большей потенциальной энергией: кирпич лежащий на поверхности земли, или кирпич, находящийся в стене дома на уровне второго этажа? 2.Какое из двух тел обладает большей потенциальной энергией – стальной шарик или свинцовый того же размера, лежащие на балконе пятого этажа? 3.При каком условии два тела, поднятые на разную высоту, будут обладать одинаковой потенциальной энергией? 4.На легкоатлетических соревнованиях спортсмены толкают ядро. Мужчины – ядро массой 7 кг, женщины – ядро массой 4 кг. Какое ядро обладает большей кинетической энергией при одинаковой скорости полета? 5.Какое из двух тел обладает большей кинетической энергией: то, которое двигается со скоростью 10 м/с, или движущееся со скоростью 20 м/с? 6.Каков физический смысл финской пословицы « Что тратишь, поднимаясь в гору, вернешь на спуске»? К оглавлению
Задачи на смекалку. 1.На автомашину погрузили две одинаковые бочки. Одну бочку погрузили с помощью наклонной плоскости, а вторую подняли вертикально. Равны ли потенциальные энергии бочек, находящихся на автомашине? 2.Когда автомобиль расходует больше горючего: при равномерном движении или при движении с остановками? 3.Может ли потенциальная энергия быть отрицательной? Приведите примеры. К оглавлению
Тест. 1.Какая из перечисленных ниже единиц является единицей кинетической энергии? А) Н В) Дж Б) Па Г) Вт 2. Какой механической энергией обладает растянутая или сжатая пружина? А) Кинетической Б) Потенциальной В) Не обладает механической энергией 3.Энергия, которая определяется положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела, называется … А) потенциальной энергией. Б) кинетической энергией. 4.Тетрадь лежит на столе. Какой механической энергией она обладает относительно пола? А) Кинетической Б) Потенциальной В) Не обладает механической энергией 5. От чего зависит кинетическая энергия тела? А) От массы и скорости движения тела. Б) От скорости движения тела. В) От высоты над поверхностью Земли и массы тела. 6. Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется … А) потенциальной энергией. Б) кинетической энергией. 7.От чего зависит потенциальная энергия тела, поднятого над землей? А) От массы и скорости движения тела. Б) От скорости движения тела. В) От высоты над поверхностью Земли и массы тела. 8. Какой механической энергией обладает автомобиль, движущейся по дороге? А) Кинетической Б) Потенциальной В) Не обладает механической энергией К оглавлению
Cлайд 1
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ. Выполнила: учитель МОУ - СОШ № 1 Тидэ Л. А. Г. Асино.Cлайд 2
Физическая величина, характеризующая процесс, во время которого сила F деформирует или перемещает тело. С помощью этой величины измеряется изменение энергии систем. Совершение работы может привести к изменению местоположения тел (работа по перемещению, работа по подъеду тел) служит для преодоления сил трения или вызвать ускорение тел (работа по ускорению). Единица:1 H · м (один ньютон*метр) 1 H · м =1 Вт · с (один ватт*секунда)= = 1 Дж (джоуль) 1 Дж равен работе, которая затрачивается, чтобы точка приложения силы в 1 H переместилась на 1 м в направлении перемещения точки.
Cлайд 3
Физическая величина, характеризующая скорость осуществления механической работы. Р - мощность А - работа, t - время. Единица:1 H · м/c (один ньютон*метр в секунду) 1 H · м/c=1Дж/c=1Вт 1 Вт - мощность, которая затрачивается, когда точка приложения силы в 1 H в течение 1 с передвигается на 1 м в направлении движения тела.
Cлайд 4
Физическая величина, характеризующая соотношение между полезной и затраченной частью механической работы, энергии или мощности. полезная работа, полезная мощность полезная энергия затраченная энергия затраченная мощность затраченная энергия
Cлайд 5
Энергия- - скалярная физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу. Полезная работа какого - либо устройства всегда меньше затраченной работы. Коэффициент полезного действия устройства всегда меньше 1. Коэффициент полезного действия всегда выражается в десятичных дробях или в процентах.
Cлайд 6
Кинетическая энергия - энергия, которой обладает тело вследствие своего движения (характеризует движущееся тело). 1) В выбранной системе отсчета: - если тело не двигается -- - если тело двигается, то
Cлайд 7
Потенциальная энергия поднятого над Землей тела - энергия взаимодействия тела с Землей. Потенциальная энергия является относительной величиной, т. к. зависит от выбора нулевого уровня (где).
Cлайд 8
Потенциальная энергия упруго деформированного тела. - энергия взаимодействия частей тела. - - жесткость тела; - удлинение. Ер зависит от деформации: , - чем больше деформация, тем Ер - если тело не деформировано, Ер =0
Cлайд 9
Потенциальная энергия – это энергия которой обладают предметы в состоянии покоя. Кинетическая энергия – это энергия тела приобретенная при движении. СУЩЕСТВУЕТ ДВА ВИДА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: КИНЕТИЧЕСКАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПРЕВРАЩАТЬСЯ ДРУГ В ДРУГА.
Cлайд 10
Превращение потенциальной энергии в кинетическую. ПОДБРАСЫВАЯ ВВЕРХ МЯЧ, МЫ СООБЩАЕМ ЕМУ ЭНЕРГИЮ ДВИЖЕНИЯ – КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. ПОДНЯВШИСЬ, МЯЧ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ, А ЗАТЕМ НАЧИНАЕТ ПАДАТЬ. В МОМЕНТ ОСТАНОВКИ (В ВЕРХНЕЙ ТОЧКЕ) ВСЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ПОЛНОСТЬЮ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ. ПРИ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА ВНИЗ ПРОИСХОДИТ ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС.
Cлайд 11
Закон сохранения механической энергии - полная механическая энергия Полная механическая энергия тела или замкнутой системы тел, на которые не действуют силы трения, остается постоянной. Закон сохранения полной механической энергии является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь: она лишь превращается из одного вида в другой.
Cлайд 12
БЕСЕДА 1. Что называют энергией? 2. В каких единицах выражают энергию в СИ? 3. Какую энергию называют потенциальной кинетической энергией? 4. Приведите примеры использования потенциальной энергии тел, поднятых над поверхностью Земли. 5. Какая связь существует между изменениями потенциальной и кинетической энергии одного и того же тела?
Cлайд 13
6. Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии. 7. Опишите опыт, в котором можно проследить переход кинетической энергии в потенциальную и обратно. 8. Почему при действии силы трения закон сохранения механической энергии нарушается? 9. Сформулируйте всеобщий закон сохранения и превращения энергии. 10. Почему неработоспособны «вечные двигатели»?
Cлайд 14
ВСПОМНИМ: ПОСЛЕ УДАРА СВИНЦОВОГО ШАРА О СВИНЦОВУЮ ПЛИТУ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ЭТИХ ТЕЛ - ОНИ ДЕФОРМИРОВАЛИСЬ И НАГРЕЛИСЬ. ЕСЛИ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ, ТО ИЗМЕНИЛАСЬ И ЭНЕРГИЯ ЧАСТИЦ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОЯТ ТЕЛА. ПРИ НАГРЕВАНИИ ТЕЛА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ ЗНАЧИТ, УВЕЛИЧИВАЕТСЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. КОГДА ТЕЛО ДЕФОРМИРОВАЛОСЬ, ТО ИЗМЕНИЛОСЬ РАСПОЛОЖЕНИЕ ЕГО МОЛЕКУЛ, А ЗНАЧИТ, ИЗМЕНИЛАСЬ ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ВСЕХ МОЛЕКУЛ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОИТ ТЕЛО, И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОСТОВЛЯЮТ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛА
Cлайд 15
ВЫВОД: МЕХАНИЧЕСКАЯ И ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ МОГУТ ПЕРЕХОДИТЬ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ. ЭТО СПРАВЕДЛИВО ДЛЯ ВСЕХ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ. ПРИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ, ТЕЛО БОЛЕЕ НАГРЕТОЕ ОТДАЕТ ЭНЕРГИЮ, А ТЕЛО МЕНЕЕ НАГРЕТОЕ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ. ПРИ ПЕРЕХОДЕ ЭНЕРГИИ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ ИЛИ ПРИ ПРЕВРАЩЕНИИ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ЭНЕРГИЯ СОХРАНЯЕТСЯ
Cлайд 16
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ПРИВЕЛО К ОТКРЫТИЮ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ПРИРОДЫ – ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВО ВСЕХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИРОДЕ, ЭНЕРГИЯ НЕ ВОЗНИКАЕТ И НЕ ИСЧЕЗАЕТ. ОНА ТОЛЬКО ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЗ ОДНОГО ВИДА В ДРУГОЙ, ПРИ ЭТОМ ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ СОХРАНЯЕТСЯ.