| 12+ Свидетельство СМИ ЭЛ № ФС 77 - 70917 Лицензия на образовательную деятельность №0001058 |
Пользовательское соглашение Контактная и правовая информация |
 | Троцкая Жанна Евгеньевна107 Россия, Карелия респ., Петрозаводск Материал размещён в группе «УРОК.РФ: группа для участников конкурсов» |
Технологическая карта урока «Закон сохранения и превращения энергии»
| Технологическая карта урока | ||||||||||||
| Учитель: Троцкая Ж. Е. | ||||||||||||
| Предмет: ФИЗИКА | ||||||||||||
| Класс: 9 | ||||||||||||
| Тема урока: ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ | ||||||||||||
| Тип урока: | Урок применения предметных знаний, умений, навыков | |||||||||||
| Цель: | Формирование применения предметных знаний, умений, навыков в условиях решения учебных задач повышенной сложности | |||||||||||
| Планируемые результаты: | ||||||||||||
| Личностные: | -сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся -умение ясно, точно, грамотно излагать свои мысли в устной и письменной речи -активность при решении задач | |||||||||||
| Предметные: | -представление об основных изучаемых понятиях как важнейших моделях, позволяющих описывать и изучать реальные процессы и явления, | |||||||||||
| Метапред-метные | -понимание сущности алгоритмических предписаний и умение действовать в соответствии с предложенным алгоритмом | |||||||||||
| Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность учащихся | ||||||||||
| Личностные УУД | Познаватель-ные УУД | Коммуника-тивные УУД | Регулятив-ные УУД | |||||||||
| Организацион-ный этап | Учитель приветствует обучающихся, проверяет готовность к уроку. | Самоопре-деление |
|
|
| |||||||
| Постановка цели и задачи урока. Мотивация учебной деятельности учащихся | На доске – анимация «Колыбель Ньютона» Учитель обращается к обучающимся: « Это изобретение, придуманное английским актёром Саймоном Пребблом в 1967 году, а сегодня часто встречаемую на письменных столах в кабинетах и офисах. Можно бесконечно долго играть с ней, глядя на качающиеся шарики (как смотреть на текущую воду или огонь). Ученые доказали, наблюдается несколько типов влияния: - успокаивает нервы; - снимает стресс; - помогает привести мысли в порядок; -отвлекает от проблем; - расслабляет; - концентрирует внимание» Несколько секунд смотрим на маятник. Записываем тему урока. | Смысло-образование | Формулирова-ние познавательной цели | Планирование (определение цели, функций участников, способов взаимодейст-вия) | Целеполага-ние | |||||||
| Актуализация знаний | Учитель обращается к обучающимся: «Урок наш мы проведем в форме исследования, но прежде, вспомним знания необходимые для его проведения. Перед вами на столах пустые таблицы, в которые вы должны внести цифры (Приложение 2). Каждая цифра соответствует какому-либо утверждению. | Самоопреде-ление Нравственно-этическое оценивание | - Структуриро-вание -Анализ - Выбор оснований для внесения цифры в нужную колонку | - Умение слушать и слышать - Понимание речи других -Оформление внутренней речи во внешнюю | -Контроль | |||||||
| Обобщение и систематиза-ция знаний (подготовка учащихся к обобщенной деятельности) | На доске появляется слайд, на котором собраны все сведения о двух видах механической энергии (Приложение 5) Делаем обобщение. | -Самоопреде-ление | -Знаково-символические | Инициативное сотрудничест-во в ходе обобщения | -Контроль | |||||||
| Применение знаний и умений в новой ситуации | Учитель обращается к обучающимся : «Переходим к следующему этапу - исследованию. Перед вами инструкция и установка для проведения опыта. Прочитайте инструкцию, проделайте опыт, выполните соответствующие расчеты. Обучающиеся в группах выполняют лабораторные работы. 1 группа – «Сравнение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей и кинетической энергии движущегося шарика» (Приложение 6) 2 группа – «Сравнение изменения потенциальной энергии пружины с потенциальной энергией поднятого тела» (Приложение 7) 3 группа – «Сравнение изменения потенциальной энергии пружины с изменением кинетической энергии тела» (Приложение 8) 4 группа – «Сравнение изменения потенциальной энергии шара, поднятого на некоторую высоту с кинетической энергией шара, брошенного горизонтально» (Приложение 9) | Самоопреде-ление | -Выведение следствий; -Установление причинно-следственных связей; -Построение логической цепи рассуждений; - Доказательст-во; -Самостоятель-ное создание способов решения проблем творческого и поискового характера. | -Планирование (определение цели, функций участников, способов взаимодейст-вия) | -Контроль | |||||||
| Контроль усвоения, обсуждения допущенных ошибок и их коррекция | По окончании работы представитель от каждой группы подходит к доске и записывает результат опыта в нужной строке заранее заготовленной обобщенной таблицы (Приложение 10) Делаем вывод. Учитель задает вопрос: «Почему есть некоторая погрешность?» Учитель заслушивает ответы и обращает внимание на раздаточный материал (Приложение 11). Далее учитель обращается к обучающимся с предложением четко сформулировать причину появления погрешности в лабораторных работах. | Самоопреде-ление | выбор оснований и критериев для сравнения, сериации, классификации объектов | -Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли | -Коррекция | |||||||
| Моделирова-ние | Учитель обращается к обучающимся: "Погрешности во всех группах получились незначительные, тому есть объяснение. Что же в целом можно сказать, опираясь на результаты опытов?" На доске снова появляется анимация «Колыбель Ньютона». Учитель предлагает обучающимся объяснить с точки зрения полученного закона принцип действия этого устройства. Учитель обращается к обучающимся: «Напоминаю, что закон сохранения энергии - это верховный закон природы, а значит, ему подчиняется любой процесс, любое явление – даже наш словарный запас. В буквальном смысле: как говорим – так и живем. Оказывается, в нашем лексиконе есть слова – разрушители (на доске появляется слайд). (Приложение 12) Нам кажется, что мы употребляем ёмкие метафоры, а на самом деле отдаем своему телу такие четкие команды, что тело их даже и не смеет не выполнить, вот и выполняет. А есть слова-крылья. (на доске появляется слайд) (Приложение 13) Их совсем немного, но много вовсе и не надо. Потому что каждое слово даже не пуд золота весит, а много больше. Вот он, наш истинный ресурс…. Прямо сейчас произнесите, пожалуйста, вслух: «Я хочу», а потом так же вслух: «Я намерен», и вы отчетливо почувствуете, что сделали энергетический переход» Обучающиеся произносят: «Я хочу, я намерен» Учитель продолжает: «Глагол «намерен» запускает в теле совершенно определенные химические реакции (не гипотеза – проверили замерами). Как раз эти реакции заставляют и мыслить продуктивно, и действовать уверенно» | -Самоопре-деление | -Моделирова-ние | -Управление поведением партнёра точностью выражать свои мысли (контроль, коррекция, оценка действий партнёра умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли) | -Прогнози-рование | |||||||
| Рефлексия (подведение итогов занятия) | Учитель благодарит обучающихся за активную работу на уроке и просит сказать, какие на уроке были «+», «-», что было особенно интересно.
| Самоопреде-ление зование |
| Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации | Оценка | |||||||
Приложение 1. /Колыбель_Ньютона#/media/File:Newtons_cradle_animation_book.gif
| А. Кинетическая энергия | В. Потенциальная энергия | |
| тела, поднятого над Землей | упруго деформированной пружины | |
Приложение 3.
Приложение 4.
| А. Кинетическая энергия | В. Потенциальная энергия | |
| тела, поднятого над Землей | упруго деформированной пружины | |
| 5 7 8 9 | 2 3 6 11 12 | 1 2 4 7 10 11 12 |
П
риложение 5.
Приложение 6.
Лабораторная работа.
Тема: «Сравнение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей и кинетической энергии движущегося шарика».
Цель работы: научиться измерять потенциальную энергию тела, поднятого над землей, и кинетическую энергию движущегося шарика; сравнить значения потенциальной и кинетической энергии.
Оборудование; штатив с муфтой и лапкой, металлический желоб, металлический шарик, цилиндр, секундомер, весы, измерительная лента.
Ход выполнения работы.
Определить массу шарика m.
Соберите установку согласно рисунку.
Определите с помощью измерительной ленты высоту, с которой будет пущен шарик h.
Рассчитайте значение потенциальной энергии поднятого над землей шарика Еп по формуле Еп = mgh, приняв g = 9,8 м/с2.
Пустите шарик по металлическому желобу вниз с заданной Вами высоты и измерьте время движения шарика t до удара о цилиндр с помощью секундомера.
Определите перемещение шарика S до удара о цилиндр с помощью измерительной ленты.
Рассчитайте мгновенную скорость шарика при ударе о цилиндр, используя формулу S =
. С учетом того, что V0 = 0, получим выражение для расчета мгновенной скорости шарика V = 
Рассчитайте кинетическую энергию движущегося шарика Ек по формуле Ек = mV2/2.
Оцените относительную погрешность проверки закона сохранения и превращения энергии по формуле Ɛ = 
*100%.
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
| Масса шарика m, кг | Высота шарика над землей h, м | Время движения шарика t, c | Перемещение шарика S, м | Потенциальная энергия поднятого над землей шарика Еп, Дж | Мгновенная скорость шарика V, м/с | Кинетическая энергия движущегося шарика Ек, Дж |
Приложение 7.
Лабораторная работа.
Тема: «Сравнение изменения потенциальной энергии растянутой пружины с изменением кинетической энергии тела»
Цель работы: Сравнить уменьшение потенциальной энергии растянутой пружины с увеличением кинетической энергии тела, связанного с пружиной.
Оборудование: два штатива для фронтальных работ; динамометр учебный; шар; нитки; листы белой и копировальной бумаги; линейка измерительная; весы учебные со штативом; гири.
Теоретические основы работы.
На основании закона сохранения и превращения энергии при взаимодействии тел силами упругости изменение потенциальной энергии растянутой пружины должно быть равно изменению кинетической энергии связанного с ней тела, взятому с противоположным знаком:
.
Для экспериментальной проверки этого утверждения можно воспользоваться установкой, изображенной на рисунке 1. В лапке штатива закрепляют динамометр. К его крючку привязывают шар на нити длиной 60—80 см. На другом штативе на одинаковой высоте с динамометром укрепляют в лапке желоб. Установив шар на краю желоба и удерживая его, отодвигают второй штатив от первого на длину нити. Если отодвинуть шар от края желоба на х, то в результате деформации пружина приобретет запас потенциальной энергии
где k — жесткость пружины.
Затем шар отпускают. Под действием силы упругости шар приобретает скорость V. Пренебрегая потерями, вызванными действием силы трения, можно считать, что потенциальная энергия растянутой пружины полностью превратится в кинетическую энергию шара:
Скорость шара можно определить, измерив дальность его полета S при свободном падении с высоты h. Из выражений 
и 
следует, что 
. Тогда
Целью работы является проверка равенства:
С учетом равенства 
получим:
Порядок выполнения работы
1.Укрепите на штативах динамометр и желоб на одинаковой
высоте h = 40 см от поверхности стола. Зацепите за крючок динамометра нить, привязанную другим концом к шару. На предполагаемое место падения шара положите лист белой бумаги и сверху него лист копировальной бумаги.
Расстояние между штативами должно быть таким, чтобы шар находился на краю желоба при натянутой нити и отсутствии деформации пружины динамометра.
2. Отодвигайте шар от края желоба до тех пор, пока показания
динамометра не станут равными Fy = 2Н. Отпустите шар и заметьте место его падения на стол по отметке на листе бумаги.
3. Измерьте деформацию х пружины динамометра при силе упругости Fy= 2 Н. Вычислите потенциальную энергию растянутой пружины.
4. Измерьте массу шара с помощью весов и вычислите увеличение его кинетической энергии.
5. Результаты измерений и расчетов занесите в отчетную таблицу.
| Fy, Н | x, м | Ер, Дж | m, кг | h, м v | S, м | Еk, Дж |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Оцените погрешность измерений
ΔЕ = | Еп – Ек|
ΔЕ
Ɛ
= 100%
Еп
Приложение 8.
Лабораторная работа.
Тема: «Сравнение изменений потенциальной энергии пружины с потенциальной энергией поднятого тела»
Цель: Сравнить изменение потенциальной энергии растянутой пружины с потенциальной энергией поднятого тела
Оборудование: штатив; динамометр учебный; шар массой 50 г; нитки; линейка измерительная; весы учебные; гири.
Теоретические основы работы.
При взаимодействии тел гравитационными силами и силами упругости выполняется закон сохранения энергии. Для экспериментальной проверки этого закона можно воспользоваться установкой, изображенной на рисунке. В двух лапках штатива закрепляют динамометр и линейку. К крючку динамометра привязывают шар на нити длинной 0,4–0,5 м так, чтобы он касался поверхности стола. Если шар удерживать на поверхности стола, а лапку штатива с динамометром поднять на х, то растянутая пружина приобретет потенциальную энергию.
Затем шар отпускают. Под действием силы упругости пружины шар приобретает скорость. Кинетическая энергия шара увеличивается, а потенциальная энергия пружины уменьшается..
При движении вверх в поле силы тяжести кинетическая энергия шара уменьшается, а потенциальная энергия поднятого шара увеличивается.
Порядок выполнения работы
1. Измерьте с помощью весов массу т шара.
2. Укрепите динамометр на штативе и к его крючку привяжите шар. Заметьте начальную деформацию х0 пружины, соответствующую показанию динамометра F0==тg.
3. Удерживая шар на поверхности стола, поднимите лапку штатива с динамометром так, чтобы динамометр показывал силу F0+F1, где F1=1H, при удлинении пружины динамометра, равном x0+x1.
4.Когда шар удерживается на поверхности стола, а лапка поднята, то растянутая пружина приобретает потенциальную энергию, равную
кх² Fупр
Е
п1= т. к. Fупр = кх, то Еп1=
2 2
5. Отпустите шар и заметьте с помощью линейки высоту Н, на которую поднимается шар.
При этом шар получает потенциальную энергию Еп2=mgh.
6. Результаты измерений и расчетов занесите в отчетную таблицу.
| m | F | x | h | Еп1 | Еп2 |
Выполните расчет погрешности: Ɛ = *100%.
Приложение 9.
Лабораторная работа
Тема: Сравнение изменения потенциальной энергии шара, поднятого на некоторую высоту с кинетической энергией шара, брошенного горизонтально.
Оборудование: прибор для демонстрации независимости действия сил; весы,
линейка измерительная; отвес; штатив для фронтальных работ.
Установка для опыта показана на рисунке. При отклонении нити А от
вертикального положения шар №1 на ее конце поднимется на некоторую
высоту h относительно начального уровня. При этом система взаимодействующих тел «Земля—шар» приобретает дополнительный запас потенциальной энергии Ep= mgh.
Если шар №1 отпустить, то придя в исходное положение он толкнет шар №2, который , в свою очередь, приобретет определенный запас кинетической энергии
mv²
.Ек=
2
Для этого измерим с помощью весов массу шара, а скорость шара определим, измерив дальность полета – l при свободном падении с высоты – H.
1. Отклоните шар №1, висящий на нити на 3-4 см. Это и будет высота h.
2.Отпустите шар №1.
3.Шар №1 ударит шар №2, который начнет падать горизонтально.
4.Измерьте высоту подъема – H/
5.Отметьте место падения шара №2 и измерьте дальность полета – l.
6.Выполните расчет потенциальной энергии шара №1 по формуле Ep= mgh.
7.Выполните расчет скорости шара №2, которую он получил вследствие удара.
8.Зная массу шара №2.и скорость, которую он получил, рассчитайте Ек
9.Сравните результаты и сделайте вывод.
| m1, кг | h, м | m2, кг | H, м | L, м | Ep | Ек |
Приложение 10.
| «Сравнение изменения потенциальной энергии шара, поднятого на некоторую высоту, с кинетической энергией шара, брошенного горизонтально» | ||
| «Сравнение изменения потенциальной энергии растянутой пружины с изменением кинетической энергии тела» | ||
| «Сравнение изменения потенциальной энергии пружины с потенциальной энергией поднятого тела» | ||
| «Сравнение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей и кинетической энергии движущегося шарика» |
Приложение 11.
Условия выполнения закона сохранения энергии:
Замкнутая система тел
Это система тел, которые взаимодействуют только друг с другом. Нет внешних сил взаимодействия.
В реальном мире такой системы не может быть, нет возможности убрать всякое внешнее взаимодействие. Замкнутая система тел - это физическая модель, как и материальная точка является моделью. Это модель системы тел, которые якобы взаимодействуют только друг с другом, внешние силы не берутся во внимание, ими пренебрегают.
Действуют только консервативные силы.
В школьной программе по физике силы разделяют на консервативные и неконсервативные. Консервати́вные си́лы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила упругости, сила кулоновского (электростатического) взаимодействия. Примерами неконсервативных сил являются сила трения и сила сопротивления среды.
Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.
Приложение 12.
ВЫРАЖЕНИЯ-РАЗРУШИТЕЛИ
• лопнуло мое терпение,
• я уже голову сломал
• что-то меня гложет
• всю плешь мне проели
• мне перекрыли кислород
• не перевариваю (что-то или кого-то)
• все соки из меня выжали
• много крови мне попортили
• чихать я хотел
• надоело до тошноты
• просто ножом по сердцу
• меня уже колотит (трясет)
• сыт по горло
• загоняли меня до смерти
• побывай в моей шкуре
• давят на меня
Приложение 13.
Слова – крылья.
• Я могу
• У меня всё получается
И самое мощное:
• Я намерен(-а)
