Учительська світлиця

Урок № 92

Узагальнення та систематизація знань з теми «Рух і взаємодія. Закони збереження. Частина II»

Мета: узагальнити знання про імпульс тіла та імпульс сили, закони збереження імпульсу та енергії, привести одиничні знання в систему.

Очікувані результати: після цього уроку учні повинні вміти відтворювати знання з теми «Рух і взаємодія. Закони збереження. Частина II» у системі, розуміти зв’язки між ними.

Тип уроку: узагальнення та систематизація знань.

Наочність і обладнання: підручник [2], мультимедійне обладнання, комп’ютерна презентація; саморобні прилади — «реактивні човники», посудина з водою, у які буде плавати човник, лійка; похила площина, алюмінієвий циліндр, невеликий дерев’яний брусок; роздрукована «казка про яблучко», картки для рефлексії «Дерево знань» — на кожного учня.

Хід уроку

Природа ніколи не зрадить великим законам збереження.

Д. Бернуллі

I. Організаційний етап

II. Мотивація навчальної діяльності

Учитель звертається до учнів з наступними словами: «У другій частині теми «Рух і взаємодія. Закони збереження» ми розглянули закон збереження імпульсу та закон збереження механічної енергії — закони, які були встановлені дослідним шляхом як узагальнення величезної кількості експериментальних фактів. У механіці мають значення три закони збереження: закон збереження енергії, закон збереження імпульсу, закон збереження моменту імпульсу. Ці закони відносяться до числа тих фундаментальних принципів фізики, значення яких важко переоцінити. Їх роль особливо зросла після того, як з’ясувалося, що вони виходять далеко за рамки механіки і являють собою універсальні закони природи. Вони відкрили можливість іншого підходу до розгляду різних механічних явищ, закони збереження стали потужним і ефективним інструментом дослідження, яким повсякденно користуються фізики.

Досі не виявлено жодного явища, де б ці закони порушувалися. «Природа ніколи не зрадить великим законам збереження» — писав видатний швейцарський фізик, механік та математик Даніель Бернуллі. 1

III. Узагальнення та систематизація знань

Узагальнення та систематизація знань учнів відбувається на основі аналізу таблиць та схем 5 і 6 рубрики «Підбиваємо підсумки розділу V «Рух і взаємодія. Закони збереження»» (с. 257).

1. Імпульс тіла.

Учні розглядають рисунок. 2

Запитання до учнів

• Що означає слово «імпульс» в перекладі з латинської? (Поштовх.)

• Який термін можна використати замість терміну «імпульс»? (Кількість руху.)

• Охарактеризуйте імпульс за узагальненим планом характеристики фізичної величини.

2. Закон збереження імпульсу.

Учитель демонструє учням рисунок та пропонує дати ознання замненої (ізольованої) системи відліку. 3

Запитання до учнів

• Які сили називають внутрішніми?

• Чи можна на Землі знайти замкнену систему тіл? Відповідь поясніть.

• Яку систему відліку вважають замкненою на практиці?

• Якими силами нехтують у випадках, проілюстрованих на рисунку, вважаючи всі зображені на ньому системи(1–3) замкненими? 4

Учитель пропонує учням математичний вираз закона збереження імпульсу і прохає його сформулуювати. 5

3. Реактивний рух.

Розглянувши низку рисунків, учні з’ясовують, який вид руху зображено на них зображено. 6 Учні встановлюють, що зображені тіла рухаються внаслідок відділення з деякою швидкістю від тіла якоїсь його частини, тобто здійснюють реактивний рух.

Експериментальне завдання

Два учні демонструють рух саморобних «реактивних човників». 7 Решта учнів намагається пояснити принцип руху цих «човників», та довести, що основою реактивного руху є закон збереження імпульсу.

Можна продемонструвати два способи використання енергії повітряного струменя для руху човна. 8 На човні, який розташований на рисунку далі, струмінь, що створюється за допомогою «міха», виривається з сопла протилежно напрямку руху човна. На човні, який ближче до нас, повітряний струмінь приводить в обертання вітряний двигун. Який спосіб є більш дієвим? (Відповідь: перший човен рухатиметься за рахунок реактивної тяги, якщо струмінь повітря буде достатньо потужним і витікати з великою швидкістю; другий човен не рухатиметься взагалі, бо струмінь витікає вперед, що має спричинити рух човна назад, але обертання вітрового двигуна тягтиме човен уперед, в результаті човен залишатиметься у спокої.)

Сьогодні вже існують пристрої, які в певній мірі наблизили людину до мрії здійснення польотів. 9 Ці присторї піднімають людину в небо завдяки реактивній тязі. Учень робить коротке повідомленя «Крок до мрії. Від реактивного рюкзака до реактивного хаверборда» (домашнє завдання з попереднього уроку).

Учитель розповідає учням, що реактивний рух широко використовується у військовій справі. Ще понад дві тисячі років тому китайці сконструювали найпростіші ракети та застосували їх як запалювальний засіб у випадку осади ворожих міст, до наших часів, де реактивний рух лежить в основі сучасної військової техніки. 10, 11

Конструювання ракети — літального апарата, який переміщується в просторі завдяки реактивній тязі, яка виникає внаслідок викидання ракетою частини маси, дозволило людині почати освоєння космосу.

4. Механічна енергія. Закон збереження механічної енергії.

Учитель демонструє схему та рисунки до неї. 12

Запитання до учнів

• Що називаються енергією? Які її одиниці в СІ?

• Що називають механічною енергією?

• Назвіть види механічної енергії.

• Наведіть формули для обчислення кінетичної та потенціальної енергій.

• Які тіла мають тільки потенціальну енергію, які тільки — кінетичну, які — потенціальну і кінетичну? 13

• Яку енергію називають повною механічною?

• За математичним записом сформулювати закону збереження енергії. 14

• Чи дійсно завжди зберігається механічна енергія?

Далі можна прочитати «Казку про яблучко» (кожен учень має її удрукованому вигляді). Текст казки містить кілька помилок, які учні повинні знайти й виправити під час обговорення. 15

Казка про яблучко

У країні Фізика росла собі яблуня. І виросло на ній червоне стигле яблучко маси m. І знаходилось воно на висоті h над поверхнею Землі. Яблучко було соковите, але мало не тільки споживні речовини, а й володіло запасом потенціальної енергії і в цій же точці мало кінетичну енергію , де — швидкість руху тіла. Прийшов час, і яблучко відірвалося від гілки та стало падати під дією сили тяжіння . Під час цього падіння висота яблучка над Землею зменшувалась, але зменшувалась і швидкість. Це означає, що його потенціальна енергія при падінні зменшувалася, а кінетична — збільшувалася. При цьому взаємне перетворення потенціальної та кінетичної енергії не відбувалося, а сума цих енергій не зберігалася. . Упало яблучко на зелену травичку, та й зникла його енергія зовсім.

Учитель проводить дослід: пускає циліндр з алюмінію С з похилої площини, нахиленої під кутом α, на кінці якої він взаємодіє з дерев’яним бруском. 16

Запитання до учнів

• Яку механічну енергію мав алюмінієвий циліндр, коли перебував у спокої на столі?

• Яку механічну енергію він має на вершині похилої площині?

• У результаті чого змінилася енергія циліндра?

• Які перетворення механічної енергії відбуваються при русі циліндра по похилій площині? Яку енергію він має біля її підніжжя?

• Яку механічну енергію має дерев’яний брусок, що лежить на столі?

• Що відбувається з енергією бруска при взаємодії з циліндром?

• Що відбувається з енергією циліндра?

• Чи суворо виконується при цьому закон збереження енергії? За яких умов він би виконувався саме так?

Для узагальнення учитель пропонує учням обговорити вислів «Закон збереження енергії — «головний бухгалтер» Всесвіту». 17

5. Фундаментальні взаємодії в природі.

Завдання учням

Складіть логічні ланцюжки з чотирьох символів — арабська цифра, римська цифра, літера та геометрична фігура. 18 Наприклад: 2–І І–Б–□.

Учні здійснюють самоперевірку. 19 Учитель пропонує прокоментувати таблиці, що узагальнює види енергії у природі та перетворення сонячної енергії у техніці. 20, 21

IV. Підбиття підсумків уроку

Рефлексія за методом «Дерево знань»

Учитель користується додатком.

V. Домашнє завдання

[2]: § 36–40 — повторити.