24.09.2009r.

AUTOR:

KLASA: 2 Gimnazjum

PROGRAM: Nowa Era

TEMAT: Rodzaje energii mechanicznej.

CEL OGÓLNY: Poznanie dwóch rodzajów energii mechanicznej.

CELE OPERACYJNE: - Uczeń umie zdefiniować energię;

- Uczeń wie, kiedy ciało zyskuje, a kiedy traci energię;

- Uczeń zna jednostkę energii;

- Uczeń zna dwa rodzaje energii mechanicznej;

- Uczeń potrafi zdefiniować energię potencjalną;

- Uczeń potrafi podać wzór na energię potencjalną grawitacji;

- Uczeń potrafi wyprowadzić wzór na energię potencjalną grawitacji;

- Uczeń potrafi zdefiniować energię kinetyczną;

- Uczeń potrafi podać wzór na energie kinetyczną;

- Uczeń potrafi wyprowadzić wzór na energie kinetyczną;

- Uczeń potrafi wykorzystać podane wzory w zadaniach.

METODY: Dyskusja, elementy wykładu, rozwiązywanie zadań.

FORMY PRACY: Indywidualna, zbiorowa.

PRZEBIEG LEKCJI:

Wstęp:

1. Przypominam pojęcia poznane na poprzednich lekcjach.

Zadaję następujące pytania, aby przypomnieć najważniejsze pojęcia z poprzednich lekcji:

• Co to jest praca? (iloczyn wartości siły i wartości wektora/praca jest wtedy, gdy na ciało działa siła i skutkiem jej działania jest odkształcenie ciała lub jego przesunięcie)

• Jaka jest jednostka pracy? (1J)

• Co to jest moc? (stosunek pracy do czasu, w jaki ta praca została wykonana)

• Jednostka mocy? (1 W)

Rozwinięcie:

2. Wprowadzam pojęcie energii.

Powoli wprowadzam uczniów w pojęcie energii, zadając odpowiednie pytania. Pytania te i oczekiwane odpowiedzi przedstawia poniższy schemat, przygotowany przeze mnie:

JAK WYTŁUMACZYLIBYŚCIE KOMUŚ, CO TO JEST ENERGIA?

To jest coś, co pozwala nam się ruszać, co mamy w sobie zmagazynowane.

|

SKĄD BIERZEMY ENERGIĘ?

Mamy energię jądrową, biorącą się z rozpadu atomów. Również energia z wiatru i wody (przypływy i odpływy). Ale przede wszystkim energia słoneczna, zmagazynowana w węglu, ropie, gazie ziemnym.

|

GDZIE WYKORZYSTUJEMY ENERGIĘ?

Do poruszania samochodów, do ogrzewania, oświetlania. Ogólnie do życia.

|

ENERGIA JEST ŚCIŚLE ZWIĄZANA Z PRACĄ.

Jeśli ciało jest zdolne do wykonania jakiejś pracy, to znaczy, że ma zmagazynowaną energię (MECHANICZNĄ).

|

CIAŁO ZYSKUJE LUB TRACI ENERGIĘ.

Gdy nad ciałem wykonujemy pracę, to ciało zyskuje energię, a gdy ciało wykonuje jakąś pracę, to wtedy traci energię.

|

IM WIĘCEJ PRACY TYM WIĘCEJ ENERGII.

Przyrost energii danego ciała (bo możemy wykonać pracę nad ciałem, które posiada już jakąś energię lub nad ciałem, które nie posiada żadnej energii) jest równy właśnie pracy wykonanej nad ciałem.

|

JEDNOSTKA ENERGII TAKA SAMA JAK PRACY.

1 dżul (1J)

|

WYRÓŻNIAMY 2 RODZAJE ENERGII.

Potencjalną i kinetyczną.

3. Wprowadzam pojęcie energii potencjalnej.

Mówię, że energię potencjalną określamy ją jako energię układu ciał, między którymi występuje jakieś oddziaływanie. Pytam uczniów jakie pamiętają rodzaje oddziaływań (Grawitacyjne, elektryczne, magnetyczne, sprężyste). Mówię, że my na lekcjach fizyki będziemy się zajmować głownie energią potencjalną związaną z oddziaływaniami grawitacyjnymi, nazywaną energią potencjalną grawitacji.

Następnie zastanawiamy się od czego może zależeć energia potencjalna grawitacji. Wykonujemy dwa doświadczenia myślowe:

a) Taka sama kulka puszczana z małej i dużej wysokości - która wgniecie plastelinę bardziej? CZYLI ZALEŻY OD WYSOKOŚCI - wprost proporcjonalnie.
b) Kulki o dwóch różnych masach, puszczane z tych samych wysokości - która wgniecie plastelinę bardziej? CZYLI ZALEŻY OD MASY - wprost proporcjonalnie.

Następnie wyprowadzam wzór na energię potencjalną grawitacji:

Energia równa jest pracy wykonanej nad ciałem:


Ale
, a
, więc:

Następnie wyprowadzam jednostkę:

4. Wprowadzam pojęcie energii kinetycznej.

Mówię, że energia kinetyczna związana jest z ruchem ciała. Posiada ją każde ciało, które się porusza.

Zastanawiamy się od czego może zależeć energia kinetyczna. Wykonujemy ponownie dwa doświadczenia myślowe:

a) Wyobrażamy sobie dwa samochody jadące z taką samą prędkością - jeden TIR, drugi osobowy. Który bardziej zniszczy płot, który nagle postawimy im na drodze? CZYLI ZALEŻY OD MASY - wprost proporcjonalnie.
b) Wyobrażamy sobie dwa samochody osobowe - jeden jadący z prędkością 60 km/h, a drugi 100 km/h. Który mocniej wgniecie płot, który postawimy im na drodze? CZYLI ZALEŻY OD PRĘDKOŚCI - wprost proporcjonalnie.

Mówię uczniom, że dla zaoszczędzenia czasu nie będę podawała im wyprowadzenia wzoru na energie kinetyczną, ponieważ mają go w książce. Podaję tylko gotowy wzór:

.

Następnie wyprowadzam jednostkę:

5. Dyktuję notatkę do zeszytu:

Temat: Rodzaje energii mechanicznej.

1. Związek energii z pracą:

a) Jeśli nad calem wykonujemy pracę, to ciało zyskuje energię

b) Jeśli ciało wykonuje pracę, to ciało traci energię

c) Przyrost energii jest równy wykonanej pracy:

2. Rodzaje energii:

a) Energia potencjalna- energia związana z oddziaływaniami między ciałami.

m - masa;

g - przyspieszenie ziemskie;

h - wysokość, na którą podnosimy ciało.

b) Energia kinetyczna - energia związana z ruchem ciała.

m - masa;

v - prędkość.

3. Zadania.

Zad 33/96

Piłka o masie 20 dag spadła z wysokości 5 m. Jaką energię potencjalną miała piłka na tej wysokości?

Zad 35/97

Ciało o masie 3 kg porusza się ze stałą prędkością 20 m/s. Jaką energię kinetyczną ma to ciało?

Zad 36/97

Ciało poruszające się ze stałą prędkością 10 m/s ma energię kinetyczną 0,5 kJ. Jaka jest masa tego ciała?

Zad 39/97

Czy większą energię ma jastrząb o masie 1 kg wiszący nieruchomo na wysokości 100 m nad powierzchnią ziemi, czy pies o masie 20 kg biegnący z prędkością 10 km/h?

Zad 40/97

Czy większą energię masz, siedząc na drzewie na wysokości 3m, czy biegnąc z prędkością 18 km/h?

Podsumowanie:

6. Zadanie domowe.

Zad 34/96

Na jakiej wysokości znajduje się ciało o masie 2 kg , jeżeli jego energia potencjalna wynosi 0,4 kJ.

Zad 37/97

Z jaką prędkością poruszało się ciało o masie 4 kg, jeżeli jego energia kinetyczna wynosiła 0,8 kJ?

oraz wszystkie, których nie zdążymy zrobić na lekcji.

---