Лабораторна робота "Вивчення закону збереження механічної енергії"

 

14 квітня

Лабораторна робота №7

Вивчення закону збереження механічної енергії

Мета: переконатися на досліді, що повна механічна енергія замкненої системи тіл залишається незмінною, якщо в системі діють тільки сили тяжіння та сили пружності

Обладанання: штатив із муфтою та лапкою, динамометр, набір тягарців, лінійка завдовжки 40-50 см, гумовий шнур завдовжки 15 см із показчиком і петельками на кінцях, олівець, міцна нитка.

ХІД РОБОТИ

Інструкція лабораторної роботи та її хід виконання ви зможете побачити у наступному відео

Не забудьте зробити табличку, яка пропонується у лабораторній роботі!

А також у висновках вам необхідно дати відповідь на питання:

1. Сформулюйте закон збереження механічної енергії

2. Чим пояснюється деяка розбіжність результатів експерименту і теорії?

Механічна енергія та її види

 16 травня
Класна робота

Механічна енергія та її види

    Актуалізація опорних знань

     1. Яку роботу називають механічною? Назвіть одиницю роботи в СІ.

2. Які умови необхідні для виконання механічної роботи?

3. Дайте означення потужності. Одиниці вимірювання потужності. Які формули використовують для обрахунку роботи та потужності?

Мотивація навчальної діяльності

Слово «енергія» ми чуємо в телевізійних репортажах, бачимо на шпальтах газет тощо. Ним можна скористатися для характеристики людей (енергійна людина), природних явищ (енергія землетрусу чи урагану), машин, механізмів (електроенергія, яку вони споживають). Сьогодні на уроці ми з вами дізнаємось, що таке енергія з точки зору фізики.

  Вивчення нового матеріалу

Для початку розглянемо приклади:

1)      Коли ви на уроці фізкультури граєте м’ячем у футбол, то, з точки зору науки, ви виконуєте певну роботу, бо змушуєте м’яч рухатись.

2)      Щоб забити цвях, ми піднімаємо молоток, виконуючи при цьому певну роботу. Молоток запасає механічну енергію наших м’язів, яку витрачає, падаючи на цвях, щоб забити його і виконати роботу. Чим більшу механічну енергію має тіло, тим більшу роботу воно може виконати.

Механічна робота є мірою зміни енергії тіла.

Якщо тіло або кілька тіл, які взаємодіють між собою (система тіл), можуть виконувати механічну роботу, то кажуть, що вони мають енергію.

В перекладі з грецької, енергія означає «діяльність».

У механіці ми будемо користуватися таким означенням:

Енергія – це фізична величина, яка характеризує здатність тіла (системи тіл) виконувати роботу.

Енергію позначають символом Е. Одиниця в СІ, як і роботи – джоуль:

[Е]=1Дж

У фізиці розрізняють два види механічної енергії: потенціальну і кінетичну.

 Якщо тіло нерухоме, але на нього діє певна сила, то кажуть, що воно має потенціальну енергію.

Потенціальну енергію має тіло, підняте над поверхнею Землі, стиснута пружина, стиснутий газ, річкова вода у водоймищі тощо.

Потенціальна енергія – це енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин тіла.

Еp=mgh

Потенціальна енергія тіла залежить від висоти, на якій перебуває це тіло, — отже, вибір нульового рівня (рівня, від якого буде вимірюватися висота) суттєво впливає на значення потенціальної енергії.

Пружно деформовані тіла мають потенціальну енергію.

Спостереження за явищами природи показують, що робота може виконуватися при русі тіл. Так, тепловоз, рухаючись колією, стикається з вагоном і зміщує його на деяку відстань. Виконується робота і в тому випадку, коли кинутий камінь пробиває кригу. Вистрілена з рушниці куля пробиває дошку тощо. Якщо потенціальну енергію мають тіла, на які діє сила, то в перелічених вище прикладах робота виконується тому, що вони здійснювали переміщення, рухалися.

 Енергію рухомого тіла називають кінетичною енергією.

Для кращого засвоєння матеріалу пропоную подивитися наступне відео та записати задачі, які будуть розглянуті наприкінці!

 Запитання на закріплення вивченого.

1.  Що таке енергія?

2.  Що таке потенціальна енергія? Як розраховується потенціальна енергія піднятого тіла? Як розраховується потенціальна енергія пружно-деформованого тіла?

3.  Що таке кінетична енергія? Як розраховується кінетична енергіятіла?

4.  Що таке повна механічна енергія?

5.  Супутник летить по коловій орбіті зі сталою швидкістю. Чи виконує роботу сила тяжіння Землі?

 Домашнє завдання.

1)    Підручник:параграф 32, Вправа № 32 (3, 4, 5)

     2) Камінь кинуто вертикально вгору. Які перетворення енергії відбуваються при цьому?

До Всесвітнього дня авіації та космонавтики!

 

13 квітня
Класна робота

Всесвітній день авіації та космонавтики

                                                     « Героям космічної ери,

                                                        Вершителям слави, чудес.

                                                                                     У Всесвіт розчинено двері,

                                                        Розірвано пітьму небес».

12 квітня все людство святкує Всесвітній день авіації та космонавтики. Це свято з'явилось на честь першого польоту у космос людини і тим самим воно підкреслює нестримну жагу людського роду до пізнання нових знань

Домашнє завдання

    Можливо саме ви зробите значні відкриття в сфері космонавтики. Можливо хтось відкриє нову планету, хтось стане першою людиною, яка висадиться на Марсі! А можливо в когось навіть буде свій будиночок на Місяці, куди ви зможете літати на вихідні як на дачу!

    Пам'ятайте, все в ваших руках!  Не бійтеся фантазувати!

     З Днем Космонавтики вас!

Принцип дії теплових двигунів. Холодильна машина

 

17 травня

Класна робота

Принцип дії теплових двигунів. Холодильна машина

                                                                              Чи вартий смертний чоловік

                                                                                                 Безсмертя таїни?

Мав мрію дід мій весь свій вік

Про вічні двигуни.

                                                           Т. Чорновіл «Пам’яті вічного двигуна»

Актуалізація опорних знань. Перевірка знань

Пригадуємо матеріал з фізики 8 класу. Якщо забули, завжди можна пошукати все в мережі Інтернет. (письмово у зошитах)

1. Який пристрій називають тепловим двигуном?

2. Які ролі виконують нагрівник, холодильник і робоче тіло теплового двигуна?

3. Намалюйте схематично принцип дії теплового двигуна.

4. Що таке ККД? Яка формула для його визначення?

5. Як підвищити ККД в тепловому двигуні?

Вивчення нового матеріалу

Опрацьовуємо очно або дистанційно параграф «Принцип дії теплових двигунів. Холодильна машина» та записуємо головне. §39 за підручником «Фізика 10 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».

Але спочатку рекомендую переглянути відео

У природі всі макроскопічні процеси мають певний напрямок і в зворотному напрямку вони самочинно відбуватися не можуть.

Процеси, які можуть самочинно відбуватися тільки в одному напрямку, називають необоротними процесами.

Принцип дії теплових двигунів легко зрозуміти через дві наступні анімації: чотиритактний двигун внутрішнього згоряння та дизельний двигун. Або через відео, які подані нижче.

Холодильний пристрій — це пристрій циклічної дії, який підтримує в холодильній камері температуру нижчу, ніж температура довкілля.

Як працює холодильний пристрій

Домашнє завдання

Опрацювати параграф 39

Вправа 39, завдання 1, 3 за підручником «Фізика 10 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».

Отримання та застосування радіонуклідів. Методи реєстрації йонізуючого випромінювання

 

15 квітня

Класна робота

Отримання та застосування радіонуклідів. Методи реєстрації йонізуючого випромінювання

                                                          Чим більше знаєш, тим більше можеш.
                                                                                                             Е. Абу

Актуалізація опорних знань. Перевірка знань

Розпочнемо з цікавого відео «Камера Вільсона».

Перевірочна самостійна робота (письмово у зошитах)

1. У ядрі атома хімічного елемента 22 протони і 26 нейтронів. Назвіть цей елемент.

2. Визначте кількість протонів, нейтронів і електронів в атомах Карбону-12.

3. Ядро атома Калію містить 20 нейтронів. Скільки всього частинок у цьому атомі? Назвіть їх.

4. Для атома 2713Al визначте: а)зарядове число ядра; б)кількість протонів у ядрі; в)кількість електронів; г) порядковий номер у періодичній системі елементів; д) масове число ядра; е) кількість нуклонів у ядрі; ж) кількість нейтронів у ядрі.

5. Ядро Урану-238 зазнало два послідовних розпади: α-розпад і β-розпад. Ядро якого елемента утворилося?

Вивчення нового матеріалу 

Опрацьовуємо дистанційно параграф §41 «Отримання та застосування радіонуклідів. Методи реєстрації йонізуючого випромінювання» за підручником «Фізика 11 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий» та записуємо головне. Розпочніть з пояснювального відео по темі.

Ядерною реакцією називають взаємодію ядер або елементарних частинок із ядром, яка відбувається з утворенням частинок, відмінних від вихідних. Під час ядерних реакцій, як і під час будь-яких явищ, що відбуваються у Всесвіті, справджуються закони збереження: закон збереження електричного заряду, закон збереження імпульсу, закон збереження енергії маси.

Завдяки ядерним реакціям отримано штучні радіоактивні ізотопи, які використовують у медицині, сільському господарстві, енергетиці тощо.

Для реєстрації та визначення потужності йонізуючого випромінювання використовують шари фотоемульсій, сцинтиляційні лічильники, бульбашкові камери, камери Вільсона, йонізаційні камери.

Для вимірювання дози йонізуючого випромінювання використовують дозиметри.

Домашнє завдання

Опрацювати параграф 42 та письмово дати відповідь на питання 

1. Що називають ядерною реакцією?
2. Хто і коли здійснив першу ядерну реакцію?
3. Які відомі вам закони збереження справджуються під час ядерних реакцій?
4. Хто першим отримав штучний радіоактивний ізотоп?
5. Наведіть приклади використання природних і штучних радіоактивних ізотопів.

6. Які прилади для вимірювання та реєстрації радіаційного випромінювання ви знаєте? Який принцип покладено в основу роботи цих приладів?

Реактивний рух. Фізичні основи ракетної техніки. Основи космонавтики

 

13 квітня

Класна робота

Реактивний рух. Фізичні основи ракетної техніки. Основи космонавтики

Епіграф уроку:

Мудрість – це сукупність корисних для життя істин,

здобутих розумом, спостереженням і досвідом,

це гармонія ідеї з життям.

Мотивація  навчальної діяльності 

12 квітня в усьому світі відзначається, як Всесвітній день авіації та космонавтики.

 На попередньому уроці ми ознайомились з важливим законом – законом збереження імпульсу. Закон збереження імпульсу має широке практичне застосування. Цей закон дозволяє пояснити реактивний рух, завдяки якому реактивна техніка досягає найбільших швидкостей. 

Актуалізація опорних знань

Перед тим як перейти до вивчення нового матеріалу, і до розгляду наших проектів коротенько повторимо відомості, які нам будуть потрібні

 

Фронтальне опитування :

v Що таке динаміка?
v Що є причиною руху?
v Які закони руху вам відомі?
v Сформулюйте їх
v Яка фізична величина є мірою механічного руху і  чисельно визначається добутком маси тіла на швидкість його руху ?  ( імпульс тіла )
v Чим визначається напрям імпульсу тіла?(напрямом швидкості руху тіла )
v В яких одиницях вимірюється імпульс тіла ?  ( кг м/с )
v Як можна змінити імпульс тіла ? ( змінивши швидкість тіла )
v Що ви скажете про імпульс сили?
v Чим визначається напрям імпульсу сили ?(напрямом сили, що діє на тіло)
v В яких одиницях вимірюється імпульс сили? ( Н·с )
v Чому дорівнює зміна імпульсу тіла ? ( імпульсу сили взаємодії )
v Як звучить закон збереження імпульсу тіла ?  Запишіть його на дошці
v Для яких систем справджується закон збереження імпульсу тіла ?                           (для замкнутих )
v Яку систему називають замкненою?
(Це система тіл, на кожне з яких не діють зовнішні сили.)
v Чому усі реальні системи не є замкненими?
(Тому що на тіла системи діють як сила тяжіння, так і сили опору, наприклад тертя.)
v В яких випадках закон збереження імпульсу можна застосовувати для не замкненої системи тіл?
          (закон збереження імпульсу можна застосовувати для не замкненої
          системи тіл, якщо зовнішні сили, які діють на будь-яке тіло системи,  
          врівноважуються.)

Вивчення нового матеріалу 

Найбільше застосування реактивний рух отримав у ракетах.

У головній частині ракети 1 розташована кабіна космонавтів і прилади (мал. 260). На початку польоту маса цієї частини становить усього кілька відсотків від загальної маси ракети. Основна ж маса та об’єм ракети на початку польоту припадає на запас пального. У баках міститься пальне 2 та окиснювач 3, які через форсунки потрапляють у камеру згорання. За високої температури й великого тиску в камері згорання пальне перетворюється на газ (продукт згорання). Продукти згорання викидаються через сопла. Під час викидання продуктів згорання й утворюється реактивна тяга, що рухає транспортний засіб.

Освоєння космосу. Внесок українських вчених у розвиток космонавтики.

Космос! Він з давніх часів привертав до себе увагу людини, яка спочатку лише прагнула просто піднятися у повітря, щоб глянути з висоти  на нашу планету. Та коли людина піднялася на висоту пташиного польоту і за допомогою техніки навчилася літати, її мрії сягнули вище – у недосяжні простори Всесвіту. Космос – він приваблює людину своєю загадковістю, своєю неповторністю, але найбільше він приваблює людину можливостями для її діяльності у космічному просторі. Вступ людства в космічну еру був підготовлений всією його попередньою історією, жагою пізнати нове, раніше невідоме.

Якщо експедиція Колумба відкрила новий континент, назва якого Америка, то космічні дослідження відкрили для людства в мільярди  разів більший        «континент» – космос з усіма його планетами, зорями та іншими утвореннями.

Свій внесок у розвиток космічних досліджень зробили вчені різних країн і народів. Але наша розповідь сьогодні, в основному, про українців – творців ракетно-космічної техніки.

 

1.     Засядько О.Д. – вітчизняний вчений у галузі ракетної техніки.

2.     Кибальчич М.І. – автор проекту реактивного літального апарату.

3.     Кондратюк Ю.В. – видатний теоретик астродинаміки.

4.     Ціолковський К.Е. – основоположник космонавтики.

5.     Глушко В.П. -  конструктор перших вітчизняних ракетно-рідинних двигунів.

6.     Корольов С.П. – конструктор ракетно-космічних систем.

7.     Етапи освоєння космосу. Ю.О.Гагарін – перший космонавт планети Земля (демонструється відео «Політ Ю.Гагаріна в космос»).

     9.  Леонід Каденюк – перший астронавт незалежної України.

Домашнє завдання

Опрацювати 37-й параграф та

Дати відповіді на питання (письмово)

1.  Який рух називають реактивним?

2.  З яких основних частин складається ракета?

3.  Від чого залежить швидкість руху ракети, за відсутності зовнішніх сил?

4.  Від чого відштовхується ракета, розганяючись у космосі?

5.  Наведіть приклади реактивного руху в природі.

6.  Назвати прізвища відомих вам українських вчених, які зробили свій внесок у розвиток космонавтики.

7.  Коли відбувся запуск першого штучного супутника Землі?