ЭНЕРГИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
Цель урока:
учащиеся должны знать понятие энергии, кинетической энергии и единицы ее измерения.
Тип урока:
комбинированный.
План изучения нового материала.
1. Понятие кинетической энергии тела и единица ее измерения.
2. Теорема о кинетической энергии.
3. Расчет тормозного пути автомобиля.
Ход урока
I
. Орг. момент
Опрос отсутствующих, проверка домашнего задания.
II
.
Изучение нового
материала.
Энергия
1.
Понятие энергии
Если тело или система тел могут совершать работу, то говорят, они обладают энергией.
Энергия в механике – величина, определяемая состоянием системы – положением тел и их скоростями; измерение энергии при переходе системы из одного состояния в другое равно работе внешних сил.
1. Понятие кинетической энергии тела и единица ее измерения.
Кинетическая энергия тела - скалярная физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости:
.
Кинетическая энергия, как и работа, измеряется в джоулях (Дж). Кинетическая энергия зависит от скорости тела, следовательно ее значение зависит от выбора системы отсчета.
2. Теорема о кинетической энергии.
Определим физическую величину, изменяющуюся при совершении работы. Рассмотрим для этого движение тела массой т,
скорость которого увеличивается от скорости до и под действием всех приложенных к нему сил. Работа равнодействующей постоянной силы совпадающей по направлению с перемещением , равна А
= F
∆
x
.
Так как F
= та,
, то . Или
Эту формулу называют теоремой о кинетической энергии, где – кинетическая энергия в начальный момент времени.
Изменение кинетической энергии тела равно работе всех
сил, действующих на тело: Ек
-Е
к0
=А.
Теорема о кинетической энергии сводится к равенству
3. Расчет тормозного пути автомобиля.
В случае торможения тела, обладающего начальной кинетической энергией Ек0
, вплоть до остановки (
v
= 0, 0), теорему о кинетической энергии следует представить в виде
Найдем тормозной путь
автомобиля - расстояние, проходимое им до полной остановки. В процессе торможения на автомобиль действуют сила тяжести, сила реакции опоры и сила трения. Сила тяжести и сила реакции опоры направлены перпендикулярно перемещению автомобиля, поэтому их работа равна нулю. Это означает, что суммарная работа всех сил равна работе силы трения скольжения. Учитывая, что сила направлена противоположно перемещению l
и что F
тр
=µN
,
находим А
= А
тр
= -
µmgl
Подставим выражение для А
в формулу
-
µmgl
=
,
откуда
Следовательно, тормозной путь не зависит от массы автомо
биля. Тормозной путь прямо пропорционален квадрату скорости и обратно пропорционален коэффициенту трения.
III.
Закрепление изученного материала.
Решение задачи …
IV.
Итог урока
.
Сегодня на уроке мы выяснили, что работа, являющаяся пространственной характеристикой внешнего воздействия на тело, равна изменению физической величины, характеризующей энергию движения тела, - кинетической энергии.
Домашнее задание:
…