Цель: сформулировать принцип потенциальной энергии. сформулировать теорему о кинетической энергии. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I . Организационный момент

II .Повторение. Беседа

1. Что такое импульс?

2. Сформулируйте определение импульса тела?

3. Какая система тел называется замкнутой?

4. Приведите примеры замкнутой системы?

5. Сформулируйте закон сохранения импульса?

6. Как он используется в реактивном движении?

7. Почему для запуска используют многоступенчатые ракеты?

III . Изучение нового материала

Потенциальная энергия – энергия, обусловленная взаимодействием тел.

Потенциальная энергия характеризует не любое взаимодействие тел, а лишь такое, которое описывается силами, не зависящими от скорости. Такими являют­ся сила тяжести, сила упругости. Работа рассматриваемых сил не зависит от фор­мы траектории, а определяется лишь ее начальными и конечными точками.

Силы, которые не зависят от скорости и работа которых на любой замкнутой траектории равна нулю, называют потенциальными силами.

Потенциальной энергией тела в данном положении называется скалярная физическая величина, равная работе, совершаемой потенциальной силой при перемещении тела из данного положения в нулевое.

Нулевое положение иначе называют уровнем отсчета потенциальной энер­гии, или просто нулевым уровнем.

Находясь на некоторой высоте, любое тело обладает потенциальной энерги­ей, каждой высоте соответствует свое значение Е . Е = mgh

Силы, подобные силам тяжести, работа которых при движении тела по замк­нутому контуру равна нулю, называют консервативными силами.

Работа силы упругости

Построим график F ( x )

Под координатой F = kx , выделим на графике маленький участок х, значение силы будем считать постоянным.

Тогда А = kx равна площади выделенного уча­стка проецируемой площади бесконечно малых прямых. Под графиком трапеция:

Консервативными являются почти все силы в природе, в том числе силы вза­имодействия между атомами и молекулами. Поэтому установленные закономер­ности имеют общий характер.

Любая система, предоставленная сама себе, всегда стремится перейти в такое состояние, в котором ее потенциальная энергия имеет наименьшее значение.

В этом заключается принцип потенциальной энергии.

Решим задачу. Тело массой m совершает по горизонтали равноускоренное Движение под действием трех сил. Найдем скорость тела V в конце отрезка пути S

В правой – части изменение, которое называется кинетической энергией.

F cos a – FS = Е_к – Е_{к 0} = Е_к .

В левой части – как силы влияют на изменение кинетической энергии. Сила F ₂ никак не влияет. Сила F_t увеличила Е на FS cos а, сила F ₃ уменьшила – FS (угол 180″), т. к. А = FS cos a .

Изменение кинетической энергии тела равно работе сил, действующих на тело. Полученное выражение называют теоремой о кинетической энергии (А = Е) – и используют для определения скорости тела. При торможении тела, например: А=Е -Е, Е -0, т. к. V -0.

Тормозной путь не зависит от массы автомобиля.

IV . Решение задач

На балкон, расположенный на высоте 5 м, бросили с поверхности земли мяч массой 100 г. Во время полета мяч достиг максимальной высоты 8 м от по­верхности Земли. Определить работу силы тяжести при полете предмета вверх, вниз и на всем пути. Найти результирующие изменения потенциальной энергии.

Домашнее задание

§ 22. Упражнение 18. Задачи с задачника по Рымкевич А.П