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. Сформулируйте определение работы силы

2. В каких единицах измеряется?

3. В чем заключается физический смысл работы?

4. Сформулируйте определение мощности?

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

§ 65. Упражнение 37