Цель: сформулировать принцип минимума потенциальной 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. Что такое потенциальная энергия?
4. Что такое кинетическая энергия?
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 А =Е
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 х (х0 = 0) F = kx , выделим на графике маленький участок х, значение силы будем считать постоянным. Тогда А = kx х 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 минимума потенциальной энергии.
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
§ 66- 67 Упражнение 38