Konspekt lekcji

Konspekt lekcji
I.
II.
Metryczka konspektu:
Autor: Sebastian Gajos
Wiek uczniów: druga klasa liceum ogólnokształcącego.
Temat: Energia mechaniczna - zadania.
Cel ogólny: zapoznanie uczniów z typowymi zadaniami z zakresu energii
mechanicznej.
Cele szczegółowe:
o Uczeń zna definicję oraz sens fizyczny energii.
o Uczeń zna wielkości fizyczne takie jak energia potencjalna sprężystości, energia
kinetyczna oraz energia potencjalnej ciężkości.
o Uczeń zna zasadę zachowania pędu i energii.
o Uczeń potrafi podać przykłady występowania rożnych form energii
w przyrodzie.
Czas realizacji: ok. 45 min.
Metody i techniki: praca grupowa.
Formy pracy: praca z całą klasą.
Środki dydaktyczne: brak.
Interakcja z innymi przedmiotami: brak.
Plan lekcji:
1. Faza przygotowawcza:
a) Sprawdzenie listy obecności uczniów;
b) Omówienie wiadomości z ostatniej lekcji;
c) Sprawdzenie pracy domowej;
d) Przypomnienie wiadomości z ostatniej lekcji.
2. Faza realizująca:
a) Zanotowanie tematu lekcji;
b) Sformułowanie przykładowych zadań oraz ich omówienie.
3. Faza końcowa:
a) Przypomnienie najważniejszych wiadomości, które pojawiły się w trakcie
realizowania zajęć lekcyjnych;
b) Zanotowanie pracy domowej.
III.
Szczegółowy przebieg lekcji:
Czynności nauczyciela
Zad 1
Wiadro z wodą zaczepione stalową linką na kołowrocie
opisanym na rys. podczas jednego obrotu kołowrotem
zmieniono energie potencjalną wiadra. Wyznacz zmianę
energii potencjalnej wiadra znają wartość siły zewnętrznej
oraz promienia R.
Rozwiązanie:
wyznaczamy warunek równowagi dla kołowrotu:
Qr = FR
zauważamy że podczas jednego obrotu kołowrotem
wiadro zostanie podniesione o wartość:
h = 2π ⋅ r
wyznaczamy zmianę energii potencjalnej:
∆E = mgh = mg ⋅ 2πr = Q ⋅ 2π ⋅ r
zgodnie z warunkiem równowagi kołowrotu:
∆E = 2πFR
Zad 2
Kulkę o masie m1rzucono pionowo w dół z wysokości h i
z prędkością V0. Kulka ta zderza się idealnie
niesprężyście z płytką o masie m2 umieszczoną na
sprężynie. W wyniku tego zderzenia sprężyna się ugnie o
odcinek x. Oblicz stałą sprężystości k.
Czynności ucznia
Rozwiązanie:
obliczmy prędkość kuli tuż przed zderzeniem z
płytką, korzystając z zasady zachowania energii
mechanicznej:
m1Vo2
mV2
+ m1 gh = 1
2
2

2  m1V02

+ m1 gh  = V02 + 2 gh
m1  2

V =
w zderzeniu niesprężystym kulki i płytki jest
spełniona zasada zachowania pędu:
m1V = (m1 + m2 )V x
Vx =
m1 V02 + 2 gh
m1 + m2
zlepione z sobą kulka i płytka mają energie
kinetyczną Ek:
m1 + m2 2
Vx
2
m1 + m 2 m12 V02 + 2 gh m12 V02 + 2 gh
Ek =
⋅
=
2
2(m1 + m 2 )
(m1 + m2 )2
Ek =
(
)
(
energia kinetyczna i energia potencjalna grawitacji
Ep2 zamienia się na energie potencjalną sprężystości
Ep1
1
E p1 = kx 2
2
E p 2 = (m1 + m2 )gx
E k + E p 2 = E p1
)
m12 (V02 + 2 gh )
1
+ (m1 + m2 )gx = kx 2
2(m1 + m2 )
2
z ostatniej zależności wyliczamy k i rozwiązanie
będzie miało ostateczną postać:
k=
(
)
m12 V02 + 2 gh 
2 
(
)
m
+
m
gx
+
 1

2
2(m1 + m 2 ) 
x2 