Урок–исследование в 9-м классе по теме "Решение задач на

Урок–исследование в 9-м классе по теме "Решение задач на закон
сохранения механической энергии"
Кулла Вениамин Робертович, учитель физики
Статья отнесена к разделу: Преподавание физики
Цели урока:



Исследовать выполнение закона сохранения энергии в различных механических
процессах.
Развивать навыки исследовательской работы, научить делать выводы, анализировать
полученный результат.
Воспитывать внимание и настойчивость, чувство коллективизма, интерес к предмету
физики.
Оборудование урока:
Биллиардные шары, два теннисных меча, тележка, наклонная плоскость, рулетка, секундомер.
План урока:
Оргмомент.
Постановка целей исследовательской работы.
Вопросы к повторению материала по теме «Закон сохранения энергии».
Мотивация проверки закона сохранения энергии (компьютерные задачи – идеальный
процесс).
5. Решение исследовательских задач.
6. Сформулировать выводы исследовательской работы.
7. Подвести итоги урока. Рефлексия участников.
1.
2.
3.
4.
ХОД УРОКА
– Сегодня на уроке мы исследуем вопрос: всегда ли выполняется закон сохранения энергии? Есть
ли такие случаи в механике, когда этот закон не выполняется?
Для этого вы, как молодые ученые-экспериментаторы выполните работу и решите
экспериментальные задачи, подтвердив или опровергнув закон сохранения энергии. Само главное
правило у экспериментаторов – терпение, возможно многократное повторение опытов, не
отчаиваться, если не получается сразу, искать новые пути решения. Обобщение результатов
опытов, умение проанализировать результат – вот главная цель нашего урока.
Вопрос: Можно ли сказать, что в реальных условиях закон сохранения механической энергии не
выполняется? Посмотрим задачи в анимации (Физикон, версия 2003 г., видеофрагмент «Закон
сохранения энергии»).
Очень наглядно нам утверждают, что закон сохранения энергии выполняется в любых условиях.
Но мы выразим сомнение и проверим этот закон сами в экспериментальных задачах.
Раздать готовые бланки для выполнения работы.
Исследовательские задачи
I. Исследовать превращение потенциальной энергии тела, поднятого над нулевым уровнем в
потенциальную энергию деформированной пружины.
Цель эксперимента: выяснить выполнение закона сохранения механической энергии и возможные
погрешности вычисления.
Порядок выполнения работы:
1. Груз из набора по механике прочно укрепите на крючке динамометра.
2. Поднимите рукой груз, разгружая пружину, и установите фиксатор внизу у скобы.
3. Отпустите груз. Падая, груз растянет пружину. Снимите груз и по положению фиксатора
измерьте линейкой максимальное удлинение х пружины.
4. Повторите опыт пять раз.
5. Подсчитайте Е1ср= mghср и Е2ср = kx2ср /2.
6. Результаты занесите в таблицу:
Номер опыта хmax, м хср = hср Е1ср, Дж Е2ср, Дж Е1ср / Е2ср
7. Сравните отношение Е1ср / Е2ср с единицей и сделайте вывод о погрешности, с которой был
проверен закон сохранения энергии.
II. Исследовать работу силы трения и выполнение общего закона сохранения энергии в
механических процессах .
Цель эксперимента: сравнить работу силы трения и изменение механической энергии тела,
выяснить условия выполнения общего закона сохранения энергии.
Теоретическое обоснование:
Порядок выполнения работы:
1. Установить направляющую рейку под углом к = 30° к поверхности стола. Установить на
ней датчики и подключить секундомер.
2. Положить на ее начало каретку, пронаблюдать движение.
3. Измерить расстояние между датчиками.
4. Измерить время движения с помощью секундомера.
5. Измерить силу тяжести каретки динамометром. Найти массу груза.
6. Найти силу трения скольжения каретки по рейке, равномерно перемещая её при помощи
динамометра (держать горизонтально).
7. Рассчитать значение конечной скорости, найти кинетическую энергию тела.
8. Найти высоту положения тела над нулевым уровнем.
9. Найти потенциальную энергию тела, поднятого над нулевым уровнем.
10. Заполнить таблицу
S, м m, кг Fтр, Н Атр, Дж t, с
, м/с Ек, Дж h, Дж Ер, Дж
11. Проверить равенство закона сохранения энергии
Атр = Ер - Ек
12. Сделать выводы из проделанного опыта. Определить относительную погрешность
измерения
6. Сформулировать общий вывод о проделанной исследовательской работе. Заполнить
бланк ответов.
Контрольные вопросы:
1. Почему теннисный мяч при свободном падении и ударе об пол не возвращается на
прежнюю высоту?
2. Как следует бросить мяч, чтобы он подскочил на 1 метр выше?
7. Задание. Подведение итогов.
Составить задачу на случай столкновения шаров под разными углами.
– Что было положительного, что понравилось на данном уроке, можно ли использовать данную
форму урока в дальнейшем?
– Что сделать не удалось? Что бы вы сделали по-другому?
– Получили ли вы положительные эмоции и активно ли вы участвовали на уроке?