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_к0 = Е_к.

В левой части - как силы влияют на изменение кинетической энергии. Сила F₂ никак не влияет. Сила F_t увеличила Е на FS cos а, сила F₃ 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