Закон сохранения и превращения механической энергии

8. Шарик движется вниз по наклонному желобу без трения. Какое из следующих утверждений об энергии шарика верно при таком

9. Упавший и отскочивший от земли мячик подпрыгивает на меньшую высоту, чем та, с которой он упал. Чем это объясняется?

10. Тело, брошенное вертикально вверх с поверхности земли, достигает наивысшей точки и падает на землю. Если сопротивление

11. Тяжелый молот падает на сваю и вбивает ее в землю. В этом процессе происходит преобразование

8.37M

Category:

physics

Prezentatsia_po_teme_Zakon_sokhranenia_energii_kopia

1.

Работа силы
Мощность
МЕХАНИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ

Сила действующая на движущееся тело со стороны другого
тела, совершает работу.
Например. Гравитационная сила притяжения Земли и сила сопротивления воздуха
совершают работу при падении капель дождя или метеоритов.
Сила упругости совершает работу при распрямлении сжатой пружины и вытянутой
тетивы лука.

3.

Определение работы силы
Воздействие на тела сил, приводящих к
изменению модуля их скоростей,
характеризуются величиной , зависящей как от
сил, так и от перемещений тел. Эту величину в
механике и называют работой силы.

4.

Работа силы определяется:
-угол между силой и перемещением
Работа - скалярная физическая величина .
Знак работы определяется знаком

5.

Работа силы равна произведению модулей силы и
перемещения точки приложения силы и косинуса
угла между ними
Эта формула справедлива в том случае, когда сила
постоянна и перемещение тела происходит вдоль
одной прямой.

6.

7.

Если на тело действуют несколько сил, то проекция
результирующей силы на перемещение равна сумме проекций
отдельных сил:
Работа результирующей силы равна:

8.

ЕДИНИЦЫ РАБОТЫ
Джоуль – это работа, совершаемая силой 1Н
на перемещение 1 м, если направление силы
и перемещения совпадают.

9.

МОЩНОСТЬ
N – мощность, физическая величина,
характеризующая «быстроту» совершения
работы.

10.

Мощность численно равна работе,
совершенной в единицу времени

11.

Мощность, можно повысить как за счет увеличения
действующих сил, так и за счет увеличения скорости движения

12.

ЕДИНИЦЫ МОЩНОСТИ
Мощность равна 1 ватту,
если работа равная 1 Дж совершается за 1 с.

13.

Энергия –
это работа, которую может совершить тело
при переходе из данного состояния в нулевое
Е
E A 1 Дж
В переводе с греческого
слово “энергия” означает
действие, деятельность.
Термин “энергия”
ввел в физику
английский ученый
Т. Юнг в 1807 г.

14. Механическая энергия

• Энергия – это
способность совершать
работу.
• Поскольку существует
много различных
способов совершения
телом работы, то и
существует много
различных форм
энергии.

15.

Механическая энергия –
сумма потенциальной
и кинетической энергии тела
или системы тел.

16.

Так как в механике изучается движение тел и
их взаимодействие, то
МЕХАНИЧЕСКАЯ
КИНЕТИЧЕСКАЯ
Ек
ЭНЕРГИЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ
Еп

17.

Итак:
МЕХАНИЧЕСКАЯ
КИНЕТИЧЕСКАЯ
энергия движения
m
Eк
2
2
ЭНЕРГИЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ
энергия взаимодействия
Eп mgh
E A 1 Дж

18.

Потенциальная энергия других
взаимодействий рассчитывается
по другим формулам.

19. Мощность

Наименование физической
величины
Мощность
Обозначение физической
величины
Р
Обозначение единицы
измерения величины
Вт, л.с.
Закон, определяющий
физический смысл величины
A
P
t
Физический смысл величины
Характеризует быстроту
совершения работы

20. Работа (заполнить )

Работа
Наименование физической
величины
Обозначение физической
величины
Обозначение единицы
измерения величины
Закон, определяющий
физический смысл величины
Физический смысл величины
(заполнить )

21. Кинетическая энергия

Наименование физической
величины
Обозначение физической
величины
Обозначение единицы
измерения величины
Закон, определяющий
физический смысл величины
Физический смысл величины

22. Потенциальная энергия

23.

Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает
тело в следствии своего движения
v

24.

25.

Потенциальная энергия – это
энергия, которая
определяется взаимным
положением тел
или частей одного тела.

26.

Потенциальная энергия упруго
деформированного тела Еп
k ( Δℓ )
Еп
2
2
k – жёсткость тела , Н/м
Δℓ - удлинение или сжатие тела, м

27.

28.

Итак, при
возрастании
кинетической
энергии тела
потенциальная
энергия
взаимодействия
уменьшается.
И наоборот, при
уменьшении
кинетической
энергии тела
потенциальная
энергия
взаимодействия
увеличивается.

29.

Изучение свободного падения тел (в
отсутствии сил трения и сопротивления)
показывает, что всякое уменьшение одного
вида энергии ведет к увеличению другого
вида энергии.
Полная механическая энергия тела, на
которое не действуют силы трения и
сопротивления, в процессе движения
остается неизменной.

30.

ЗАКОН
СОХРАНЕНИЯ
МЕХАНИЧЕСКОЙ
ЭНЕРГИИ

31. Закон сохранения и превращения энергии

КИНЕТИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ
ЭНЕРГИЯ

32. История открытия

• Одним из первых экспериментов,
подтверждавших закон сохранения энергии,
был эксперимент Ж.Л. Гей-Люссака,
проведённый в 1807 году.
• Первым же закон сохранения энергии
сформулировал немецкий врач Роберт Майер.
• В то же время закон сохранения энергии
исследовался Гельмгольцем и Джоулем.
• Эти результаты были изложены на физикоматематической секции Британской
ассоциации в 1843 году

33.

26.10.2024
http://aida.ucoz.ru
33

34.

МАЙЕР (Mayer) Юлиус
Роберт (1814-78)
немецкий
естествоиспытатель, врач.
Первым сформулировал закон
сохранения энергии
(эквивалентности
механической работы и
теплоты) и теоретически
рассчитал механический
эквивалент теплоты (1842).

35.

Обозначим начальную энергию тела
/
/
,
а
конечную
к
п
к
Тогда закон сохранения энергии можно
записать как
E E E
E E
/
E E E
или
Eк Еп E E
/
к
/
п
/
п

36.

Полная механическая энергия тела, на
которое не действуют силы трения и
сопротивления, в процессе движения
остается неизменной.
E E
/
m
m
mgh0
mgh
2
2
2
0
2

37.

Закон сохранения механической энергии
Механическая энергия
замкнутой системы тел
остается постоянной,
если между телами системы
действуют только силы
тяготения и силы упругости, и
отсутствуют силы трения.

38. Вывод

• Потенциальная и кинетическая энергия
системы могут меняться
• При уменьшении энергии одного вида на
столько же увеличивается энергия другого
вида
• Сумма кинетической и потенциальной
энергий остается неизменной

39. Закон сохранения энергии

• Энергия не может
возникнуть из
ничего и не может
исчезнуть в никуда,
она может только
переходить из
одной формы в
другую.

40. Закон сохранения механической энергии

Сумма кинетической и потенциальной энергии
тел, составляющих замкнутую систему и
взаимодействующих между собой силами
тяготения и силами упругости, остается
неизменной.
Сумму E = Ek + Ep называют полной механической
энергией

41. Закон сохранения и превращения механической энергии

• Закон сохранения и превращения
энергии: при любых физических
взаимодействиях энергия не
возникает и не исчезает. Она лишь
превращается из одной формы в
другую.
• Одним из следствий закона сохранения
и превращения энергии является
утверждение о невозможности
создания «вечного двигателя»
(perpetuum mobile) – машины, которая
могла бы неопределенно долго
совершать работу, не расходуя при
этом энергии

42. Решение задач.

Закон сохранения
энергии.

43. Энергия

Энергия – физическая величина,
показывающая, ???
В свою очередь механическая работа –
форма ???.

44. Энергия

Энергия – физическая величина,
показывающая, какую работу может
совершить тело.
В свою очередь механическая работа –
форма изменения энергии.

45. ЭНЕРГИЯ

• Кинетическая энергия
mv
Ek
2
2
• Потенциальная энергия тела, Ep = mgh
поднятого над землей
2
Потенциальная энергия
kx
Ep
деформированного тела
2

46. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

• ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ, Т.Е.
СУММА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ И
КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛА,
ОСТАЕТСЯ ПОСТОЯННОЙ, ЕСЛИ
ДЕЙСТВУЮТ ТОЛЬКО СИЛЫ УПРУГОСТИ
И ТЯГОТЕНИЯ И ОТСУТСТВУЮТ СИЛЫ
ТРЕНИЯ
E = Ep+ Ek= const.

47.

Законы сохранения
Импульс
Энергия
P
E
Импульс силы
Импульс тела
Кинетическая
Потенциальная
P=Ft
P=mv
E=mv2/2
E=mgh
Закон сохранения
импульса
m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2
Закон сохранения
энергии
Eпол=Ek+Ep=const
Упруго
деформированная
E=kx2/2
Поднятое над
землей
N=A/t
Работа
A=-ΔEp A=ΔEk
A=Fscosa
Силы трения
Силы упругости
Силы тяжести
A=Fтрs
A=kx22/2-kx12/2
A=mgh1-mgh2
Мощность
E=mgh

48.

26.10.2024
http://aida.ucoz.ru
48

49.

Задача2. Мяч скатывается с холмика
высотой 3 м так, как показано на рисунке.
Какова его скорость у подножья холма?
26.10.2024
http://aida.ucoz.ru
49

50. ЗАДАЧА 3

• Пуля массой 6г, летящая со
скоростью 600м/с пробила доску
толщиной 10см. После этого
скорость уменьшилась до 400м/с.
Найти силу сопротивления доски.

51. ЗАДАЧА 4.

• Пружинное ружье выстреливает
шариком массы 0,02кг. На какую
высоту поднимется шарик, если
пружина сжата на 6см, а
жесткость равна 500Н/м?

52. ЗАДАЧА 5.

• С какой начальной скоростью
надо бросить вниз мяч массой
400г с высоты 2,5м, чтобы он
подпрыгнул на высоту 4м?
Считать удар о землю
абсолютно упругим.

53. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Оформить задачи в тетради.
2. Ответить на вопросы
3. Привести пример закона сохранения энергии в
профессии: « повар кондитер»
4. Изучить СПО. Решение задач по теме «Законы сохранения в механике»
(углубленный)

54.

1
Ответим на вопросы
1. Какими видами
механической
энергии обладает
мяч в 1, 2, и 3
положениях?
2. Какие превращения
энергии происходят
при падении мяча
с высоты h1?
h1
1 0
2
2
h2
3
h3 0
3

55.

3. Какие превращения энергии при движении
маятника из точки В в точку А?
1) кинетическая энергия
превращается в
потенциальную энергию
2) потенциальная энергия
превращается в
кинетическую энергию
3) никаких превращений
энергии не происходит

56.

4. Сосулька падает с крыши дома. Считая,
что сопротивлением воздуха можно
пренебречь, укажите все правильные
утверждения.
1) Потенциальная энергия сосульки в
конце падения максимальна.
2) Кинетическая энергия сосульки при
падении не изменяется.
3) Полная механическая энергия сосульки
сохраняется.

57.

5. Теннисный шарик падает на стальную
плиту и подскакивает на такую же высоту.
На каком участке траектории его
потенциальная энергия увеличивается, а
кинетическая уменьшается?
1) при движении от верхней точки траектории вниз
2) при движении от нижней точки траектории вверх
3) на любом участке траектории
4) такого участка нет

58.

6. Энергия, которой обладает тело вследствие
своего движения, называется...
1) потенциальной энергией
2) кинетической энергией.
7. Какой механической энергией относительно
Земли обладает
космический корабль, движущийся по орбите?
1) Кинетической
2) Потенциальной
3) Потенциальной и кинетической.

59. 8. Шарик движется вниз по наклонному желобу без трения. Какое из следующих утверждений об энергии шарика верно при таком

движении?
1. Кинетическая энергия шарика увеличивается, его
полная механическая энергия не изменяется
2. Потенциальная энергия шарика увеличивается, его
полная механическая энергия не изменяется
3. И кинетическая энергия, и полная механическая
энергия шарика увеличиваются
4. И потенциальная энергия, и полная механическая
энергия шарика уменьшаются.

60. 9. Упавший и отскочивший от земли мячик подпрыгивает на меньшую высоту, чем та, с которой он упал. Чем это объясняется?

1) гравитационным притяжением мяча к земле
2) переходом при ударе кинетической энергии мяча
в потенциальную
3) переходом при ударе потенциальной энергии мяча
в кинетическую
4) переходом при ударе части механической энергии
мяча во внутреннюю.

61. 10. Тело, брошенное вертикально вверх с поверхности земли, достигает наивысшей точки и падает на землю. Если сопротивление

воздуха не учитывать, то полная механическая
энергия тела
1. Одинакова в любые моменты движения тела
2. Максимальна в момент начала движения
3. Максимальна в момент достижения наивысшей
точки
4. Максимальна в момент падения на землю.

62. 11. Тяжелый молот падает на сваю и вбивает ее в землю. В этом процессе происходит преобразование

1. Потенциальной энергии молота во внутреннюю
энергию сваи
2. Кинетической энергии молота во внутреннюю
энергию молота, сваи, почвы
3. Внутренней энергии молота в кинетическую и
потенциальную энергию сваи
4. Внутренней энергии молота во внутреннюю
энергию сваи и почвы.