Велосипедист, не вращая педалей, должен проехать по «чертовому колесу», радиусом 8 м. С какой высоты велосипедист должен начать движение, чтобы не упасть? Трение не учитывать.
Спрятать решение
Решение.
По закону сохранения энергии
В верхней точке сила реакции опоры станет равной нулю. Тогда по второму закону Ньютона 
Центростремительное ускорение 
Объединив уравнения, получаем:
Ответ: 20 м.
Источник: Кирик Л. А. Самостоятельные и контрольные работы для 9 класса, Х.: «Гимназия», 2002 (№ 1 (высок.) стр. 130)
|
Из условий сил: mg=mV^2/R => V^2=Rg Не забудьте отметить лучший ответ. |
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,627 -
гуманитарные
33,648 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,626 -
разное
16,897
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Раздел
долгосрочного плана: «Законы сохранения»
Школа: КГУ
«Антоновская основная школа»
Дата:
ФИО
учителя:
Рыбинок Е.В.
Класс:
9
Количество
присутствующих:
Количество
отсутствующих:
Тема
урока:
Закон
сохранения и превращения энергии
Форма
урока:
Урок
деловая игра «Ярмарка вакансий»
Цель
обучения, которая достигается на данном уроке:
9.2.3.7
— применять закон
сохранения энергии
при решении задач
Цели
урока:
Научиться
применять алгоритм решения при решении качественных и количественных задач на
закон сохранения энергии.
Все
учащиеся смогут: применять
закон сохранения и превращения энергии при решении задач на знание и
понимание;
Большинство
учащихся смогут: применять
полученные знания при решении нестандартных качественных и количественных
задач
Некоторые
учащиеся смогут:
выделять главное, обобщать и систематизировать полученные знания.
Критерии
успеха:
Учащиеся
смогут:
ü
сформулировать
закон сохранения и превращения энергии;
ü
объяснять
значение закона сохранения в физических процессах;
ü
применять
закон сохранения и превращения энергии при решении задач на знание,
понимание, применение, анализ, синтез и оценку
Языковые
цели:
Предметная
лексика и терминология:
Энергия,
закон сохранения и превращения энергии, кинетическая и потенциальная энергии,
Джоуль.
Серия полезных фраз для диалога/письма:
|
Орысша |
Қазақша |
Ағылшынша |
|
энергия |
энергия |
energy |
|
потенциальная |
потенциалық |
potentialenergy |
|
кинетическая |
кинетикалық |
kineticenergy |
|
закон |
сақталу |
conservationlaw |
|
деформация |
күш |
deformationstrength |
Мәңгілік
ел
Привитие
ценностей:
1.
Светское государство и высокая духовность;
2.
Общество всеобщего труда.
1.
развивать коммуникативные навыки работы в группе, сотрудничества, создавая
для этого оптимальное рабочее пространство, воспитывать потребность в
самообразовании;
2.
познакомить учащихся с востребованными профессиями, связанными с физикой,
воспитывать ценности трудолюбия и ответственности, уважения к человеку труда.
Программа
«Рухани
жаңғыру»
реализация
целей:
Спецпроект
«Туған жер»
Цель:
Воспитание
у казахстанцев чувства истинного патриотизма, который выражается в любви,
гордости и преданности своему аулу, городу, краю, его истории, культуре,
традициям и быту, нравственном долге перед Родиной.
Подпрограмма
«Тәрбие және білім»
Цель:
Конкурентоспособная,
прагматичная, сильная, творческая
Личность Единой нации. Развитие национальной системы воспитания и обучения.
Саналы
Азамат
Цель:
профориентационная
поддержка школьников в целях профессионального самоопределения в условиях
свободы выбора сферы деятельности, в соответствии с их возможностями,
способностями и с учетом требований и перспектив развития рынка труда.
Межпредметные
связи:
Математика,
казахский и английский языки.
Навыки
использования ИКТ:
-работа
с интерактивной доской, показ презентации;
— https://learningapps.org/7550228,
https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/mexanika/dinamika/lesson/kineticheskaya-i-potenczialnaya-ehnergii
— ноутбуки
учащихся с доступом к сети Internet (по количеству учащихся).
Предварительные
знания:
из
курса физики 7 класса учащиеся знают понятие механической энергии, виды
энергии (кинетическая и потенциальная), формулы для их нахождения,
Ход урока:
Этапы
урока:
Запланированная
деятельность на уроке:
Ресурсы:
Начало
урока.
2
мин.
Психологический
настрой:
«Подари улыбку!»
Учитель
предлагает учащимся стать в круг, повернуться друг к другу и улыбнуться,
повернуться к соседу и улыбнуться. Повернуться к учителю и подарить свою
улыбку.
1
слайд
4
мин.
Актуализация
знаний учащихся:
по темам: «Импульс тела», «Закон сохранения импульса», «Реактивное движение»,
«Энергия».
ФО
Используемый метод проверки знаний: интерактивная викторина «Угадайка».
Форма
работы учащихся:
индивидуальная (каждый за своим ПК).
Цель
обучения:
знать определение импульса тела, импульса силы, закон сохранения импульса,
формулу для выражения закона сохранения импульса, определение механической
энергии, подготовиться к суммативному оцениванию за раздел «Законы сохранения
энергии».
Критерии
оценивания:
Обучающийся
—
указывает определение и формулировку закона сохранения импульса, механической
энергии, импульса тела и импульса силы;
—
определяет и анализирует ошибки в других вариантах неверных утверждений,
определений.
Уровень
мыслительных навыков:
знание,
понимание, анализ.
Задание
1:
Найдите
верное утверждение:
A)
Импульсом тела называется физическая величина равная произведению силы на
время ее действия;
B) Импульсом силы
называется физическая величина равная произведению массы тела на скорость его
движения;
C) Изменение
импульса тела равно импульсу силы;
D) Количество
движения есть физическая величина зависящая от силы и времени ее действия;
E) Направление вектора
импульса тела совпадает с направлением вектора силы.
Дескрипторы: Обучающийся
—
находит верное определение;
—
умеет находить неточности в указанных определениях.
Задание
2:
Найдите
верную формулу для выражения закона сохранения импульса:
A) 
= m
B)
+ 
= 
+ 
C)
= 
D)
= m
E) 
= m
— m
Дескрипторы: Обучающийся
—
знает обозначения физических величин импульса тела, импульса силы;
—
указывает формулу для выражения закона сохранения импульса.
Задание
3:
Кому
принадлежат первые идеи по освоению космического пространства?
A) С. П. Королев;
B) Ю. А. Гагарин;
C) Г. Резерфорд;
D) А. Ампер;
E) К. Э.
Циолковский.
Дескрипторы: Обучающийся
— верно
указывает фамилию ученого.
Задание
4:
Что
называют механической энергией?
A) Механическая
энергия – совокупность параметров, характеризующих объект в данный момент
времени;
B) Механическая
энергия – указание механического состояния материальной точки;
C) Механическая
энергия – энергия, которой обладает тело вследствие своего движения;
D) Механической
энергией называется способность тела совершать механическую работу;
Е)
Механическая энергия – энергия, которая определяется взаимным расположением
тел или частей одного тела.
Дескрипторы: Обучающийся
—
умеет верно указывать определение механической энергии;
—
указывает неточности в определениях механической энергии.
Обратная
связь:
—
по прохождении викторины учащийся получает оценку «Молодец, ты решил все вопросы
верно!»
—
какой вопрос показался вам простым?
—
какой вопрос вызвал затруднения?
2
слайд
https://learningapps.org/7550228
1
мин
Мотивация:
Назовите
тему нашего урока:
Метод
«Заблудившиеся буквы».
КАНОЗ
ХНЕСОАРЯНИ И ВЩЕАРЕРПЯИН ИИГЭРЕН
Ответ:
«Закон сохранения и превращения энергии»
3
слайд
Середина
урока
6
мин
Сегодня
у нас необычный урок – урок «Ярмарка вакансий». Знакомство с целями
урока. Лифт достижений, 1 этаж – цель, 2 этаж– задачи, 3 этаж – ЗУН.
Объяснение
условий игры.
Деление
на группы с помощью выбора цвета: квадраты синего цвета (работодатели),
зеленого цвета (соискатели вакансий).
Метод
«Деловая игра «Работодатели и соискатели».
Формируемые
навыки:
—
мышления, принятия решений;
— управления
информацией.
Сущность
метода: метод формирует навыки профессиональной компетенции в технической
сфере.
Планировка
класса и принцип взаимодействия учеников: в центре класса 5 столов
(построение в форме круга) для «Соискателей вакансии», во внешнем круге также
5 столов для «Работодателей» на данных столах таблички с указанием профессий
для «соискателей»; метод работы на данном этапе индивидуальный. Необходим
таймер для соблюдения хронометража.
Алгоритм
реализации метода:
Учащиеся
делятся на две группы по психологическому признаку «Работодатели» и
«Соискатели вакансий»;
1.
Список
профессий для «Работодателей» и «Соискателей» (5 профессий, связанных с
физикой):
— инженер –
конструктор;
— специалист в
машино-, авиа-, ракетостроении;
— инженер –
технолог;
— специалист по
информатике и компьютерным технологиям;
— специалист в
медицинской и биологической физике;
2.
Группе
«Работодатели» выдается лист с подробным описанием вышеуказанных профессий.
Задание: необходимо описать трудовые обязанности работника на чистом листе
бумаги и назначить зарплату данному работнику.
3.
Группе
«Соискатели вакансий» выдается лист для заполнения резюме, в котором нужно
описать как свои положительные качества будущего работника, так и
отрицательные.
4.
Ознакомление
с результатами работы друг друга.
Обратная
связь:
—
о каких профессиях связанных с предметом физика вы узнали?
—
какую из профессий вы бы выбрали в будущем?
4
слайд
5
слайд
6
слайд
11
мин.
Изучение
нового материала
Метод
«Блицопрос».
Формируемые
навыки:
—
мышления, принятия решений;
—
управления информацией;
—
совместной работы.
Сущность
метода:
метод основан на принципах и приемах метода «Карусель»
Планировка
класса и принцип взаимодействия учеников: метод работы на данном этапе,
работа в парах. Необходим таймер для соблюдения хронометража.
Алгоритм
реализации метода:
1.
«Работодатели»
и «Соискатели вакансий» самостоятельно изучают материал учебника по теме
«Закон сохранения и превращения энергии» (тема может быть задана
предварительно на дом);
2.
«Работодатели»
в течении 4 минут разрабатывают 3 вопроса по данной теме. «Соискатели»
внимательно изучают материал, чтобы быть готовыми к вопросам различного
характера;
3.
«Соискатели
вакансий» отвечают на вопросы одного работодателя в течении 1 минуты, затем
переходят к следующему и т.д. Задача: пройти собеседование
Обратная
связь:
—взаимооценивание
на оценочных листах (оценки Молодец!, Хорошая работа!, Старайся лучше)
Интерактив
3 мин
Просмотр
видеоролика о свободном падении шара и соответственном изменении кинетической
и потенциальной энергии. (1 мин)
Выполнение
задания (упражнение 2) (1 мин)
ФО:
Метод «Найди соответствие»
Форма
работы учащихся:
индивидуальная (каждый за своим ПК).
Цель
обучения:
знать закон сохранения и превращения энергии, как изменяется кинетическая и
потенциальная энергия при падении шара.
Критерии
оценивания:
Обучающийся
—
знает закон сохранения и превращения энергии;
—
умеет применять при решении качественных задач.
Уровень
мыслительных навыков:
знание,
понимание, анализ.
Дескрипторы:
— устанавливает
соответствие между положением шара относительно земли и изменением
кинетической и потенциальной энергий.
Обратная
связь:
—
учащийся видит правильность выполнения задания и имеет возможность исправить
ошибки;
— все
ли справились с заданием?
— что
вызвало у вас набольшие затруднения?
7
слайд
8
слайд
https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/mexanika/dinamika/lesson/kineticheskaya-i-potenczialnaya-ehnergii
3
страница
2
мин
Разминка
«Делай как я»
Схема
расположения учащихся: круг внешний и внутренний. Учащиеся стоят лицом друг к
другу (в одном круге «соискатели», в другом «работодатели»). Затем каждый
учащийся внутреннего круга придумывает одно движение, учащийся внешнего круга,
стоящий напротив, должен его повторить. Учащиеся внешнего круга делают шаг по
часовой стрелке и выполняют движение следующего водящего и т.д., до тех пор пока
не выполнит движения всех водящих стоящих во внутреннем круге. Далее
происходит смена ролей, т.е. учащиеся внешнего и внутреннего круга меняются
местами и далее все повторяется.
9 слайд
2
мин.
Деление
на группы
случайным выбором
Метод
«Выбери меня».
Формируемые
навыки:
—
мышления, принятия решений;
—
совместной работы.
Сущность
метода:
метод основан на принципах и приемах метода «Пазл»
Планировка
класса и принцип взаимодействия учеников: учащиеся в свободном режиме
передвигаются по классу, для того чтобы найти обладателя второй половинки
таблички.
Алгоритм
реализации метода:
1.
«Работодатели»
получают таблички с текстом на русском языке, включающие в себя определения и
понятия данной темы;
2.
«Соискатели»
получают таблички на казахском и английском языках, включающие в себя перевод
русского текста у «работодателей»;
3.
Учащиеся
объединяются в пары «Работодатель» + «Соискатель»
4.
Учитель
проверяет верность выполненного задания.
Таблички:
|
Орысша |
Қазақша, |
|
энергия |
энергия, energy |
|
потенциальная |
потенциалық |
|
кинетическая |
кинетикалық |
|
закон |
сақталу |
|
деформация |
күш |
10
слайд
10
мин.
Закрепление:
Работа
в парах, у каждой пары на столе внешнего круга лист бумаги формата А4
технологической картой решения задач по закону сохранения энергии.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕНИКА
Решение
задач по теме: «Закон сохранения и превращения энергии»
Алгоритм
решения задач
1.
Выбрать
систему отсчета;
2.
Выбрать
два или более таких состояний тел системы, чтобы в число их параметров
входили как известные, так и искомые величины;
3.
Выбрать
нулевой уровень отсчета потенциальной энергии;
4.
Определить,
какие силы действуют на тела системы – потенциальные и непотенциальные;
5.
Если
на тела системы действуют только потенциальные силы, записать закон
сохранения механической энергии;
6.
Раскрыть
значения энергии в каждом состоянии и, подставив их в уравнение закона
сохранения энергии, решить уравнение относительно искомой величины.[1]
Практикум
решения задач:
Знание и понимание
Задание
№1: Внимательно прочтите условие двух задач и оформите в тетради решение.
Задача №1
На
какую высоту поднимется тело, подброшенное вертикально вверх, с начальной скоростью
20 м/с? При решении задачи не учитывается сопротивление воздуха.
Дано:
V=20 м/c; h=?
Решение
Кинетическая
энергия, полученная в броске, будет переходить постепенно в потенциальную
энергию:
упрощаем
это выражение до:
При
упрощенных расчетах принято величину ускорения свободного падения (g)
рассчитывать как 10 Н/кг.
Математически
преобразуем формулу для нахождения h:
Ответ:
высота подъема тела 20 метров.
Задача №2
Условие
Необходимо
рассчитать жесткость пружины, если известно, что при растяжении ее на 20 см
пружина приобрела потенциальную энергию упругодеформированного тела 20 Дж.
Дано:
х=20 см=0,2 м; Ер=20 Дж; k=?
Решение
умножаем
правую и левую часть на 2, для получения промежуточной формулы:
выражаем
величину k:
проверим
размерность величины, которую получили
Ответ:
жесткость пружины равна 
.[2]
Применение и анализ
Задание
№2: Реши задачу:
Группа
«Инженер – конструктор»
С какой минимальной высоты должен начать движение
велосипедист, чтобы проехать по «чертову колесу», диаметр которого d=20см?
Сопротивление движению не учитывать.
Группа
«Специалист в машино-, авиа-, ракетостроении»
Вагон массой m=2·104кг, двигаясь со
скоростью, модуль которой v=1м/с, упирается в вертикальную стену, в
результате чего сжимаются две параллельные буферные пружины жесткостью k=1·106Н/м
каждая. Найдите максимальную деформацию пружин.
Группа
«Инженер – технолог»
Для выстрела пружину игрушечного пистолета жесткостью k=1·104Н/м
сжали на Δl=4см. Какую скорость при выстреле приобрела дробинка
массой m=10г, если выстрел произведен в горизонтальном направлении?
Группа
«Специалист по информатике и компьютерным технологиям»
В джунглях Тарзан разбегался до максимальной скорости vmax=8м/с,
цеплялся за свешивающуюся вертикально вниз лиану и поднимался вверх. На
какую максимальную высоту мог подняться Тарзан на лиане? Зависит ли высота
от длины лианы?
Группа
«Специалист в медицинской и биологической физике»
Лососям, идущим на нерест, приходится преодолевать водопады. С
какой скоростью лосось должен выпрыгнуть из воды, чтобы преодолеть водопад
высотой h=2м?[3]
Задание
№3: Найди соответствие:
Комета
движется по эллиптической орбите вокруг Солнца. Как изменяются перечисленные
в первом столбце таблицы физические величины во время приближения кометы к
Солнцу, если считать, что неё действует только тяготение Солнца?
Для
каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1.
не
изменяется
2.
только
увеличивается по модулю
3.
только
уменьшается по модулю
4.
увеличивается
по модулю и изменяется по направлению
5.
уменьшается
по модулю и изменяется по направлению
6.
увеличивается
по модулю, не изменяется по направлению
7.
уменьшается
по модулю, не изменяется по направлению
Запишите
в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе
могут повторяться.[4]
|
Скорость |
|
|
Ускорение |
|
|
Кинетическая |
|
|
Потенциальная |
|
|
Полная |
Синтез и оценка
Задание
№4: Составьте предложение:
Три
слова: деформация, энергия, тело. Составить из них два
предложения, причем слова можно употреблять в любом падеже и в любом
склонении.
Задание
№5: Решите филворд
|
Э |
Н |
Е |
А |
Б |
О |
|
К |
Я |
Р |
Р |
Я |
Т |
|
И |
И |
Г |
Д |
А |
А |
|
Н |
Ц |
И |
Е |
Н |
Ь |
|
Е |
А |
Я |
Ф |
Я |
Л |
|
Т |
М |
Р |
О |
А |
А |
|
И |
Ч |
Е |
С |
К |
И |
|
П |
О |
Т |
Е |
Н |
Ц |
ФО
Метод «Мозговой штурм»
Форма
работы учащихся:
работа в парах.
Цель
обучения:
знать алгоритм решения задач, уметь применять данный алгоритм при решении
задач на закон сохранения энергии, анализировать зависимость кинематических
величин, синтезировать и оценивать полученные знания при решении
нестандартных задач.
Критерии
оценивания:
Обучающийся
—
умеет правильно оформить решение задачи в тетради, решать подобные задачи;
—
анализирует и синтезирует полученные знания для решения нестандартных задач.
Уровень
мыслительных навыков:
знание,
понимание, применение, анализ, синтез, оценка.
Задание№1
Дескрипторы:
Обучающийся
—
воспринимает полученную информацию о решении задачи, понимает метод ее
решения;
— правильно
оформляет ее решение в тетради.
Задание№2
Дескрипторы:
Обучающийся
—
воспринимает условие задачи, анализирует возможные методы решения, выбирая
оптимальный метод ее решения;
— правильно
выполняет решение задачи в тетради;
Задание№3
Дескрипторы:
Обучающийся
верно
—
анализирует соответствие между физической величиной и ее изменением.
Задание№4
Дескрипторы:
Обучающийся
—
умеет синтезировать полученные знания о законе сохранения и превращения
энергии;
—
творчески и креативно подходит к решению данного задания;
—
составляет предложения из полученных слов, пользуясь научной терминологией.
Задание№5
Дескрипторы:
Обучающийся
—
обобщает полученные знания за раздел «Законы сохранения»;
-правильно
находит и записывает полученные понятия связанные с темой урока в филворде.
Обратная
связь:
—
учитель поддерживает учащихся при выполнении заданий и оказывает им помощь;
—
самооценивание на оценочных листах;
—
какие задания вызвали наибольшую трудность;
—
какие задания вызвали наибольший интерес;
—
над какими заданиями вы бы хотели еще поработать.
11
слайд
Конец
урока
2
мин
Рефлексия
«Лестница успеха».
Учащиеся
на листе ватмана отмечают, на каком уровне знаний, умений и навыков они
находится, отмечая его стикером.
Домашнее
задание: (учащиеся
снимают на камеру телефона)
Уровень знание и понимание:
Подготовить
ответы на вопросы
—
Что такое полная механическая энергия?
—
Происходит ли превращение кинетической энергии в потенциальную при колебаний
маятника настенных часов? Если да, то объясните, как.
—
Как изменяется ваша энергия при поднятии книги, бросании мяча, передвижении
кресла по полу?
—
Как формулируется закон сохранения энергии?[5]
Применение и анализ:
Найти
в сети Internet эксперимент
(видео) подтверждающий закон сохранения энергии и выполнить его на следующем
уроке (все необходимое оборудование приготовить заранее)
Синтез и оценка:
Выполнить
эссе на тему «Закон сохранения и превращения энергии и его применение в быту
и технике».
слайд
12
слайд
13
R = 5 м.
hmin — ?
Для прохождения велосипедистом верхней точки мёртвой петли без падения, ускорение его движения а должно быть не больше ускорения свободного падения g.
На его действует 2 силы: сила тяжести Fт, направленная вертикально вниз, сила N давления поверхности дороги, направленная вертикально вниз.
m * a = m * g + N — 2 закон Ньютона в векторной форме.
Для проекций на вертикальную ось 2 закон Ньютона примет вид: m * a = m * g + N.
N = m * g — m * a = m * (g — а).
Центростремительное ускорение а выразим формулой: a = V2 / R.
N = m * (g — V2 / R).
В верхней точке велосипедист должен находиться в состоянии невесомости: N = 0.
V2 = R * g.
Согласно закону сохранения энергии: m * g * hmin = m * V2 /2 .
hmin = V2 /2 * g = R * g / 2 * g = R / 2.
hmin = 5 м / 2 = 2,5 м.
Ответ: минимальная высота старта велосипедиста составляет hmin = 2,5 м.
73,4% бесплатных материалов
957 руб. средняя цена курсовой работы
351 руб. средняя цена домашнего задания
116 руб. средняя цена решённой задачи
157 руб. средняя цена лабораторной работы
168 руб. средняя цена реферата
167 руб. средняя цена доклада
1652 руб. средняя цена ВКР
659 руб. средняя цена диссертации
606 руб. средняя цена НИР
363 руб. средняя цена отчёта по практике
283 руб. средняя цена ответов (шпаргалок)
199 руб. средняя цена лекций
224 руб. средняя цена семинаров
290 руб. средняя цена рабочей тетради
173 руб. средняя цена презентации
67 руб. средняя цена перевода
143 руб. средняя цена изложения
146 руб. средняя цена сочинения
314 руб. средняя цена статьи
Гарантия возврата средств
Светило науки — 73 ответа — 1136 раз оказано помощи
Дано: м
Поскольку трением пренебрегаем, то должен выполняться закон сохранения полной механической энергии :
———(1)
где — полная энергия велосипедиста и велосипеда в начале движения, где скорость велосипедиста равна нулю.
— полная энергия велосипедиста с велосипедом в верхней точке «колеса»
——(2)
— искомая высота
— масса велосипедиста вместе с велосипедом, в расчете не участвует
———(3)
где — скорость велосипеда в верхней точке «колеса»
Поскольку центростремительное ускорение в верхней точке равно силе тяжести, то
, отсюда имеем
———(4)
Подставим в (3) вместо правую часть выражения (4):
——-(5)
Наконец, подставим в (1) вместо и правые части выражений соотвественно (2) и (5), получим:
, сокращая на , найдем :
м
Ответ: м