« Законы сохранения в природе» Образовательная задача: показать учащимся возможность обобщения физических, химических, биологических знаний на основе законов сохранения; способствовать созданию единого взгляда на мир. Воспитательная задача: формировать чувство патриотизма, гордости за достижения отечественной науки; способствовать формированию у учащихся духовного наслаждения, проникая в тайны науки. Развивающая задача: развивать интеллектуальные возможности учащихся, логическое мышление, обучать приемам самостоятельной работы, а так же умению делать обобщающие выводы. . План проведения урока. 1.Актуализация знаний. Повторение изученного 2.Новый материал – 3.Закрепление – 4.Подведение итогов – 5.Домашнее задание – 6.Рефлексия – I. Повторение. Основные величины динамики. Самостоятельная работа. записать на доске основные формулы Вопрос: Какие вы знаете основные законы, объясняющие явления природы? Учитель: Давайте попытаемся создать единый взгляд на мир. Я приглашаю вас убедиться в том, что законы сохранения – это фундаментальные законы природы. Задание Заполнить таблицу «Законы сохранения» № Название закона Формулировка закона Примеры проявления закона Закон сохранения энергии. Этот закон был установлен сначала в виде «золотого правила» механики, которым пользовались еще древние греки (Архимед). Галилей применил его к решению механических задач. Затем появился принцип невозможности создания вечного двигателя, однако уже в XVI веке многим ученым стала ясна мысль о невозможности создания вечного двигателя. Впервые его сформулирвал в 1686г Лейбниц (но его смысл не был подтвержден). М.В.Ломоносов писал: « Все встречающееся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо прибавилось, то это отнимается у чего-то другого…Тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому…» ЗСЭ проявлялся в формулировках разных ученых в практических законах- превращение энергии теплового движения в механическую, закон электромагнитной индукции (1831г. М.Фарадей), закон Джоуля-Ленца (1841г), превращение химической энергии в электрическую в химическом источнике тока (1799, А.Вольта) и др. Сформулирован закон сохранения Е в сер.19 века одновременно тремя учеными: Майером, Джоулем и Гельмгольцем. 1 Е = Ек+Ep – полная механическая энергия, Еk+Ep= const или Е = Е = const Определение: Полная механическая энергия тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих с силами тяжести или упругости, остается неизменной. Е кинетическая и потенциальная. Ек = mv2/2 Ер= mgh Примеры закона сохранения Е. 1. Торможение автомобиля. Почему происходит уменьшение кинетической энергии автомобиля, хотя потенциальная энергия относительно Земли не уменьшается? 2. Опыт со стальным шариком, падающим на наковальню. Почему шарик при каждом отскоке поднимается на меньшую высоту? Эти примеры иллюстрируют переход количественных изменений (уменьшение Еk) в качественные (увеличение внутренней энергии – выделение теплоты). В общем виде он формулируется так: В замкнутой системе сохраняется сумма всех видов энергии. Например: Превращение энергии в биосфере. Энергия солнечного излучения превращается в листьях во внутреннюю энергию органических веществ, которые служат пищей для живых организмов на Земле. Энергетические процессы в живой клетке. Почему на морозе человек притоптывает? Организму надо согреться. При всякой механической работе расходуется запас молекул АТФ. Расход молекул АТФ сопровождается их синтезом, а последний выделением энергии, которая идет на нагревание организма. Закон сохранения массы вещества. 1748г. Ломоносов «…все встречающееся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Этот закон неразрывно связан с именем М.В.Ломоносова. Закон сохранения массы (ЗСМ) вещества был доказан Ломоносовым экспериментально при обжиге металлов в запаянных сосудах. Масса веществ, вступающих в реакцию, равен массе всех продуктов реакции - 1756г. В 19 в был подтвержден А. Лавуазье. хлорида кальция + нитрата серебра. Примеры проявления ЗСМ вещества Обмен веществ в организме. Это единство двух процессов ассимиляции и диссимиляции, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт до образования продуктов распада, выделяемых из организма. АДФ+Н3РО4 свет хлоропласт АТФ. Закон сохранения электрического заряда. Учитель: Атом электрически нейтрален. Что это означает? Равенство положительных и отрицательных зарядов. Оно не нарушается до тех пор, пока атом – замкнутая система. 2 Рассмотрим пример смешивания раствора хлорида кальция и нитрата серебра. При этом образуются новые вещества. Как записать уравнение этой реакции и расставить коэффициенты? Са2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- = Са2+ + 2NO3- + 2AgCl Определение: алгебраическая сумма электрических зарядов, составляющих замкнутую систему, остается неизменной, при любых процессах происходящих в ней. Закон сохранения импульса Импульс тела — векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости. Единица измерения импульса тела — кгм/с Импульс тела направлен так же, как и скорость движущегося тела. Импульс силы — величина, равная произведению силы на длительность её действия. Единица измерения импульса силы — Ньютон-секунда, Направление импульса силы совпадает с направлением этой силы. Самое главное 1. Импульс тела — векторная величина, равная произведению массы на скорость движения; направление этого импульса совпадает с направлением скорости тела. 2. Импульс силы — векторная величина, равная произведению силы на время её действия; направление этого импульса совпадает с направлением силы. Для замкнутой системы F =0, поэтому Р- const Система, в которой внешние силы не действуют или сумма внешних сил равна нулю, называется замкнутой. Полный импульс тел сохраняется, в замкнутой системе тела могут только обмениваться импульсами. Абсолютно неупругий удар - это столкновение двух тел, которые объединяются и движутся дальше как одно целое. Закон сохранения импульса при неупругом ударе: Абсолютно упругий удар - столкновение тел, при котором тела не соединяются в одно целое и их внутренние энергии остаются неизменными. Закон сохранения импульса при упругом ударе: 3 Закон сохранения импульса. Если внешние силы на систему не действуют или их сумма равна нулю, то импульс системы остается неизменным: 1.Решение задач: Небольшой автомобиль движется со скоростью 60 км/ч, его импульс равен 1,5*10^4 кг*м/с. Какова масса автомобиля? Решение По формуле для импульса найдем: Ответ: 903 кг. Задача №2 на закон сохранения импульса Дрезина массой 400 кг движется со скоростью 4 м/с, а навстречу ей со скоростью 2 м/с едет дрезина массой 60 кг. После неупругого соударения дрезины движутся вместе. В каком направлении и с какой скоростью будут двигаться дрезины? Решение Общий импульс системы до и после соударения должен остаться неизменным: Запишем закон сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось: 4 Движение будет происходить в сторону первой дрезины. Именно она изначальна имела больший импульс. Ответ: 0,4 м/с. Задачи для сам. Решения: 1. Определите массу автомобиля, имеющего импульс 2,5•104 кг•м/с и движущегося со скоростью 90 км/ч. 2.C тeлeжки мaccoй 10 кг, кoтopaя движeтcя пo гopизoнтaльнoй пpямoй co cкopocтью 1 м/c, cпpыгивaeт мaльчик мaccoй 40 кг co cкopocтью З м/c в нaпpaвлeнии пpoтивoпoлoжнoм нaпpaвлeнию движeния тeлeжки. Oпpeдeлить cкopocть тeлeжки cpaзу пocлe пpыжкa мaльчикa. . 2. 2 шapa c мaccaми 10 кг и 20 кг движутcя пo гopизoнтaльнoму жeлoбу нaвcтpeчу дpуг дpугу co cкopocтями 4 м/c и 6 м/c cooтвeтcтвeннo. Oпpeдeлить мoдуль cкopocти и нaпpaвлeниe движeния кaждoгo шapa пocлe нeупpугoгo cтoлкнoвeния 5 III. Подведение итогов изученного материала. 1.С какими фундаментальными законами природы мы познакомились? 2.Почему эти законы считаются фундаментальными? 3.Что объединяет все законы сохранения? Обобщающий вывод: Законы сохранения являются основой диалектического материализма. IV. Закрепление. V. Домашнее задание: завершить работу с таблицей. Подготовить примеры данных законов в природе, быту. VI. Рефлексия 6
