Физика. 8 класс.

Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Физика. 8 класс.
Школа 1277
Светлана Леонидовна Пугай
svetlana.pugai@gmail.com
http://gorod1277.org
Москва, 2009 г.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
1
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Урок 1. Теория. Виды механической энергии. Внутренняя энергия
Задачи: Внутренняя энергия.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Теория: Кинетическая энергия E (Повторение 7 класс)
Кинетическая энергия тела с массой m и скоростью v :
mv 2
.
2
Кинетическая энергия E кин системы из N тел с массами mi и
скоростями vi (i=1,...,N):
E кин =
E кин =
mvN2
mv12 mv22
+
+ ... +
.
2
2
2
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Теория: Потенциальная энергия U. (Повторение 7 класс)
Пример: потенциальная энергия тела (точка с массой m) вблизи
поверхности Земли на высоте h :
U = mgh
Предполагается, что потенциальная энергия тела на высоте h = 0
равна нулю и ускорение свободного падения равно
(︁ м )︁
g = 9.81
с2
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Теория: Потенциальная энергия
Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел
(например, положением тела относительно поверхности Земли).
Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа
которых не зависит от траектории движения тела и определяется
только начальным и конечным положениями. Такие силы называются
консервативными.
Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Свойством консервативности обладают сила тяжести и сила упругости.
Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.
Работа консервативной силы вдоль а и б из 1 в 2 равны. Работа на
замкнутой траектории 1-а-2-б-1 равна нулю.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Теория: Закон сохранения механической энергии
Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих
замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами
тяготения и силами упругости, остается неизменной.
Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических
процессах. Он является следствием законов Ньютона. Сумму
E = E кин + U называют полной механической энергией. Закон
сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда
тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой
консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести
понятие потенциальной энергии. Например, сила трения - не
консервативная. Механическая энергия переходит в тепло.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Теория: Основной закон природы.
Закон сохранения энергии. При любых физических взаимодействиях
энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной
формы в другую.
В замкнутой системе полная энергия сохраняется.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Вечный двигатель. Не работающая модель
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Теория: Внутренняя энергия
Определение. Полная энергия этого тела за вычетом
кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии
тела во внешнем поле сил (например гравитационных сил).
Внутренняя энергия складывается из кинетической энергии
хаотического движения молекул, потенциальной энергии
взаимодействия между ними и внутримолекулярной энергии.
Другими словами, внутренняя энергия зависит от температуры
тела, его агрегатного состояния, от химических, атомных и
ядерных реакций. Она не зависит ни от механического движения
тела, ни от положения этого тела относительно других тел.
Способы изменения внутренней энергии.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Задачи А
А1. Какие превращения энергии происходят при подбрасывании
шара и при его падении на землю.
А2. Сначала кирпич лежал на столе в горизонтальном положении.
Затем его поставили вертикально. Изменилась ли его
потенциальная энергия.
А3. Поливая огород, половину воды из бочки вычерпал старший
брат, а другую половину оставил младшему. По-братски ли
поступил старший брат (кто совершил большую работу)?
А4. Верно ли, что водитель автомобиля по отношению к деревьям
вдоль дороги обладает кинетической энергией, а по отношению к
своему автомобилю – нет?
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Задачи Б
Б1. Гимнаст подпрыгивает на батуте; легкоатлет метает ядро.
Опишите превращения энергии.
Б2. Груз на парашюте плавно опускается вниз. Автомобиль
равномерно едет по ровному шоссе. Какие преобразования
энергии происходят при этом?
Б3. Когда мы идем по песку или снегу, то устаем сильнее, чем
когда идем по твердой дороге. Переведите эту фразу на язык
физики, используя слова "работа"и "энергия".
Б4. Почему одно и то же расстояние по асфальту легче проехать
на велосипеде, чем пройти пешком?
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.
Тема 1. Тепловые явления. (сентябрь 2009)
Тепловые явления
Задачи: Внутренняя энергия.
Задачи В
В1. Пуля, летящая с определенной скоростью, углубляется в
стенку на расстояние L1 = 10 см. На какое расстояние L2
углубится пуля, которая будет иметь вдвое большую скорость?
В2 Свинцовый шар массы m со скоростью v падает на Землю
массы M. Пусть Земля от удара приобретает скорость V.
Предполагая, что выполняется соотношение
mv = (M + m)V
обоснуйте, почему мы говорим о том, что при падении шара на
Землю потенциальная и кинетическая энергии шара переходят в
тепловую энергию и в энергию деформации, но забываем о
кинетической энергии, приобретаемой Землей.
Светлана Леонидовна Пугай
Физика. 8 класс.