Ngày soạn: Họ tên: CHỦ ĐỀ NĂNG LƯỢNG BÀI NĂNG LƯỢNG VÀ CÔNG I MỤC TIÊU Về lực 1.1 Năng lực chung: - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu: Chủ động, tích cực thực công việc thân học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi trả lời câu thảo luận - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực nêu giải vấn đề sáng tạo: Biết thu thập thơng tin để từ đề xuất, chế tạo mơ hình minh họa định luật bảo toàn động lượng - Năng lực thực nghiệm - Năng lực dự đốn, suy luận lí thuyết, thiết kế thực theo phương án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết, dự đốn, phân tích, xử lí số liệu khái quát rút kết luận khoa học - Năng lực hoạt động nhóm 1.2 Năng lực đặc thù a Nhận thức vật lí: + Nêu ví dụ lượng, truyền lượng từ vật sang vật khác + Viết biểu thức tính cơng tích lực tác dụng độ dịch chuyển theo phương lực + Nêu đơn vị đo công đơn vị đo lượng ( với J = Nm) + Nêu ví dụ chứng tỏ truyền lượng từ vật sang vật khác cách thực cơng b Tìm hiểu giới tự nhiên gốc độ vật lý + Tính cơng số trường hợp đơn giản + Từ số tình thực tế thảo luận để nêu ý nghĩa vật lý định nghĩa công suất c Vận dụng kiến thức, kĩ + Vận dụng mối liên hệ công suất hay tốc độ thực cơng với tích lực vận tốc số tình thực tế Về phẩm chất: - Có thái độ hứng thú học tập mơn Vật lý - Có u thích tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học - Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Đối với giáo viên: - SGK, SGV, Giáo án - Các video, hình ảnh dạng lượng năng, hóa năng, nhiệt năng, điện năng, lượng ánh sáng, lượng âm thanh, lượng nguyên tử - Ảnh chụp số thiết bị có ghi công suất Đối với học sinh: - Ôn lại vấn đề học lượng cấp - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG Mở đầu: Tạo tình học tập lượng a Mục tiêu: - Từ dạng lượng mà em nhận biết thực tế, kích thích học sinh tìm hiểu thêm kiến thức liên quan - Nêu dạng lượng b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi chép học sinh d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - GV chiếu video hình ảnh dạng lượng, yêu cầu học sinh nêu tên dạng lượng quan sát Bước HS trả lời - Học sinh khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời bạn Bước - Giáo viên tổng kết đánh giá câu trả lời… - Giáo viên nêu vấn đề: Năng lượng tồn khắp nơi xung quanh ta Việc đưa định nghĩa hoàn thiện dang thử thách cho nhà khoa học HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC Hoạt động Tìm hiểu cơng truyền lượng Mục tiêu: - Nêu cơng - Viết biểu thức tính cơng tích lực ác dụng độ dịch chuyển theo phương lực - Nêu đơn vị đo công đơn vị đo lượng ( với J = Nm) - Nêu ví dụ chứng tỏ truyền lượng từ vật sang vật khác cách thực cơng b Nội dung: GV giảng giải, phân tích, u cầu HS đọc sgk, thảo luận, trả lời câu hỏi c Sản phẩm học tập: + Câu trả lời HS +Thu nhận kiến thức: Công số đo phần lượng truyền chuyển hóa trình thực cơng Cơng có đơn vị jun (J): 1J = N.m Cơng thức tính cơng :A = F.s.cosα Trong A cơng lực ⃗ F tác dụng lên vật làm cho vật dịch chuyển quãng đường s, α góc hợp lực ⃗ F hướng chuyển động + ≤ α < 90 : A > 0: Công phát động + α = 00 : A = 0: Lực không sinh công + 0 < α ≤ 18 00 : A < 0: Công cản d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ, yêu cầu học sinh hoàn thành phiếu số học tập số 1 Quan sát hình 1.2/80 phân tích lượng chuyển hố nào? Trong thực tế từ cơng cịn sử dụng tình giao tiếp nào? Lấy VD? Khi vật thực “ công” học? Trả lời câu hỏi trang 81? 4.Làm câu 1,2 trang 81 Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm HS Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu Năng lượng truyền từ người nông dân cho bao thóc cách thực cơng,thay đổi độ cao bao cát.Năng lượng chuyển hoá thành Ta nói người tác dụng lực, lực sinh cơng Câu Thự tế công sử dụng không gắn liền với truyền lượng , ko có lực tác dụng khơng có dịch chuyển khơng phải cơng học Câu 3:Vật thực cơng có lực tác dụng dịch chuyển Câu 4: A=5.10.3=150 N.m A=A1+A2= p.s.cosx+P.s.cos 90=P.h=250 Nm - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ, yêu cầu học sinh thực phiếu học tập số 2: phân tích VD sau chứng tỏ truyền lượng từ vật sang vật khác cách thực công? Bước Bước Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm HS Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày a Động điện đưa vật nặng chuyển động từ đất lên cao Khi kéo vật lên cao, lực kéo làm vật từ trạng thái đứng yên (v = 0; W đ = 0) sang trạng thái chuyển động (vận tốc tăng, động tăng) Động vật nhận lượng từ lực kéo ròng rọc truyền sang  Đã có truyền lượng cách thực cơng b Hỗn hợp xăng khơng khí xilanh bị đốt cháy đẩy pittông chuyển động Khi đốt cháy, pittơng chuyển động, chứng tỏ nhiệt chuyển hóa thành động Động pittông nhận pittông nhận lượng nhiệt từ xilanh  Đã có truyền lượng cách thực cơng - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ, yêu cầu học sinh thực phiếu học tập số Phiếu học tập số HS tìm hiểu mục 1, cơng thức tính cơng học, điều từ thích hợp vào chỗ trống: Lực F tác dụng lên vật làm vật dịch chuyển quãng đường s + Khi lực không đổi hướng với hướng chuyển động vật cơng lực xác định …………………………… + Khi lực không đổi hướng lực hợp với hướng chuyển động góc  cơng lực xác định …………………………………  Nếu ≤ α < 90 : A > 0:………………………………  Nếu α = 00 : A = 0:…………………………………… Nếu 0 < α ≤ 18 00 : A < 0:………………………… Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày + Khi lực khơng đổi hướng với hướng chuyển động vật cơng lực xác định …A = F.s…… + Khi lực không đổi hướng lực hợp với hướng chuyển động góc  cơng lực xác định …… A = F.s.cos …  Nếu ≤ α < 90 : A > 0:……Công phát động………  Nếu α = 00 : A = 0:……Lực không sinh công………  Nếu 0 < α ≤ 18 00 : A < 0:……Công cản……… - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Hoạt động Tìm hiểu cơng suất Hoạt động 2.1: Tìm hiểu tốc độ thực cơng a.Mục tiêu: -So sánh khả thực công vật khoảng thời gian b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: câu trả lời HS A t Tỉ số tốc độ sinh công lực P: Đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công (hay đặc trưng cho khả thực công nhanh hay chậm) người hay thiết bị đó, gọi công suất d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hs thảo luận nhóm hồn thành câu hỏi trang 83/sgk Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Bước Vật Khối lượng vật liệu m (kg) Độ cao vật liệu: h (m) Người kéo m1= 50 kg h1 = 10 m Máy tời m2 = 50kg h2 = 10 m Công thực hiện: A (J) A1 m1 gh 50.10.10 5000 J A2 m2 gh2 Thời gian thực công: t (s) t1 = 50 s t2 = 10s 50.10.10 5000 J + Công mà máy thực thời gian giây: Trong giây, người thực 100J Trong giây, máy tời thực 500J + Máy tời thực cơng nhanh - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh A t - Giáo viên thơng báo kiến thức: Tỉ số tốc độ sinh công lực P: Đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công (hay đặc trưng cho khả thực công nhanh hay chậm) người hay thiết bị đó, gọi cơng suất Hoạt động 2.2: Tìm hiểu định nghĩa, cơng thức tính cơng suất a Mục tiêu: - Viết cơng thức tính cơng suất - Biết đơn vị công suất bội số đơn vị công suất b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Cơng thức tính công suất P= A t ♦ Công thức: P: công suất (W) A: công thực (J) t: thời gian vật thực công (s) ♦ Đơn vị: W (oát) 1J/s = 1W hay 1W.s = 1J ♦ Bội số W 1kW = 1.000W 1MW = 1.000.000W  1kWh = 3.600.000J kW đơn vị công suất mà đơn vị công thiết bị hay điện tiêu thụ thiết bị điện d Tổ chức thực hiện: Bước thực Bước Bước Bước Nội dung bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: HS đọc SGK trang 84 trả lời câu hỏi giáo viên: Câu Cơng thức tính cơng suất? Giải thích ký hiệu có cơng thức Câu Đơn vị công suất? 1J/s = ? Câu Bội số W: 1kW = ………… W 1MW = ……… … W Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu P= A t P: cơng suất (W) A: công thực (J) t: thời gian vật thực công (s) Câu Bước Bước Bước Đơn vị cơng suất W (ốt), 1J/s = 1W hay 1W.s = 1J Câu Bội số W: 1kW = 1.000W 1MW = 1.000.000W Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Phiếu học tập số Coi cơng suất trung bình trái tim 3W a) Trong ngày - đêm trung bình trái tim thực công bao nhiêu? b) Nếu người sống 70 tuổi cơng trái tim thực bao nhiêu? Một ô tô tải muốn thực công phải thực thời gian bao lâu? Coi công suất xe ô tô tải 3.105 W - HS thực nhiệm vụ theo nhóm - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh: Đáp án dự kiến phiếu học tập số + Đổi ngày đêm, 70 năm giây ngày đêm = 86.400 s 70 năm = 25.550 ngày = 2.207.520.000 giây +Áp dụng cơng thức tính cơng trái tim thực ngày đêm 70 năm Công trái tim thực ngày đêm: A=P t=3 86400=259200 J Công mà trái tim thực 70 năm: A=P t=3 2207520000=6622560000 J +Áp dụng cơng thức tính thời gian mà tơ tải thực công ( biết công công suất ô tô tải) A A 6622560000 P= ⇒ t= = =22075 , s=0 , 2555 ngày t P 105 Hoạt động 2.3: Tìm hiểu mối liên hệ công suất, lực tốc độ a Mục tiêu: - Viết biểu thức thể mối liên hệ công suất, lực tốc độ - Phân biệt cơng suất tức thời cơng suất trung bình - Biết sử dụng công thức P=F v để giải thích nhanh tình thực tế líp xe đạp hộp số xe máy b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: kết thảo luận nhóm thơng qua phiếu học tập số A P= =F v t Liên hệ công suất với lực vận tốc ♦ Cơng suất trung bình: P=F v Pt =F v t ♦ Công suất tức thời: d Tổ chức thực hiện: Bước Nội dung bước thực Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: HS đọc SGK trang 84,85 trả lời câu hỏi giáo viên: Câu Viết cơng thức tính cơng lực F (F có độ lớn hướng khơng đổi, vec tơ lực phương hướng với hướng chuyển động) Câu Viết cơng thức tính tốc độ trung bình Câu Viết cơng thức tính cơng suất Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: HS bốc thăm nội dung câu hỏi (giáo viên chuẩn bị sẵn) Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước GV nhận xét, đánh giá kết HS: Câu Cơng thức tính cơng lực F (F có độ lớn hướng khơng đổi, vec tơ lực phương hướng với hướng chuyển động) A=F s s t Câu Công thức tính tốc độ trung bình A F s P= = =F v t t Câu Cơng thức tính cơng suất v= Bước u cầu HS hồn thành phiếu học tập số Câu 1:Hình bên mơ tả hộp số xe máy Hãy giải thích xe máy đoạn đường dốc có ma sát lớn ta thường số nhỏ Câu Động thang máy tác dụng lực kéo 20.000 N để thang máy chuyển động thẳng lên 10 giây quãng đường tương ứng 18 m Cơng suất trung bình động A 36 kW B 3,6 kW C 11 kW D 1,1 kW Câu Một ô tô khối lượng hoạt động với công suất KW chuyển động thẳng với vận tốc 54 km/h lên dốc Hỏi động tơ phải hoạt động với cơng suất để lên dốc với tốc độ cũ? Biết hệ số ma sát bánh xe mặt đường không đổi dốc nghiêng 2,3 so với mặt đường nằm ngang lấy g = 10 m/s2 GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh, quan sát ghi để phát khó khăn HS trình học tập, ghi vào sổ theo dõi trường hợp cần lưu ý (nếu cần) Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Đáp án phiếu học tập số Câu Hộp số xe máy có chức đĩa líp xe đạp Trên xe có số 1, số 2, số 3, số số N xe cần kéo nhanh mạnh số nhỏ ( cơng suất động lớn), xe cần kéo ổn định số lớn Vì vậy, xe máy đoạn đường dốc có ma sát lớn ta thường số nhỏ xe di chuyển dễ dàng không bị dừng lại đột ngột đoạn đường ma sát lớn A F s 20000 18 P= = = =36000W =36 kW t t 10 Câu ( đáp án A) Câu.3 Khi ô tô chuyển động thẳng đều: F k=F ms =μ N=μ mg P=F k v=μ mg v ⇒ μ= P 5000 = = mgv 1000 10 15 30 Khi ô tô lên dốc với tốc độ cũ: F k=F ms +P sin α=mg (μ cos α+sin α )=1000 10 ( P=F k v=733 15=10995 W cos(2,3 )+ sin(2,3))=733 N 30 Bước Giáo viên lưu ý HS: + Nếu v tốc độ trung bình P cơng suất trung bình + Nếu v tốc độ tức thời P cơng suất tức thời HOẠT ĐỘNG 3: LUYỆN TẬP a Mục tiêu: - HS hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập công học - Tính cơng số trường hợp đơn giản - Giúp HS hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập công suất b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa Bài tập ví dụ 1,2,3,4 d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên nhấn mạnh nội dung cần nắm Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: HS hệ thống lại kiến thức học sơ đồ tư Bước Bước Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm tổng kết kiến thức HS giới thiệu sản phẩm nhóm trước lớp thảo luận GV nhận xét, tổng kết Gv yêu cầu học sinh làm bt ví dụ cơng học trang 94 Bài tập ví dụ 1: Khi rửa gầm xe ô tô, người ta sử dụng máy nâng để nâng ô tô lên độ cao h = 160cm so với mặt sàn Cho biết khối lượng ô tô m = 1,5 gia tốc trọng trường g = 10 m/ s Tính cơng tối thiểu mà máy nâng thực Bài tập ví dụ 2: Một bạn học sinh có khối lượng 50 kh lên cầu thang gồm 20 bậc, bậc cao 15 cm, dài 20 cm Tính cơng tối thiểu mà bạn phải thực Bước Coi lực mà học sinh tác dụng lên bậc thang khơng đổi q trình di chuyển Lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/ s Bài tập ví dụ Trên công trường xây dựng người thợ sử dụng động điện để kéo khối gạch nặng 85 kg lên độ cao 10,7 m thời gian 23,2 giây Giả thiết khối gạch chuyển động Tính cơng suất tối thiểu động Lấy g = 9,8 m/s2 Bài tập ví dụ Tính cơng suất động máy bay biết bay với tốc độ 250 m/s động sinh lực kéo 2.106 N để trì tốc độ máy bay Học sinh thực nhiệm vụ GV nhận xét giải HS Bài tập ví dụ 1: Khi rửa gầm xe ô tô, người ta sử dụng máy nâng để nâng ô tô lên độ cao h = 160cm so với mặt sàn Cho biết khối lượng ô tô m = 1,5 gia tốc trọng trường g = 10 m/ s Tính cơng tối thiểu mà máy nâng thực Giải Để nâng tơ lên máy nâng phải tác dụng vào tơ lực có độ lớn tối thiểu trọng lượng ô tô: F = P = mg = 1,5.1 10=1,5.10 N Công tối thiểu mà nâng thực là: A = P.h = 24000 J = 24 kJ Bài tập ví dụ 2: Một bạn học sinh có khối lượng 50 kh lên cầu thang gồm 20 bậc, bậc cao 15 cm, dài 20 cm Tính cơng tối thiểu mà bạn phải thực Coi lực mà học sinh tác dụng lên bậc thang khơng đổi q trình di chuyển Lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/ s Giải - Muốn lên cầu thang bạn học sinh phải có lực ⃗ nâng tối thiểu⃗   là:  Fmin Fmin P  Fmin = P = mg  Độ dịch chuyển bạn học sinh là: d =AB  - Công tối thiểu mà bạn phải thực là: P A  Fmin d.cos = Fmin d.sin = mgdsin = mgh =50.10.20.0,15 = 1500 J Bài tập ví dụ Trên cơng trường xây dựng người thợ sử dụng động điện để kéo khối gạch nặng 85 kg lên độ cao 10,7 m thời gian 23,2 giây Giả thiết khối gạch chuyển động Tính cơng suất tối thiểu động Lấy g = 9,8 m/s2 Giải A mgh 85 9,8 10 ,7 P= = = =384 ,2 W t t 23 ,2 Bài tập ví dụ Tính cơng suất động máy bay biết bay với tốc độ 250 m/s động sinh lực kéo 2.106 N để trì tốc độ máy bay Giải P=F v=2 10 250=5 10 W HOẠT ĐỘNG 4: VẬN DỤNG a Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: -Tìm hiểu thêm số ví dụ dạng lượng, chuyển hóa lượng q trình thực cơng -Đọc số công suất số thiết bị gia đình Nội dung 2: HS làm tập 1,2,3 SGK – Trang 94 a Mục tiêu: giúp HS vận dụng kiến thức vào áp dụng vào thực tiễn sống b Nội dung: GV đặt câu hỏi, HS nhà suy nghĩ hoàn thành tập c Sản phẩm học tập: Câu trả lời HS d Tổ chức thực hiện: Bước GV chuyển giao nhiệm vụ học tập Bước HS thực nhiệm vụ học tập - HS tiếp nhận nhiệm vụ Bước Báo cáo kết hoạt động, thảo luận - HS hoàn thành báo cáo kết vào tuần sau Bước Đánh giá kết thực - GV nhận xét, đánh giá, kết thúc học *Hướng dẫn nhà: - Ôn tập ghi nhớ kiến thức vừa học - Hồn thành tập sgk - Tìm hiểu nội dung IV ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)