1. Kiến thức Sau bài học này, HS sẽ: - Viết được biểu thức tính động năng của vật. - Viết được biểu thức tính thế năng của vật ở gần mặt đất. 2. Năng lực Năng lực chung: - Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra. - Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, tiếp thu sự góp ý và hỗ trợ thành viên trong nhóm khi tìm hiểu về động năng và thế năng. - Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và tìm hiểu về các ví dụ về động năng, thế năng, biết đặt các câu hỏi khác nhau về nội dung bài học. Năng lực đặc thù: - Nhận thức khoa học tự nhiên: + Nhận biết và nêu được nội dung về động năng, thế năng. + Nêu được biểu thức xác định động năng, thế năng. - Tìm hiểu tự nhiên: + Phân tích ví dụ để tìm hiểu về động năng, thế năng.
Trang 1Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
CHƯƠNG I: NĂNG LƯỢNG CƠ HỌC
BÀI 2: ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Viết được biểu thức tính động năng của vật
- Viết được biểu thức tính thế năng của vật ở gần mặt đất
2 Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong
học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, tiếp thu sự góp ý và hỗ trợ thành
viên trong nhóm khi tìm hiểu về động năng và thế năng
- Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và tìm hiểu về các ví dụ về động năng, thế
năng, biết đặt các câu hỏi khác nhau về nội dung bài học
Năng lực đặc thù:
- Nhận thức khoa học tự nhiên:
+ Nhận biết và nêu được nội dung về động năng, thế năng.
+ Nêu được biểu thức xác định động năng, thế năng.
- Tìm hiểu tự nhiên:
+ Phân tích ví dụ để tìm hiểu về động năng, thế năng.
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học:
Trang 2+ Vận dụng được kiến thức và kĩ năng về khoa học tự nhiên để giải thích những
hiện tượng thường gặp trong cuộc sống có liên quan tới động năng, thế năng
3 Phẩm chất
- Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1 Đối với giáo viên:
- SGK, SGV, Kế hoạch bài dạy.
- Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh búa chuyển động đập vào thanh thép, làm
biến dạng thanh thép, hình ảnh một số vật có động năng, hình ảnh sơ đồ đập thủy điện,…
- Video minh họa:
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến động năng:
https://www.youtube.com/watch?v=M4eiLlkecgs
+ Dòng nước chảy làm xoay bánh xe nước:
https://www.youtube.com/watch?v=gMFIypD-MA8&list=PL5IL6-FD9ygcaLfb6rF_01a93Ut_4KrwA&index=2
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2 Đối với học sinh:
- HS cả lớp: Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo
yêu cầu của GV
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a Mục tiêu: HS tiến hành thí nghiệm đơn giản hoặc quan sát hình ảnh để nhận biết được
khi một vật chuyển động từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất tốc độ của vật sẽ thay đổi
b Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm, phát biểu ý kiến của bản thân, từ
đó định hướng HS vào nội dung của bài học
c Sản phẩm học tập: HS nêu được sự thay đổi động năng của vật.
d Tổ chức thực hiện:
Trang 3Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh bạn nhỏ đang chơi xích đu
- GV nêu câu hỏi: Khi chơi xích đu, động năng của người chơi thay đổi như thế nào trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, dự đoán, đưa ra các câu hỏi và câu trả lời
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- Sau khi HS trao đổi, phát biểu ý kiến, GV nhận xét vào nội dung bài học: Để trả lời
câu hỏi này chúng ra vào bài học ngày hôm nay: Bài 2: Động năng Thế năng.
B HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1 Tìm hiểu về động năng
a Mục tiêu: HS nhận xét được yếu tố ảnh hưởng đến động năng của vật.
b Nội dung: GV hướng dẫn HS phân tích các ví dụ và quan sát video để tìm hiểu về đặc
điểm của động năng
c Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để mô tả được
các hiện tượng xảy ra và nhận xét động năng phụ thuộc vào những yếu tố nào
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh và video ví dụ về một số trường
hợp vật có động năng:
+ Một viên bi chuyển động đến đập vào viên bi khác
làm cho chúng biến đổi chuyển động
I ĐỘNG NĂNG
- Động năng là năng lượng vật
có được do chuyển động
- Một vật có khối lượng m đang chuyển động với tốc độ
Trang 4+ Các phần tử khí chuyển động tạo thành gió làm di
chuyển thuyền buồm, làm quay tua-bin của máy phát
điện gió
+ Dòng nước chảy có thể làm quay các bánh xe nước
https://www.youtube.com/watch?v=gMFIypD-
MA8&list=PL5IL6-FD9ygcaLfb6rF_01a93Ut_4KrwA&index=2
- GV giới thiệu: Năng lượng mà vật có được do
chuyển động như trong các ví dụ trên gọi là động
năng.
- GV chiếu hình ảnh búa chuyển động đập vào thanh
thép, làm biến dạng thanh thép (hình 2.1) cho HS
quan sát và phân tích nội dung trong SGK
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và nêu đặc điểm
của động năng
v thì động năng của vật là
W đ= 1
2mv
2
Trong đó:
+ m là khối lượng của vật, đơn
vị đo là kg
+ v là tốc độ của vật, đơn vị
đo là m/s
+ Wđ là động năng của vật, đơn vị đo là jun (J)
Trang 5- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Hoạt động (SGK –
tr15)
Quan sát Hình 2.2 và cho biết vật nào có động năng
lớn nhất Hãy lí giải câu trả lời của em.
- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về các đặc điểm của
động năng
- GV chiếu video động năng phụ thuộc vào khối
lượng của vật cho HS quan sát
https://www.youtube.com/watch?v=5KUhSRGRzJc
- GV đặt câu hỏi và yêu cầu HS trả lời:
+ Mô tả hiện tượng xảy ra trong các trường hợp trên.
+ Chứng minh có sự truyền năng lượng giữa các quả
bóng khi chúng va chạm với nhau.
+ Nhận xét sự khác biệt khi dùng các quả bóng khác
nhau trong video.
- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và nêu biểu thức
tính động năng của vật
- Để củng cố kiến thức vừa học, GV yêu cầu HS thảo
luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK
– tr16)
1 Động năng của một xe ô tô thay đổi như thế nào
nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?
2 Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m
= 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10 m/s.
3 Trả lời câu hỏi ở phần mở bài.
Trang 6Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS đọc thông tin SGK, chăm chú nghe GV giảng
bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản
thân về các nội dung:
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr15)
Động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ nên
máy bay đang di chuyển có động năng lớn nhất vì
máy bay có khối lượng và tốc độ lớn nhất.
*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr16)
1 Động năng của xe ô tô tăng gấp 4 lần khi tốc độ xe
tăng gấp đôi.
2 Động năng của quả bóng là:
W đ= 1
2mv
2
= 1
2.0,45 10
2 =22,5 J
3 Khi chơi xích đu, động năng ở vị trí O lớn nhất và
giảm dần khi đến vị trí A.
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học
tập
- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết nội dung Động
năng và chuyển sang nội dung Thế năng.
Hoạt động 2 Tìm hiểu về thế năng
a Mục tiêu: HS phân tích được ví dụ và phát biểu được công thức tính thế năng hấp
dẫn
b Nội dung: GV hướng dẫn HS phân tích ví dụ về năng lượng của nước được chứa
trong hồ thủy điện để tìm hiểu về đặc điểm của thế năng
Trang 7c Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để mô tả được
nguyên tắc đắp đập nước để tích trữ năng lượng của nhà máy thủy điện và phát biểu độ lớn của thế năng hấp dẫn
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV giới thiệu cho HS khái niệm thế năng trọng
trường (thế năng)
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, mô tả
nguyên tắc đắp đập nước để tích trữ năng lượng của
nhà máy thủy điện và trả lời nội dung Hoạt động
(SGK – tr16)
Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập
nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hồ
chứa nước Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng
cao thì năng lượng được tích trữ càng lớn Hãy giải
thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của
nước trong hồ chứa, người ta thường bố trí sao cho vị
trí đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ
chứa (hình 2.3).
- Sau khi HS trả lời, GV tiếp tục yêu cầu HS tìm hiểu
và phát biểu độ lớn của thế năng hấp dẫn
- GV nhận xét và kết luận về nội dung thế năng hấp
II THẾ NĂNG
- Thế năng trọng trường (gọi tắt là thế năng) là năng lượng của một vật khi nó ở một độ cao nhất định so với mặt đất hoặc so với một vị trí được chọn làm gốc để tính độ cao
- Độ lớn của thế năng trọng trường được tính bằng công thức:
Wt = Ph Trong đó:
+ P là trọng lượng của vật, đơn vị đo là niuton (N)
+ h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc, đơn vị đo là mét (m)
+ Wt là thế năng trọng trường của vật, đơn vị đo là jun (J)
Trang 8- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK –
tr17) để tìm hiểu về các dạng dữ trữ năng lượng dưới
các dạng thế năng khác
- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo
nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr17)
1 So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng
một độ cao so với gốc thế năng, biết khối lượng của
vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai.
2 Một công nhân vác một bao xi măng có trọng
lượng 500 N trên vai, đứng trên sân thượng toà nhà
cao 20 m so với mặt đất Độ cao của bao xi măng so
với mặt sân thượng là 1,4 m Tính thế năng trọng
trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:
a) Chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng toà nhà.
b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS đọc thông tin SGK, chăm chú nghe GV giảng
bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản
thân về các nội dung:
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr16)
Đặt máy càng thấp, độ cao h từ nhà máy đến mực
Trang 9nước của hồ càng lớn do đó thế năng dòng nước tạo
ra càng lớn.
*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr16)
1 Ta có:
W t1 = P 1 h = 10.m 1 h
W t2 = P 2 h = 10.m 2 h
Mà m 1 = 3m 2 nên W t1 = 3W t2
2 a) Khi chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng tòa
nhà, h 1 = 1,4 m
W t1 = P 1 h 1 = 500.1,4 = 700 J.
b) Khi chọn gốc thế năng tại mặt đất, h 2 = h 1 + 20 =
21,4 m.
W t2 = P 1 h 2 = 500.21,4 = 10 700 J.
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học
tập
- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết nội dung Thế năng
và chuyển sang nội dung Luyện tập
C HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a Mục tiêu: HS sử dụng kiến thức về động năng, thế năng để trả lời câu hỏi.
b Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ, thảo luận và trả lời.
c Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng.
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm:
Khoanh tròn vào câu trả lời đúng:
Câu 1: Động năng của vật được xác định bằng biểu thức
A W đ= 1
2mv
2
.
Trang 10B W đ=m v2.
C W đ=mv
D W đ= 1
2mv
Câu 2: Nếu vật ở mốc thế năng thì thế năng trọng trường của vật bằng bao nhiêu?
A Bằng 0
B Bằng 10.m
C Bằng động năng
D Bằng cơ năng
Câu 3: Chọn gốc thế năng tại mặt đất, thế năng của một vật thay đổi như thế nào nếu vật
được đặt ở vị trí cao gấp ba lần vị trí ban đầu?
A Thế năng tăng gấp chín lần
B Thế năng giảm ba lần
C Thế năng giảm chín lần
D Thế năng tăng gấp ba lần
Câu 4: Chuyển động nào sau đây có động năng lớn nhất?
A Em bé có khối lượng 15 kg đang chạy với vận tốc 10 m/s
B Viên đạn có khối lượng 100 g đang bay với tốc độ 300 m/s
C Quả bóng có khối lượng 2 kg đang lăn với tốc độ 3,6 km/h
D Vận động viên có khối lượng 75 kg đang đạp xe với tốc độ 24 km/h
Câu 5: Trường hợp nào trong hình dưới đây, vật có động năng tăng và thế năng giảm?
A Máy bay đang cất cánh
B Viên đạn được bắn ra từ nòng súng
C Quả cam đang rơi từ trên cành xuống đất
D Ô tô đang lên dốc
Câu 6: Nếu một vật có động năng là 350 J và vận tốc của vật là 10 m/s thì khối lượng
của vật là bao nhiêu?
A 10 kg
B 8 kg
Trang 11C 7 kg.
D 15 kg
Câu 7: Kiện hàng được người công nhân đưa lên cao 1,2 m so với mặt đất Chọn mặt đất
là mốc thế năng Thế năng trọng trường của kiện hàng là 60 J Khối lượng của kiện hàng là
A 5 kg
B 10 kg
C 50 kg
D 15 kg
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức đã học, tìm đáp án đúng
Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:
Bước 4:
- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập và chuyển sang nội dung vận dụng.
D HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a Mục tiêu: Sử dụng kiến thức vừa được tìm hiểu về động năng, thế năng để trả lời các
bài tập thực hành và bài tập gắn với đời sống
b Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.
c Sản phẩm học tập: HS vận dụng kiến thức đã học để giải các bài tập GV đưa ra.
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS làm việc ở nhà theo nội dung sau đây: Phân tích quá trình sử dụng đập
để ngăn dòng nước chảy có thể tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng, từ đó có thể tạo
ra điện.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức đã học và hoàn thành nội dung bài tập
Trang 12Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS trình bày sản phẩm học tập trước lớp vào tiết học tiếp theo
Gợi ý trả lời:
+ Dòng nước chảy mang theo động năng rất lớn Khi nước chảy vào đập, nó phải vượt qua chướng ngại vật là mặt đập.
+ Sau khi vượt qua đập, nước được giữ lại và hình thành một hồ nước ở độ cao nhất định Nước ở độ cao dự trữ năng lượng dưới dạng thế năng.
+ Thế năng của nước có thể được chuyển hoá thành năng lượng điện bằng cách sử dụng các tua-bin hoặc hệ thống các cánh quạt làm cho động cơ quay, từ đó tạo ra điện.
Bước 4:
- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập.
- GV nhận xét, đánh giá và kết thúc tiết học
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
- Xem lại kiến thức đã học ở bài 2
- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Khoa học tự nhiên 9
- Xem trước nội dung Bài 3: Cơ năng.