I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Sau bài học này, HS sẽ: - Phân tích ví dụ cụ thể để rút ra được: công có giá trị bằng lực nhân với quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực, công suất là tốc độ thực hiện công. - Liệt kê được một số đơn vị thường dùng đo công và công suất. - Tính được công và công suất trong một số trường hợp đơn giản. 2. Năng lực Năng lực chung: - Năng lực tự chủ và 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, tiến hành thí nghiệm và hỗ trợ các thành viên trong nhóm khi tìm hiểu về công và công suất. - Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và phân tích được các ví dụ thực hiện công, biết đặt các câu hỏi khác nhau về nội dung bài học.
Trang 1Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
BÀI 4: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Phân tích ví dụ cụ thể để rút ra được: công có giá trị bằng lực nhân với quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực, công suất là tốc độ thực hiện công
- Liệt kê được một số đơn vị thường dùng đo công và công suất
- Tính được công và công suất trong một số trường hợp đơn giản
2 Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và 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, tiến hành thí nghiệm và hỗ trợ các
thành viên trong nhóm khi tìm hiểu về công và công suất
- Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và phân tích được các ví dụ thực hiện công,
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 khái niệm công cơ học
+ Nêu được biểu thức xác định công cơ học
+ Nhận biết và nêu được ý nghĩa của công suất
+ Nêu được biểu thức xác định công suất
- Tìm hiểu tự nhiên:
Trang 2+ Phân tích ví dụ về thực hiện công trong đời sống.
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học:
+ 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 công và công suất
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 lực đẩy F làm xe hàng dịch chuyển, hình
ảnh ví dụ các trường hợp thực hiện công cơ học và không thực hiện công cơ học, hình ảnh nâng thùng hàng bằng xe nâng,…
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2 Đối với học sinh:
- HS mỗi nhóm: Dụng cụ thí nghiệm: lực kế, vật nặng, mặt phẳng nghiêng.
- 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 phân tích tình huống mở đầu từ đó bước đầu hình thành khái niệm
"công"
b Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm về nội dung phần khởi động, từ
đó định hướng HS vào nội dung của bài học
c Sản phẩm học tập: HS bước đầu hình khái niệm "công".
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
Trang 3- GV nêu câu hỏi: Trong đời sống, ta thường nói cần "tốn công" khi thực hiện các công việc như cấy lúa, xây nhà, ngồi đợi xe,… Công trong mỗi trường hợp đó được xác định như thế nào?
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 4: Công và công suất.
B HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1 Tìm hiểu về khái niệm công cơ học
a Mục tiêu: HS nhận biết được đặc điểm của công cơ học và nêu được công thức tính
công cơ học
b Nội dung: GV hướng dẫn HS phân tích các ví dụ để tìm hiểu về đặc điểm của công cơ
học, công thức tính công cơ học
c Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để mô tả được
đặc điểm của công cơ học, công thức tính công cơ học và một số đơn vị tính công
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV giới thiệu về năng lượng có thể được truyền
từ vật này sang vật khác
- GV chiếu hình ảnh đẩy xe hàng (hình 4.1) và
yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nêu các ví
dụ thực hiện công trong đời sống
I CÔNG
- Khi các vật tương tác với nhau, năng lượng có thể được truyền từ vật này sang vật khác
- Có hai hình thức truyền năng lượng phổ biến là: truyền nhiệt và thực hiện công
- Công cơ học thường được gọi tắt
là công, đó là số đo phần năng
Trang 4- GV yêu cầu HS nêu quá trình truyền năng lượng
cho vật bằng cách tác dụng lực lên vật làm vật
dịch chuyển theo hướng của lực
- Để HS hiểu rõ hơn về công cơ học, GV tổ chức
cho HS thực hiện thí nghiệm sau:
+ Một vật nặng được móc vào một lực kế ở độ
cao h = 0, số chỉ lực kế là F bằng trọng lượng của
vật GV hướng dẫn HS phân tích: Nếu giữ vật
đứng yên tại vị trí này thì năng lượng của vật
không thay đổi, công của lực F bằng 0
+ Yêu cầu HS hoạt động nhóm mô tả lại thí
nghiệm kiểm tra dự đoán trên Nếu tác dụng một
lực F làm vật từ từ chuyển động đến vị trí có độ
cao h1, khi đó lực F đã làm vật tăng một lượng thế
năng Wt = 10.g.h1 = F.h1 Lực F đã thực hiện
công
- GV hướng dẫn HS nêu biểu thức xác định công
cơ học
- GV giới thiệu một số đơn vị thường dùng đo
công và kết luận về nội dung công cơ học
- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK
– tr22) để tìm hiểu về công thức tính công trong
trường hợp tổng quát
lượng được truyền từ vật này qua vật khác trong tương tác giữa các vật
- Công A của một lực F không đổi làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực được xác định bởi biểu thức:
A = Fs Trong đó:
+ F là lực tác dụng lên vật, đơn vị
đo là niuton (N)
+ s là quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực, đơn vị đo là mét (m)
- Đơn vị đo của công là jun (J) + Các bội của jun là kilojun (kJ)
và megajun (MJ)
1 kJ = 103 J
1 MJ = 106 J + Người ta còn dùng các đơn vị khác của công là BTU và calo (cal):
1 BTU = 1055 J
1 cal = 4,186 J + Bội của calo là kilocalo (kcal): 1 kcal = 1000 cal = 4186 J
Trang 5- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận
theo nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt động và
Câu hỏi (SGK – tr22)
+ Hoạt động (SGK – tr22): Hãy mô tả quá trình
thực hiện công trong các ví dụ ở Hình 4.2 thông
qua việc xác định lực tác dụng lên vật và quãng
đường vật dịch chuyển theo hướng của lực để cho
biết trường hợp nào có công cơ học, trường hợp
nào không có công cơ học.
+ Câu hỏi (SGK – tr22): Một xe nâng tác dụng
một lực hướng lên theo phương thẳng đứng, có
độ lớn 700 N để nâng thùng hàng từ mặt đất lên
độ cao 2 m Tính công của lực nâng.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS đọc thông tin SGK, thực hiện thí nghiệm,
thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra và
nhận xét để đưa ra kết luận
Trang 6Bước 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 – tr22)
+ Trường hợp có thực hiện công cơ học: a,b.
+ Trường hợp không thực hiện công cơ học: c, d.
*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr22)
Ta có: A = F.s = 700.2 = 1400 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 Công
và chuyển sang nội dung Công suất.
Hoạt động 2 Tìm hiểu về công suất
a Mục tiêu: HS nhận biết được đặc điểm của công suất và nêu được công thức tính công
suất
b Nội dung: GV hướng dẫn HS phân tích các ví dụ để tìm hiểu về công suất, đặc điểm
của công suất và công thức tính công suất
c Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được ý
nghĩa của công suất, biểu thức tính và một số đơn vị đo công suất
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh nâng thùng hàng bằng xe nâng
(hình 4.4) cho HS quan sát, nêu tình huống và yêu cầu
HS trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr23)
Hai xe nâng được dùng để nâng hai thùng hàng từ mặt
đất (điểm A) tới sàn một xe tải có độ cao 1 m (điểm B).
II CÔNG SUẤT
- Đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công được gọi là công suất
- Nếu trong thời gian t, công thực hiện là A thì công suất
Trang 7Xe thứ nhất nâng thùng hàng có trọng lượng 500 N hết
thời gian 10 s (Hình 4.4) Xe thứ hai nâng thùng hàng
có trọng lượng 700 N hết thời gian 15 s.
a) Tính công mà mỗi xe đã thực hiện để nâng thùng
hàng.
b) So sánh công mỗi xe thực hiện được trong một giây.
- GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, nghiên cứu SGK để
tìm hiểu đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công
- Sau khi HS phát biểu, GV kết luận về ý nghĩa của
công suất, biểu thức tính và một số đơn vị đo công suất
- GV chiếu bảng và giới thiệu một số giá trị công suất
(bảng 4.1)
- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK –
tr24) để tìm hiểu thêm về công suất.
- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời nội dung
Hoạt động (SGK – tr24)
Cứ mỗi lần đập, tim người thực hiện một công khoảng
1 J Em hãy đề xuất cách đo công suất của tim bằng
cách sử dụng một đồng hồ bấm giây.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS đọc thông tin SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi
𝒫 được tính theo công thức
P= A t
Trong đó:
+ A là công thực hiện được, đơn vị đo là jun (J)
+ t là thời gian thực hiện công, đơn vị đo là giây (s)
- Đơn vị của công suất là oát (W)
Các bội của oát là kilôoát (kW), mêgaoát (MW) và gigaoát (GW):
1 kW = 103 W
1 MW = 106 W
1 GW = 109 W Người ta còn dùng đơn vị khác của công suất:
+ Mã lực (HP): 1 HP = 746 W
+ Đơn vị công suất của các thiết bị sưởi ấm hoặc làm lạnh là BTU trên giờ (BTU/h): 1 BTU/h = 0,293 W
Trang 8mà GV đưa ra và nhận xét để đưa ra kết luận.
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 – tr23)
a) Công mà mỗi xe đã thực hiện để nâng các thùng
hàng
A 1 = F 1 s = 500 J
A 2 = F 2 s = 700 J
b) Trong 1 s xe thứ nhất thực hiện công:
A1
t1 =
500
10 =50 J / s
Trong 1 s xe thứ hai thực hiện công:
A2
t2 =
700
15 =50 J / s
Vậy xe thứ nhất thực hiện công nhanh hơn.
*Trả lời Hoạt động (SGK – tr24)
Để đo công suất của tim bằng cách sử dụng một đồng
hồ bấm giây, có thể thực hiện các bước sau:
- Xác định khoảng thời gian muốn đo công suất của tim
(ví dụ 100 giây) để có kết quả đo tương đối chính xác.
- Bắt đầu đo thời gian bằng đồng hồ bấm giây đồng
thời bắt đầu đếm nhịp tim đập.
- Khi đo cần đảm bảo nhịp thở đều, đếm đúng nhịp tim
đập.
- Dừng đồng hồ bấm giây, ghi nhớ số nhịp tim đập.
- Tính toán công suất của tim
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học
Trang 9- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết nội dung Công suất
và chuyển sang nội dung Luyện tập
C HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a Mục tiêu: HS sử dụng kiến thức về công cơ học và công suất 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: Công được xác định bởi biểu thức
A A = Ps
B A = Fs
C A = Fh
D A = Ph
Câu 2: Đơn vị nào sau đây không dùng để đo công suất?
A Jun (J)
B Oát (W)
C Mã lực (HP)
D BTU/h
Câu 3: Công suất là đại lượng đặc trưng cho
A tốc độ thực hiện công
B khả năng sinh công
C khả năng tác dụng lực lên vật
D phần năng lượng chuyển từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác
Câu 4: Trường hợp nào sau đây người công nhân thực hiện công lớn nhất?
A Nâng thùng hàng có trọng lượng 100 N lên cao 0,9 m
B Nâng thùng hàng có trọng lượng 70 N lên cao 1,3 m
Trang 10C Nâng thùng hàng có trọng lượng 120 N lên cao 0,8 m.
D Nâng thùng hàng có trọng lượng 45 N lên cao 1,5 m
Câu 5: Một xe ô tô có trọng lượng 4200N chuyển động trên đoạn đường nằm ngang dài
2 km Thời gian xe chạy trên đoạn đường này là bao nhiêu nếu động cơ của ô tô có công suất 35 kW?
A 240 s
B 200 s
C 120 s
D 60 s
Câu 6: Tại một đập thủy điện, người ta xây đập để giữ nước ở trên cao Khi mở cổng
điều khiển, dòng nước chảy xuống làm quay tuabin của máy phát điện Biết chiều cao của đập là 30 m và cứ mỗi phút có 40 m3 nước đổ xuống, trọng lượng riêng của nước là
10 000 N/m3 Công suất của nhà máy thủy điện này là
A 20 000 W
B 200 000 W
C 400 000 W
D 40 000 W
Câu 7: Một máy cơ trong 1 h thực hiện một công là 330 kJ, công suất của máy cơ đó là
A 92,5 W
B 95,2 W
C 90,2 W
D 91,7 W
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:
Trang 11- 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 công, công suất 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:
Một đầu tàu kéo một đoàn tàu chuyển động từ ga A tới ga B trong 15 phút với tốc độ 30 km/h Tại ga B, đoàn tàu được mắc thêm toa và do đó chuyển động đều từ ga B đến C với tốc độ nhỏ hơn trước 10 km/h Thời gian đi từ ga B đến ga C là 30 phút Tính công của đầu tàu đã sinh ra, biết rằng lực kéo của đầu tàu không đổi là 40 000 N.
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
Bước 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:
- Quãng đường AB là: s 1 = v 1 t 1 = 30.0,25 = 7,5 km
- Quãng đường BC là: s 2 = v 2 t 2 = 20.0,5 = 10 km
- Quãng đường AB là: s = s 1 + s 2 = 7,5 + 10 = 17,5 km = 17 500 m
- Công của đầu tàu đã sinh ra là: A = F.s = 40 000.17 500 = 700 000 000 J.
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 4
- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Khoa học tự nhiên 9
- Xem trước nội dung Ôn tập giữa học kì I.