GIÁO ÁN Bài 2 . Động năng Thế năng GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG

Bài 2 . Động năng Thế năng GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG Bài 2 . Động năng Thế năng GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG Bài 2 . Động năng Thế năng GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG Bài 2 . Động năng Thế năng GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG Bài 2 . Động năng Thế năng GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG

CHƯƠNG I – NĂNG LƯỢNG CƠ HỌC BÀI 2 ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG

(Thời lượng ……tiết)

Ngày soạn:…… /……/2024

Ngày thực hiện Lớp/TS Tiết

TKB

9A/30

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

– Biểu thức tính động năng của vật:

W đ = 12 m.v2 trong đó:

m (kg) là khối lượng của vật

v (m/s) là tốc độ của vật

W đ (J) là động năng của vật

– Biểu thức tính thế năng trọng trường của vật:

W t= P.h

trong đó:

P (N) là trọng lượng của vật

h (m) là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc thế năng

W t (J) là thế năng trọng trường.

2 Năng lực

2.1 Năng lực khoa học tự nhiên

– Viết được biểu thức tính động năng của vật

– Viết được biểu thức tính thế năng của vật ở gần mặt đất

2.2 Năng lực chung

– Chủ động nêu ý kiến cá nhân trong hoạt động thảo luận về sự thay đổi tốc độ và năng lượng của vật

– Hỗ trợ các thành viên trong nhóm tiến hành thí nghiệm tìm hiểu động năng

3 Phẩm chất

– Có trách nhiệm trong việc tìm hiểu nội dung bài học.

II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

– Dụng cụ thí nghiệm dành cho mỗi nhóm HS: 1 máng trượt (gồm 1 máng nghiêng, dài khoảng 30 cm, ghép với 1 máng ngang dài khoảng 20–30 cm); 1 quả bóng bi–a; 1 quả bóng golf; 1 miếng gỗ nhỏ hình hộp chữ nhật có khối lượng khoảng 50 g

– 1 con lắc đơn (vật nặng hình cầu có khối lượng 50 g, dây dài 40 cm

– File trình chiếu PowerPoint hỗ trợ bài dạy, máy tính, máy chiếu

– Các video (mỗi video khoảng 15s) : (1) Một quả bóng bi–a đập quả vào quả bóng khác làm nó chuyển động (https://www.youtube.com/watch?v=c2NtBdC8TIc); (2) Dòng nước chảy làm quay cọn nước (https://www.youtube.com/watch?v=I9RQNydoNjY); (3) Gió thổi làm chong chóng quay (https://www.youtube.com/watch?v=cKFz0wtTMSg); (4) Búa đập vào thanh kim loại nóng khi rèn dao (https://www.youtube.com/ watch?v=1UUN– fiZ6Pk)

– Phiếu học tập dành cho mỗi nhóm HS (in trên giấy A2):

PHIẾU HỌC TẬP

1 Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn

- Bước 1: Đặt hộp gỗ tại vị trí B, quả bóng bi–a giữ ở vị trí

(1)

- Bước 2: Thả tay cho quả bóng bi–a chuyển động xuống

đập vào hộp gỗ

- Bước 3: Lặp lại thí nghiệm nhưng ban đầu giữ quả bóng

bi–a ở vị trí (2)

- Bước 4: Lặp lại thí nghiệm, thay quả bóng bi–a bằng quả

bóng golf

2 Thực hiện các yêu cầu sau:

(a) Mô tả hiện tượng xảy ra khi các quả bóng chuyển động

xuống đập vào hộp gỗ

(b) Trả lời câu hỏi:

+ Ban đầu, nếu cùng đặt ở vị trí (1), lực tác dụng của quả

bóng bi–a hay quả bóng golf tác dụng vào hộp gỗ lớn hơn?

+ Lực do quả bóng bi–a tác dụng lên hộp gỗ khi ban đầu đặt

nó ở vị trí (1) hay vị trí (2) lớn hơn?

(c)Giải thích câu trả lời ở phần (b)

Năng lượng đặc trưng cho khả năng tác dụng lực Từ kết quả

thí nghiệm, hãy cho biết động năng của một vật phụ thuộc

vào yếu tố nào?

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

TIẾT 1: ĐỘNG NĂNG

1 Hoạt động 1: Mở đầu

a) Mục tiêu

– Nhận biết được sự thay đổi tốc độ của vật trong quá trình chuyển động từ vị trí cao tới

vị trí thấp, từ đó dự đoán về sự thay đổi năng lượng của vật

– Chủ động nêu ý kiến cá nhân trong hoạt động thảo luận về sự thay đổi tốc độ và năng lượng của vật

b) Tiến trình thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

Mở đầu trang 15 Bài 2 KHTN 9: 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?

– GV thực hiện:

+ Tiến hành thí nghiệm cho con lắc đơn dao động trong mặt

phẳng thẳng đứng (góc lệch ban đầu khoảng 50o – 60o)

+ Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm và thảo luận theo cặp để:

• Trả lời câu hỏi: khi vật đi từ vị trí cao nhất tới vị

trí thấp nhất thì tốc độ của vật thay đổi như thế nào?

• Dự đoán về sự thay đổi năng lượng của vật trong

quá trình vật chuyển động từ vị trí cao nhất tới vị trí

thấp nhất

Mở đầu trang 15 Bài 2 KHTN 9

Trả lời:

Khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O động năng của người chơi tăng dần (tại A động năng nhỏ nhất bằng 0, tại O động năng lớn nhất)

Thí nghiệm:

Câu trả lời của HS: khi vật chuyển động từ vị trí cao nhất về vị trí thấp nhất thì tốc độ của vật tăng

Dự đoán của HS: năng lượng của vật tăng

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS làm việc cá nhân thực hiện:

+ Quan sát chuyển động của vật, đặc biệt là khi chuyển động

từ vị trí cao nhất tới vị trí thấp nhất.

+ Nhận biết sự thay đổi độ nhanh/chậm của vật khi chuyển

động, thảo luận với bạn để trả lời câu hỏi của GV và dự đoán

sự thay đổi năng lượng của vật

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– Đại diện 02 cặp đôi trình bày câu trả lời

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– GV nhận xét câu trả lời của HS và dẫn dắt vào bài mới: khi

vật chuyển động từ vị trí cao nhất tới vị trí thấp nhất, tốc độ

của vật tăng Năng lượng của vật trong quá trình này có biến

đổi như dự đoán của các bạn hay không? Chúng ta cùng tìm

hiểu bài học hôm nay

2 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức

Nhiệm vụ 1: Động năng

a) Mục tiêu

– Viết được biểu thức tính động năng của vật

– Hỗ trợ các thành viên trong nhóm tiến hành thí nghiệm tìm hiểu động năng

b) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV thực hiện:

+ Chiếu các video (1), (2), (3), (4) và dẫn dắt: quả

bóng bi–a, dòng nước, gió và búa đều chuyển động và

mang năng lượng Dạng năng lượng mà vật có được do

chuyển động gọi là động năng

+ Hoạt động trang 15 KHTN 9: Quan sát Hình 2.2 và

cho biết vật nào có động năng lớn nhất Hãy lí giải câu

trả lời của em

I Động năng:

– Định nghĩa động năng: Dạng năng lượng mà vật có được do chuyển động gọi là động năng Phiếu học tập đã được hoàn thành các nội dung:

(a) Khi quả bóng bi–a đập vào hộp gỗ, hộp gỗ bị tác dụng lực

và chuyển động trượt trên mặt phẳng ngang

(b) + Lực tác dụng của quả bóng bi–a vào hộp gỗ lớn hơn vì hộp gỗ trượt một quãng đường

+ Chia nhóm HS: 6 HS/nhóm

+ Phát dụng cụ thí nghiệm trong bộ (1) và phiếu học

tập cho mỗi nhóm

+ Yêu cầu HS làm việc nhóm, tiến hành thí nghiệm

theo hướng dẫn và hoàn thành phiếu học tập

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS thực hiện:

+ Tập hợp nhóm theo sự phân công của GV, tiếp nhận

dụng cụ thí nghiệm và phiếu học tập

+ Làm việc theo nhóm, thực hiện nhiệm vụ học tập

được giao

– GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ trong quá trình HS

làm thí nghiệm

dài hơn

+ Lực do quả bóng bi–a tác dụng lên hộp gỗ khi ban đầu đặt nó ở vị trí (2) lớn hơn

(c) So sánh chuyển động của hộp gỗ trong các trường hợp, hộp gỗ chuyển động quãng đường lớn hơn thì lực tác dụng vào nó lớn hơn (d) Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ của vật – Biểu thức tính động năng của vật:

W đ = 12 m.v 2

trong đó: m (kg) là khối lượng của vật, v (m/s) là tốc độ của vật, W đ (J) là động năng của vật

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– Các nhóm treo phiếu học tập lên vị trí phía

sau của nhóm

– Đại diện 01 nhóm báo cáo kết quả thực

hiện nhiệm vụ của nhóm mình

– Hướng dẫn:

+ Hoạt động trang 15 KHTN 9: Động năng của máy

bay ở hình 2.2 c là lớn nhất vì tốc độ máy bay chở

khách của những chiếc máy bay thương mại là từ 890

km/h đến 945km/h lớn hơn tốc độ ô tô đang di chuyển

trên đường cao tốc và lớn hơn tốc độ của quả bóng

đang bay tới rổ

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– HS các nhóm nêu ý kiến khác và tự đánh

dấu lại các kết quả sai khác (nếu có) của nhóm

mình so với nhóm bạn

– GV nhận xét kết quả thực hiện nhiệm vụ

của các nhóm, chốt kiến thức về sự phụ thuộc

của động năng vào các yếu tố và thông báo công

thức tính động năng của vật

3 Hoạt động luyện tập/thực hành

a) Mục tiêu

– Áp dụng được biểu thức tính động năng của vật để tính được động năng của một vật

b) Tiến trình thực hiện:

– GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, thực hiện:

+ Hoàn thành bài tập 1, 2 phần Câu hỏi và bài tập–

SGK/tr.16

+ Trả lời Câu hỏi bài tập 1,2,3 trang 16 KHTN 9:

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 phần mở đầu.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu của

GV và ghi bài làm vào vở

– GV quan sát, hướng dẫn HS trong quá

trình thực hiện nhiệm vụ

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– 02 HS trình bày lời giải lên bảng (1 HS làm bài tập

trang 16, 01 HS làm bài tập trang 17)

– 01 HS đứng tại chỗ trình bày câu trả lời cho câu hỏi

của phần mở đầu

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– HS theo dõi lời giải trên bảng, so sánh với

bài làm của mình, nêu nhận xét

– GV nhận xét chung và chốt đáp án của bài tập

KHTN 9:

Động năng của một xe ô tô tăng gấp 4 lần nếu tốc độ của

xe tăng gấp đôi

Ta có: Động năng ban đầu: W đ

= 12 m.v 2

Động năng khi tốc độ xe tăng gấp đôi: W ' đ= 12 m (2 v )2 = 12 m.4v2 =4W đ

Trả lời Câu hỏi 2 trang 16 KHTN 9:

Động năng của quả bóng đá là:

W đ= 12 m.v 2 = 12 0,45.102 = 22,5J

Trả lời Câu hỏi 3 trang 16 KHTN 9:

Tại vị trí A: tốc độ của người chơi bằng 0 nên động năng bằng 0

Tại vị trí O: tốc độ của người chơi lớn hơn 0 nên động năng lớn hơn 0

Vậy động năng của người chơi khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O là tăng dần

4 Hoạt động vận dụng/tìm tòi, mở rộng:

a) Mục tiêu

–Vận dụng được biểu thức tính động năng của vật để tính được động năng của một vật

- HS tự giác làm các BT về nhà trong SBT KHTN 9

b) Tiến trình thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, thực hiện:

+ Hoàn thành các BT trong SBT KHTN 9:

2.1 Động năng của một vật phụ thuộc vào yếu tố nào?

A Khối lượng và tốc độ của vật.

B Khối lượng và độ cao của vật.

C Tốc độ và hình dạng của vật.

D Độ cao và hình dạng của vật.

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về động năng

Lời giải chi tiết: Động năng của một vật phụ thuộc vào khối lượng

và tốc độ của vật.

Đáp án: A

2.2 Nếu khối lượng của một vật tăng gấp đôi nhưng tốc độ giữ

nguyên thì động năng của vật sẽ thay đổi như thế nào?

A Tăng gấp đôi.

B Không thay đổi.

C Giảm đi một nửa.

D Tăng gấp bốn.

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về động năng

Lời giải chi tiết: W đ= 12 m.v 2

nên khi khối lượng của một vật tăng gấp đôi nhưng tốc độ giữ

nguyên thì động năng của vật sẽ tăng gấp đôi

Đáp án: A

2.3 Đơn vị đo của thế năng trọng trường là gì?

A Niuton (N).

B Jun (J).

C Kilôgam (kg).

D Mét trên giây bình phương (m/s2).

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về thế năng trọng trường

Lời giải chi tiết: Đơn vị đo của thế năng trọng trường là Jun (J)

Đáp án BT trong SBT KHTN 9 từ bài 2.1 đến bài 2.7.

Đáp án: B

2.4 Một vật có khối lượng 3 kg ở độ cao 4 m so với mặt đất Chọn gốc thế năng ở mặt đất, hỏi thế năng trọng trường của vật

là bao nhiêu?

A 120 J.

B 30 J.

C 60 J.

D 12 J.

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về thế năng trọng trường Lời giải chi tiết: W t = mgh = 3.10.4 = 120 (J)

Đáp án: A

2.5 Một quả bóng có khối lượng 0,5 kg đang chuyển động với tốc độ 2 m/s Động năng của quả bóng là bao nhiêu?

A 10 J.

B 2 J.

C 4 J.

D 1 J.

Phương pháp giải:Vận dụng kiến thức về động năng

Lời giải chi tiết: W đ= 12 m.v 2 = 12, 0,5 2 2 = 1 (J).

Đáp án: D

2.6 Nếu tốc độ của một vật tăng lên gấp ba lần thì động năng của vật sẽ thay đổi như thế nào?

A Tăng gấp ba lần.

B Tăng gấp chín lần.

C Không thay đổi.

D Giảm đi một nửa.

Phương pháp giải:Vận dụng kiến thức về động năng

Lời giải chi tiết: W đ= 12 m.v 2 nên khi tốc độ của một vật tăng lên

gấp ba lần thì động năng của vật sẽ tăng gấp chín lần

Đáp án: B

2.7 Nếu một vật có động năng là 20 J và khối lượng là 10 kg

thì tốc độ của vật là bao nhiêu?

A 2 m/s

B 4 m/s

C 20 m/s

D 10 m/s

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về động năng

Lời giải chi tiết: W đ= 12 m.v 2

=>v = √2 W đ

m = √2 2010 = 2 (m/s).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu của GV và ghi

bài làm vào vở

– GV quan sát, hướng dẫn HS trong quá trình thực hiện

nhiệm vụ

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– 01 HS đứng tại chỗ trình bày câu trả lời cho câu hỏi 2.1 đến 2.7

SBT KHTN 9

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– HS theo dõi lời giải trên bảng, so sánh với bài làm

của mình, nêu nhận xét

– GV nhận xét chung và chốt đáp án của bài tập

TIẾT 2: THẾ NĂNG

1 Hoạt động mở đầu (Kiểm tra sự chuẩn bị của HS)

a) Mục tiêu

- Kiểm tra sự chuẩn bị của HS ở nhà (BTVN), ghi nhớ các kiến thức trọng tâm của MỤC

I ĐỘNG NĂNG

- Đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ giao về nhà của HS

b) Tiến trình thực hiện: HS làm việc theo bàn kiểm tra VBT

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV yêu cầu HS các bàn kiểm tra chéo VBT của HS

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS các bàn kiểm tra chéo VBT

Bước 3: Báo cáo kết quả thực hiện và thảo luận

- HS báo cáo kết quả học sinh có học bài và chuẩn bị bài tập về nhà,

HS chưa làm BT

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện và nhận định

- GV đánh giá bằng nhận xét (hoặc cho điểm), nhấn mạnh nội dung

đáp án đúng của câu hỏi (bài tập), nêu kết luận

- GV đặt vấn đề, dẫn dắt, kết nối chuyển tiếp hoạt động

2 Hoạt động hình thành kiến thức mới

2.2 Thế năng

a) Mục tiêu

– Viết được biểu thức tính thế năng của vật ở gần mặt đất

b) Tiến trình thực hiện

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV thực hiện:

+ Thông báo định nghĩa thế năng trọng trường

+ Yêu cầu HS làm việc theo nhóm, thực hiện:

Quan sát Hình 2.3–SGK/tr.23;

Hoạt động trang 16 KHTN 9: 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)

- HS: Mô tả nguyên lí hoạt động của đập thuỷ

điện;Thực hiện nhiệm vụ phần Hoạt động trong

SGK/tr.23 và nêu biểu thức tính thế năng

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 vật được chọn làm gốc để tính độ cao

– Câu trả lời của nhóm HS:

+ Nguyên tắc hoạt động của đập thuỷ điện: nước trên hồ chứa dự trữ năng lượng dưới dạng thế năng; từ hồ chứa, nước chảy vào tua–bin của máy phát điện và làm quay tua–bin; tua– bin quay tạo ra điện

+ Giải thích: Đặt máy càng thấp, độ cao h từ máy đến mực nước của hồ càng lớn do đó thế năng dòng nước tạo ra càng lớn

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS thực hiện:

+ Quan sát Hình 2.3–SGK/tr.23;

+ Thực hiện nhiệm vụ học tập

– Biểu thức tính thế năng trọng trường của vật:

W t= P.h

trong đó: P (N) là trọng lượng của vật, h (m) là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc thế năng, W t (J) là thế năng trọng trường

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– Đại diện 02 HS trình bày câu trả lời:

Trả lời: Hoạt động trang 16 KHTN 9

Nước trong hồ chứa ở càng cao thì thế năng càng

lớn, khi dòng nước chảy xuống sẽ có sự chuyển

hóa năng lượng từ thế năng sang động năng, động

năng của dòng nước tăng dần khi xuống vị trí càng

thấp Vì vậy, khi đặt máy phát điện càng thấp so

với mực nước hồ chứa sẽ thu được năng lượng

dòng nước càng lớn, khi đó dòng nước sẽ tác dụng

lực càng lớn lên tua – bin của máy phát điện làm

tua – bin quay nhanh hơn, mạnh hơn, nhiều hơn

giúp cho máy phát điện làm việc hiệu quả hơn

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– HS các nhóm khác lắng nghe, nêu ý kiến (nếu

có)

– GV thực hiện:

+ Nhận xét chung về kết quả làm việc của các

nhóm và chốt đáp án

+ Chốt biểu thức tính thế năng

3 Hoạt động 3: Luyện tập/ thực hành

a) Mục tiêu

– Áp dụng được biểu thức tính thế năng của vật để tính được động năng, thế năng của một vật

b) Tiến trình thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, thực

hiện:

+ Hoàn thành bài tập 2 phần Câu hỏi và bài

tập – SGK/tr.17

+ Trả lời câu hỏi phần mở đầu

Lời giải của HS:

+ Bài 2 (SGK/tr.17)

a) Độ cao của vật so với mốc tính thế năng:

h1 = 1,4 m Thế năng của vật:

W t = P.h1 = 500.1,4 = 700 J