Bài giảng: CÔNG SUẤT docx

Bài giảng : Công suất 1.Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức Trường đại học sư phạm Hà Nội Họ và tên: Hoàng Thị Ngọc Lớp : CLC_K59. Khoa Vật Lý Môn : LI LUẬN DẠY HỌC TN1 : tính công của anh An và anh Dũng thực hiện được.Xét công mà mỗi anh thực hiện trong 1 giây.Thấy rằng trong 1 giây anh Dũng thực hiện được nhiều công hơn nên anh Dũng khỏe hơn. TN1: tính công của anh An và anh Dũng thực hiện được.Xét thời gian mỗi anh thực hiện 1 công bằng cách xét thương của thời gian thực hiện và công. Thấy rầng anh Dũng thực hiện 1 công tốn ít thời gian hơn nên anh Dũng khỏe hơn. TN2: kéo nước từ giếng lên làm đầy một bình. Lần thứ nhất kéo bằng tay, lần thứ 2 dùng máy bơm.Cùng làm đầy 1 bình nhưng máy bơm tốn ít thời gian hơn nên máy bơm thực hiện công nhanh hơn. TN3: Cùng chạy một quãng đường như nhau ( cùng thực hiện 1 công). Con báo mất ít thời gian hơn hay nói cách khác con báo thực hiện công nhanh hơn con hổ. Giải pháp 1:So sánh thời gian của hai vật (máy móc) để thực hiện được cùng một công Giải pháp 2 :So sánh công của 2 vật( máy móc) thực hiện trong cùng một thời gian Vậy người ta dùng đại lượng nào để đánh giá mức độ mạnh, mức độ hiệu quả hay còn gọi là tốc độ thực hiện công của một thiết bị sinh công ? (điều kiện xuất phát tình huống) Trong sản xuất và đời sống, người ta thường sử dụng các loại máy móc, động cơ, tổng quát hơn là các thiết bị sinh công (công dương). Khi đó ngoài độ lớn của công do thiết bị sinh ra, người ta còn quan tâm đến khoảng thời gian thực hiện công đó ,tức là tốc độ thực hiện công của chúng. P = A / t Kết luận: Hai vật khác nhau thực hiện hiện cùng một công như nhau nhưng thời gian để thực hiện công đó có thể khác nhau , điều đó có nghĩa là tốc độ thực hiện công của chúng là nhanh chậm khác nhau. Người ta dùng khái niệm công suất để biểu thị tốc độ thực hiện công của vật . Định nghĩa: Công suất là một đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian t cần thực hiện công ấy . Công thức: P = A/ t 2. Mục tiêu dạy học Kiến thức - Trình bày được khái niệm công suất, ý nghĩa của công suất trong thực tiễn đời sống và kỹ thuật. - Nhớ được công thức tính công suất và các công thức dạng khác của công suất ( mối liên hệ với A và t , giữa lực F và vận tốc v ) - Nhớ được đơn vị công suất và cách chuyển đổi giữa chúng ( oát , bội của oát , đơn vị dùng trong công nghệ chế tạo máy : mã lực) -Trình bày được nguyên lý hoạt động của hộp số , cấu tạo của hộp số ô tô , xe máy. - Nhớ được một số giá trị công suất của một số vật dụng thường gặp . Kĩ năng - Biết vận dụng công thức tính công suất trong các trường hợp cụ thể : vận dụng công thức liên hệ giữa A và t hay công thức liên hệ giữa F và v. - Giải thích ứng dụng của hộp số trên xe. - Phân biệt được các đơn vị công và công suất , năng lượng điện. Thái độ -Hào hứng với các thi nghiệm và câu hỏi đề xuất vấn đề. -Liên hệ với hộp số 3.Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học Hoạt động của gv Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng (slide) HOẠT ĐỘNG 1: -Kiểm tra và chuẩn bị điều kiện xuất phát vấn đề. Đề xuất vấn đề. + Định nghĩa về công? Vậy trong cuộc sống ngoài độ lớn của công người ta còn quan tâm đến vấn đề gì khi sử dụng máy móc? + Đề xuất vấn đề Trong sản xuất và đời -Chú ý lắng nghe câu hỏi của gv và trả lời: +Công thực hiện bởi 1 lực không đổi là đại lượng đo bằng tích độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời điểm đặt trên phương của lực: A = F.s.cos α Trong đó F là lực tác động( J) S là độ dời điểm đặt (m) α là góc hợp bởi hướng độ 2. CÔNG SUẤT a. Thí nghiệm -Thí nghiệm 1: mô phỏng thí nghiệm 1 -Thí nghiệm 2: Mô phỏng thí nghiệm 2 -Thí nghiệm 3: Mô phỏng thí nghiệm 3 Nhận xét : Hai vật khác nhau thực hiện cùng một công như nhau nhưng thời sống, người ta thường sử dụng các loại máy móc, động cơ, tổng quát hơn là các thiết bị sinh công (công dương). Khi đó ngoài độ lớn của công do thiết bị sinh ra, người ta còn quan tâm đến khoảng thời gian thực hiện công đó. Cùng sản ra một công, thiết bị nào thực hiện trong thời gian ngắn hơn sẽ làm việc khoẻ hơn, có hiệu quả hơn. Nói cách khác, người ta đánh giá mức độ mạnh, mức dộ hiệu quả của một thiết bị sinh công bằng độ lớn của công do thiết bị đó thực hiện trong cùng một khoảng thời gian chọn trước : thường chọn là đơn vị thời gian. Đại lượng đó được gọi làtốc độ sinh công hay công suất. HOẠT ĐỘNG 2:Tiến hành xây dựng khái niệm công suất qua các thí nghiệm mô phỏng TN1 :Ai khỏe hơn? Anh An và anh Dũng dùng hệ thống ròng dời và hướng của lực F cos α > 0 thì A > 0 và được gọi là công phát động ( công dương) cos α < 0 thì A < 0 và được gọi là công cản ( công âm) cos α = 0 thì A = 0 , dù có lực tác dụng nhưng không có công thực hiện Câu hỏi thứ 2 của giáo viên sẽ khiến hoc sinh hình dung ra những thiết bị điện trong nhà của mình : quạt, bơm nước và có thể có 1 vài em sẽ nói ra được đó là công suất nhưng lại không lí giải được tại sao khi mua các thiết bị điện máy người ta lại quan tâm đến đại lượng đó . Có thể học sinh sẽ cảm thấy bế tắc tại đây -Sau khi nghe giáo viên đặt vấn đề thì cá nhân học sinh sẽ nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu -Dựa vào kiến thức đã học ở tiết trước, học sinh thảo luận đưa ra lời giải: Công thực hiện của anh An. A A = P A .h = 10.16.4 = 640(J) Công thực hiện của anh Dũng. gian để thực hiện công có thể khác nhau điều đó có nghĩa tốc độ thực hiện công của chúng là nhanh chậm khác nhau từ đó người ta dùng khái niệm công suất để biểu thị tốc độ thực hiện công của 1 vật b.Định nghĩa công suất Khái niệm công suất : Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để thực hiện công ấy P = A/ t c.Đơn vị của công suất Trong hệ SI công suất có đơn vị là W đọc là oát. ngoài OÁT ngườ ta còn hay sử dụng các đơn vị khác là bội của OÁT như KILÔ OÁT ( Kw) và MÊGAOÁT ( MW) 1kW = 1 000 W = 10 3 W 1 MW= 1 000 000 W = 10 6 W Chú ý : phân biệt với đơn vị dùng để đo năng lượng điện, đó là kilo oát giờ(Kw.h) 1Kw.h = 1000.3600 = 3,6.10 6 J rọc này để đưa gạch lên tầng 2 cao 4m, mỗi viên gạch đều nặng 16N. Mỗi lần anh An kéo được 10 viên gạch mất 50s. Còn anh Dũng mỗi lần kéo được 15 viên gạch mất 60s. Tính công thực hiện của anh An và anh Dũng. a. So sánh thời gian của hai người để thực hiện được cùng một công, ai làm việc mất ít thời gian hơn thì người đó làm việc khoẻ hơn. b. So sánh công của 2 người thực hiện trong cùng một thời gian, ai thực hiện công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn? Từ kết quả trên hãy suy ra : ai làm việc khỏe hơn? +Để cho học sinh dễ hình dung giáo viên có thể đưa thêm một số ví dụ A D = P D .h = 15.16.4 = 960(J) Theo giải pháp a: Thời gian anh An thực hiện công 1J là: t A = 50 : 640 = 0,078(s) Thời gian anh Dũng thực hiện công 1J là: t D = 60 : 960 = 0,0625(s) Từ kết quả trên học sinh đưa ra nhận xét : anh Dũng làm việc khỏe hơn vì thời gian thực hiện 1 J ít hơn. Theo giải pháp b: An thực hiện được một công trong thời gian 1s là: A A = 640 : 50 = 12,8(J) Dũng thực hiện một công trong thời gian 1s là: A D = 690 : 60 = 16(J ) Nhận xét : anh Dũng làm việc khỏe hơn vì trong cùng một giây thực hiện công nhiều hơn. -Học sinh làm việc theo nhóm , quan sát thật kĩ thí nghiệm giáo viên mô phỏng trên slide và tranh luận với nhau , thống nhất đưa ra câu trả lời: -Trong thí nghiệm a: máy Một đơn vị công suất khác được dùng trong công nghệ chế tạo máy là mã lực 1 mã lực = 736 W d.biểu thức dạng khác của công suất P = A/t = F . s/ t = F . v Đây còn gọi là biểu thức hộp số ứng dụng : công suất không đổi cho trước của động cơ ô tô chẳng hạn , lực kéo tỉ lệ nghịch với vận tốc ô tô d.Sơ đồ , nguyên tắc hoạt động của hộp số -Thường thấy trong các loại động cơ otô, xe máy Cấu tạo: +hệ thốngbánh răng có số răng khác nhau truyền lực từ động cơ đến trụ của bánh xe phát động, thay đổi tốc độ quay của trục , dẫn tới làm thay đổi được lực kéo của động cơ Mô phỏng trên slide mô phỏng như trong slide TN 2 :so sánh sự thực hiện công nhanh hay chậm khi kéo nước bằng tay và khi dùng máy bơm TN 3 :quan sát , so sánh công và thời gian sinh công của 2 con vật : báo và hổ -Giaó viên nhận xét và hướng học sinh đến khả năng sinh công nhanh hay chậm. -Từ đó đưa ra khái niệm công suất Hai vật khác nhau thực hiện cùng một công như nhau nhưng thời gian để thực hiện công có thể khác nhau điều đó có nghĩa tốc độ thực hiện công của chúng là nhanh chậm khác nhau, từ đó người ta dùng khái niệm công suất để biểu thị tốc độ thực hiện công của 1 vật Vậy công suất là gì?ý nghĩa của công suất -Ngoài ra, giáo viên mở rộng thêm: Khái niệm công suất cũng được mở rộng cho các nguồn phát năng lượng không phải dưới dạng sinh công cơ học như: lò nung, nhà máy điện, đài phát sóng,…là bơm làm đầy bình chứa nhanh hơn -Trong thí nghiệm b : Cùng chạy một quãng đường bằng nhau nên 2 con vật sẽ thực hiện 1 công là như nhau. Nhưng hổ đi hết quãng đường trong thời gian 10 s trong khi con báo chỉ chạy trong thời gian 5s. vậy con báo thực hiện công nhanh hơn con hổ. -Học sinh lắng nghe cô giáo nhận xét và phát biểu được khái niệm công suất Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để thực hiện công ấy P = A/ t -Dựa trên các thí nghiệm mô phỏng , hs đưa ra được ý nghĩa Công suất biểu thị cho tốc độ thực hiện công của 1 vật ( người, máy… ) công suất tỏa nhiệt, công suất phát điện, … HOẠT ĐỘNG 3:Tìm hiểu về đơn vị của công suất và hộp số. Trong hệ SI công suất có đơn vị là W đọc là oát. Dựa vào biểu thức tính công suất , hãy phát biểu định nghĩa oát? Gợi ý: chú ý đến đơn vị của các đại lượng xuất hiện trong biểu thức -Thông báo : ngoài OÁT ngườ ta còn hay sử dụng các đơn vị khác là bội của OÁT như KILÔ OÁT ( Kw) và MÊGAOÁT ( MW) 1kW = 1 000 W = 10 3 W 1 MW= 1 000 000 W = 10 6 W Chú ý : phân biệt với đơn vị dùng để đo năng lượng điện, đó là kilo oát giờ(Kw.h) 1Kw.h = 1000.3600 = 3,6.10 6 J Một đơn vị công suất khác được dùng trong công nghệ chế tạo máy là mã lực 1 mã lực = 736 W -Từ biểu thức của công suất ở trên hãy tìm biểu thưc khác của công suất -Học sinh tiếp thu , ghi nhớ -Học sinh đưa ra được định nghĩa của oát: 1 oát là công suất của máy sinh công 1 jun trong 1 giây 1 W = 1J / 1s Học sinh tiếp thu, ghi nhớ P = A / t Yêu cầu học sinh đọc sgk và phát biểu ý nghĩa công thức trên -Giaó viên mở rộng : Công thức trên cho thấy nếu công suất máy không đổi và ta thay đổi vận tốc ta có thể thay đổi được lực tác động ra ngoài. Nếu ta tăng vận tốc của một chiếc xe thì lực tác động của xe lên mặt đường sẽ giảm và ngược lại. Vì lý do trên mà người ta còn gọi công thức này là công thức hộp số. Bộ truyền động nhiều bánh răng có thể thay đổi vận tốc chuyển động nhưng không thể thay đổi công suất giữa đầu vào và đầu ra Yêu cầu học sinh theo dõi các hình minh họa trên slide HOẠT ĐỘNG 4 : Củng cố và vận dụng định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo -yêu cầu hs nhắc lại công thức tính công suất và làm câu hỏi c4 P = A/t = F . s/ t = F . v -Nếu t là hữu hạn thì v là vận tốc trung bình và P là công suất trung bìnhcủa lực tác dụng lên vật -Nếu t rất nhỏ thì v là vận tốc tức thời và P là công suất tức thời ở thời điểm mà ta xét Học sinh theo dõi slide và nêu được nguyên tắc hoạt động của hộp số P = A / t Trả lời : Công suất cần cẩu 1 : 900.10.10/60=1500w Phát phiếu học tập cho hs và yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân sau đó báo cáo kết quả , Về nhà trả lời các câu hỏi trong sgk , làm bài tập trong sgk và sbt Ôn lại những kiến thức sơ bộ về năng lượng trong chương trình THCS và đọc trước bài mới để giờ học sau tiếp thu tốt hơn. Công suất cần cẩu 2: 2000.10.6/120=1000w Cần cẩu 2 có công suất lớn hơn Hs nhận nhiệm vụ học tập của mình và thực hiện nó. Phiếu học tập số 1:củng cố nội dung toàn bài 1. Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để được một câu có nội dung đúng. 1. Công của lực khi điểm đặt dịch chuyển theo hướng của lực được tính bằng tích số a) Fs . 2. Công của lực khi điểm đặt dịch chuyển ngược hướng của lực được tính là b) 3. Biểu thức tính công của lực khi điểm đặt dịch chuyển khác hướng của lực là c) Fs. 4. Biểu thức tính công suất (trung bình) là d) – Fs. 2. Một ô tô lên dốc (có ma sát) với vận tốc không đổi. Hãy kể ra các lực tác dụng lên ô tô và nêu rõ lực nào sinh công dương, sinh công âm và không sinh công. 3. Một vật nhỏ khối lượng m, đặt trên một đường nằm ngang không ma sát. Dưới tác dụng của một lực kéo ngang, vật bắt đầu chuyển động và sau một khoảng thời gian đạt được vận tốc v. Tính công của lực kéo. Phiếu học tập số 2 ( về nhà làm) 1. Một gàu nước khối lượng 10 kg được kéo cho chuyển động đều lên độ cao 5 m trong khoảng thời gian 1 phút 40 giây. Tính công suất trung bình của lực kéo (lấy g = 10 m/s 2 ). 2. Một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc có chiều cao h. a) Xác định công của trọng lực trong quá trình vật trượt hết dốc. b) Tính công suất trung bình của trọng lực, biết góc nghiêng của mặt dốc và mặt ngang là . Bỏ qua mọi ma sát. 4. Lí giải A. Các biện pháp phát triển tư duy của học sinh : 1. Tạo nhu cầu hứng thú , kích thích tính tò mò , ham hiểu biết của học sinh Tư duy là quá trình tâm lí diễn ra trong đầu học sinh. Tư duy chỉ thực sự có hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình để thực hiện . Tư duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong đầu học sinh xuất hiện câu hỏi mà chưa có lời giải đáp ngay , khi họ gặp phải mâu thuẫn giữa 1 bên là nhu cầu , nhiệm vụ nhận thức mới phải giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết nhiệm vụ đó , cần phải xây dựng kiến thức mới . Lúc đó , học sinh vừa ở trạng thái tâm lí hơi cang thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt qua được khó khăn, giải quyết được mâu thuẫn , đạt được một trình độ cao hơn trên con đường nhận thức. hay nó cách khác phải đặt học sinh vào tình huống có vấn đề - Những tình huống điển hình hay gặp trong dạy học vật lí là: a. Tình huống phát triển Học sinh đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận , trong một phạm vi hẹp , cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng sang những phạm vi mới , lĩnh vực mới. Phát triển hoàn thiện vốn kiến thức của mình luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ, do đó quá trình phát [...]... o o Định nghĩa công (1đ) Định nghĩa công suất (1đ) Công thức công, công suất ( mỗi công thức được 0.5đ) Thông hiểu o o o o Tính được công của lực ma sát (1đ) Chỉ ra được công của phản lực và trọng lực = 0 (1đ) Tính được công có tích, công toàn phần ( 1.5đ) Tính được hiệu suất (0.5đ) Vận dụng o o o Phân tích lực, tính được gia tốc của xe (1đ) Vận dụng định luật 2 NIU-TƠN , viết được công thức của định... cho bài toán ( 1đ) Vận dụng định luật, đưa ra công thức tính lực phát động và kết quả( 1đ) Đề kiểm tra 15 phút Bài 1 : Nêu định nghĩa công và công suất? viết công thức của chúng.(3đ) Bài2 : Một xe tải có khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều Sau khi đi được quãng đường 144m thì xe đạt vận tốc 12m/s Biết hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là abc- µ = 0,04, lấy g = 10m/s2 Tính công. .. Trong bài này, người giáo viên đã mô phỏng các thí nghiệm trong slide , thí nghiệm mang cả tính chất định tính và định lượng, do đó học sinh phải tính toán , suy luận , lựa chon, từ đó rút ra mối quan hệ giữa công và công suất và ý nghĩa của công suất Trong phần cấu tạo, nguyên tác hoạt động của hộp số, học sinh phải phân tích , so sánh để trả lời câu hỏi : “ tay ga hay hộp số dùng để thay đổi công suất. .. khả năng sinh công mạnh hay yếu ( tốc độ thực hiện công ) làm cơ sở để đưa đến 1 đơn vị kiến thức mới – công suất sau khi xem hết 3 thí nghiệm , học sinh phải tổng hợp kết luận của 2 thí nghiệm xem là mục đích của các thí nghiệm là gì Ý thức được phần kiến thức mà người giáo viên muốn truyền đạt, trên cơ sở đó ngoài việc nhớ được khái niệm công suất, học sinh còn hiểu được ý nghĩa của công suất do đó... học sinh qua bài đã học Là cơ sở ban đầu để đánh giá quá trình học tập của học sinh tiếp thu đơn vị kiến thức - Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức đã học vào làm bài tập; kĩ năng trình bày bài kiểm tra Kĩ năng tính toán chính xác - Giáo dục ý thức tự giác, tích cực, độc lập và tính trung thực, linh hoạt , nhạy bén trong học tập Nghĩa là khi ra một đề kiểm tra 15 phút về bài công – công suất thì mục... trong bài CÔNG SUẤT” , trước khi vào vấn đề mà mình cần nghiên cứu , người giáo viên ở đây đã yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức đã học ở bài trước :” Định nghĩa về công? ” và đưa ra câu hỏi liên kết với vấn đề mà mình cần dẫn dắt :”Vậy trong cuộc sống ngoài độ lớn của công người ta còn quan tâm đến vấn đề gì khi sử dụng máy móc?” câu hỏi thứ nhất đã giúp học sinh khái quát lại kiến thức của bài trước... quát hơn là các thiết bị sinh công (công dương) Khi đó ngoài độ lớn của công do thiết bị sinh ra, người ta còn quan tâm đến khoảng thời gian thực hiện công đó Cùng sản ra một công, thiết bị nào thực hiện trong thời gian ngắn hơn sẽ làm việc khoẻ hơn, có hiệu quả hơn Nói cách khác, người ta đánh giá mức độ mạnh, mức dộ hiệu quả của một thiết bị sinh công bằng độ lớn của công do thiết bị đó thực hiện... hiểu , nhận ra được mâu thuẫn Vậy trong bài công suất , giáo viên đã phát triển tư duy học sinh bằng việc đặt hs và các tình huống có vấn đề là :tình huống phát triển, tình huống lựa chọn , tình huống bế tắc 2 Xây dựng logic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh Trong bài này, người giáo viên đã dẫn dắt vấn đề từ nhu cầu cuộc sống, dễ hình dung vì khái niệm công suất rất gần với thực tế Các thí nghiệm... lớn của công do thiết bị đó thực hiện trong cùng một khoảng thời gian chọn trước : thường chọn là đơn vị thời gian Đại lượng đó được gọi là tốc độ sinh công hay công suất thì học sinh đã hứng thú và ý thức được vấn đề mà mình sẽ nghiên cứu là CÔNG SUẤT b Tình huống lựa chọn Học sinh đứng trước 1 vấn đề có mang 1 số dấu hiệu quen thuộc có liên quan đến những kiến thức hay nhiều phương pháp giải quyết... thức về công đã học ở bài trước Song học sinh lại không thể liên kết chúng được với nhau mà chỉ nhận thức một cách mơ hồ ở dạng biết mà cũng có thể là không biết tức là học sinh chỉ biết là có liên quan đến khái niệm công và mơ hồ với các động từ : nhanh , mạnh, yếu , chậm… từ đó học sinh có nhu cầu muốn tìm hiểu xem tại sao khi mua thiết bị điện máy người ta lại quan tâm đến đại lượng công suất ghi . Trình bày được khái niệm công suất, ý nghĩa của công suất trong thực tiễn đời sống và kỹ thuật. - Nhớ được công thức tính công suất và các công thức dạng khác của công suất ( mối liên hệ với. dùng khái niệm công suất để biểu thị tốc độ thực hiện công của 1 vật b.Định nghĩa công suất Khái niệm công suất : Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian. nghĩa Công suất biểu thị cho tốc độ thực hiện công của 1 vật ( người, máy… ) công suất tỏa nhiệt, công suất phát điện, … HOẠT ĐỘNG 3:Tìm hiểu về đơn vị của công suất và hộp số. Trong hệ SI công