Bài giảng: CÔNG SUẤT docx

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 l

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

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

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

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.

AA = PA.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

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

AD = PD.h = 15.16.4 = 960(J)

Theo giải pháp a: Thời gian anh An thực hiện công 1J là:

tA = 50 : 640 = 0,078(s)

Thời gian anh Dũng thực hiện công 1J là:

tD = 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: AA = 640 : 50 = 12,8(J)

Dũng thực hiện một công trong thời gian 1s là:

AD = 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

hiện cùng một công như

nhau nhưng thời gian để

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

-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

-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

thay đổi công suất giữa

đầu vào và đầu ra

Yêu cầu học sinh theo

dõi các hình minh họa

-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

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

3 Biểu thức tính công của lực khi

điểm đặt dịch chuyển khác hướng của

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

triển, hoàn thiện vốn kiến thức sẽ đem lại những kết quả mới ( kiến thức mới,

kĩ năng mới , phương pháp mới)

Ở 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 :

” +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 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 cố gắng hình dung

ra là cái quạt sẽ chạy mạnh hơn, đèn học sẽ sáng hơn, bơm nước sẽ chạy mạnh hơn và liên hệ với phần kiến 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 trên các sản phẩm

Và khi giáo viên đề xuất vấn đề :” 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 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 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 đã biết , nhưng chưa chắc chắn có thể dùng kiến thức nào hay phương pháp nào

sẽ mang lại kết quả chắc chắn Học sinh cần phải lựa chọn , thậm chí phải làm thử mới biết cách nào mang lại kết quả như mong muốn.

Trong “bài CÔNG SUẤT”: Trong phần thí nghiệm “ Ai khỏe hơn?” giáo viên đã đưa ra tình huống và buộc học sinh phải chon phương án giải quyết:

Tình huống:” Anh An và anh Dũng dùng hệ thống ròng 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.”

Và đưa ra câu hỏi :” Trong các phương án sau đây, có thể chọn những phương án nào để biết ai là người làm việc khoẻ hơn”

Giáo viên đưa ra 4 phương án: