giáo án tích hợp liên môn vật lý 10 bài 26 THẾ NĂNG TIẾT 43 THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG

- Biết vận dụng kiến thức của các môn học Toán, Sinh, Địa, Giáo dục Công dân để giải thích các hiện tượng liên quan đến thế năng của vật 2.. Học sinh : Ôn lại những kiến thức sau : - Kh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT NGUYỄN THỊ MINH KHAI

GIÁO ÁN VẬT LÝ 10

BÀI 26: THẾ NĂNG

TRƯỜNG

TỔ: VẬT LÍ - KTCN

NGƯỜI THỰC HIỆN: KIỀU VĂN THỰC

LÊ THỊ MAI THANH ĐIỆN THOẠI: 0979.871.926

EMAIL: Kieuvanthuc@gmail.com

A.MỞ ĐẦU

Như Luật giỏo dục (2005) đó nờu : "Mục tiờu giỏo dục phổ thụng là giỳp học sinh phỏt triển toàn diện về đạo đức, trớ tuệ, thể chất, thẩm mỹ và cỏc kỹ năng cơ bản, phỏt triển năng lực cỏ nhõn, tớnh năng động và sỏng tạo, hỡnh thành nhõn cỏch con người Việt Nam Xó hội chủ nghĩa, xõy dựng tư cỏch và trỏch nhiệm cụng dõn; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lờn hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xõy dựng và bảo vệ tổ quốc" Việc cú nhiều mụn học đó được đưa vào

nhà trường phổ thụng hiện nay là thể hiện quỏ trỡnh thực hiện mục t5iờu giỏo dục toàn diện Cỏc mụn học đú phải liờn kết với nhau để cựng thực hiện mục tiờu giỏo dục nờu trờn

Mặt khỏc, hiện nay cỏc tri thức khoa học và kinh nghiệm xó hội của loài người phỏt triển như vũ bóo Trong khi, quỹ thời gian cũng như số năm học để HS ngồi trờn ghế nhà trường là cú hạn, khụng thể đưa nhiều mụn học hơn nữa vào nhà trường, cho dự những tri thức này là rất cần thiết Chẳng hạn, ngày nay người ta nhận thấy cần thiết phải trang bị nhiều kĩ năng sống cho HS (cỏc kiến thức và kĩ năng về an toàn giao thụng, bảo vệ mụi trường sống, tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng hiệu quả, về định hướng về nghề nghiệp, ) trong khi những tri thức này khụng thể tạo thành mụn học mới để đưa vào nhà trường Vỡ vậy, dạy học tớch hợp là giải phỏp quan trọng

Bờn cạnh đú việc tớch hợp cỏc nội dung tri thức phự hợp, cú ý nghĩa và gần với cuộc sống hàng ngày vào mụn học cũn gúp phần phỏt triển hứng thỳ học tập cho học sinh Làm cho học sinh thấu hiểu ý nghĩa của cỏc kiến thức cần tiếp thu, từ đú tạo sự xỳc cảm nhận thức, cũng sẽ làm cho học sinh nhẹ nhàng vượt qua cỏc khú khăn về nhận thức và việc học tập khi đú mới trở thành niềm vui và hứng thỳ của học sinh

đõy cũng là cỏc tiờu chớ mà chỳng tụi muốn đạt được khi soạn giỏo ỏn này

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

- DHTH: Dạy học tích hợp - SGK : Sách giáo khoa

- THPT: Trung học phổ thong - SBT : Sách bài tập

- GV: Giáo viên - VD : Ví dụ

- CH : Câu hỏi

- TL: Trả lời

- YCHS : Yêu cầu học sinh

- NX : Nhận xét

B GIÁO ÁN

BÀI 26 THẾ NĂNG

Tiết 43: THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG

(Sách Vật Lý 10 cơ bản)

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức :

- Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều Viết được biểu thức trọng lực của một vật: , trong

đó là gia tốc của một vật chuyển động tự do trong trọng trường đều

- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng trọng trường (hay thế năng hấp dẫn) Định nghĩa

được khái niệm mốc thế năng

- Viết được hệ thức giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực

- Biết vận dụng kiến thức của các môn học Toán, Sinh, Địa, Giáo dục Công dân để giải thích các hiện tượng liên quan

đến thế năng của vật

2 Kỹ năng

- Rèn luyện cách suy luận cho HS

- Phân biệt được các dạng năng lượng động năng và thế năng

- Biết cách chọn mốc thế năng phù hợp trong quá trình giài các bài toán liên quan đến thế năng

- Giải thích được các hiện tượng vật lý có liên quan

- Học sinh có thể giải được các bài tập đơn giản về thế năng, thế năng trọng trường

- Giúp các em rèn tốt khả năng tư duy, thảo luận nhóm, thu thập thông tin, phân tích các kênh hình, kênh chữ, liên hệ thực

tế.Kỹ năng sử dụng công nghệ thông tin

- Biết vận dụng kiến thức liên môn trong giải quyết vấn đề

3 Thái độ

- Phát huy tích cực, khắc chế tiêu cực

- Giáo dục ý thức, lòng yêu nước và truyền thống cách mạng của dân tộc

- Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cụ thể là bảo vệ chính môi trường ở địa phương nơi các em đang sinh sống

- Nghiêm túc, hợp tác tốt, linh hoạt trong các hoạt động vận dụng kiến thức liên môn trong việc lĩnh hội kiến thức.

Các kiến thức , kỹ năng , thái độ : được lồng ghép được đưa vào trong và sau bài học.

Nội dung của bài tập trung các chủ đề liên quan đến những kiến thức, trải nghiệm thực tế Chú trọng việc quan sát các hiện tượng trong tự nhiên, cuộc sống hàng ngày để học sinh có thể kết nối các chủ đề khác nhau và tích hợp các ý niệm ,

ý tường một cách khoa học

Cách tiếp cận tích hợp đa môn được thực hiện theo cách tổ chức các kiến thức của các môn học có liên quan xoay quanh một chủ đề là bảo vệ môi trường sống

II ĐỐI TƯỢNG

Học sinh khối 10 ban Cơ Bản A trường THPT Nguyễn Thị Minh Khai – Quận Bắc Từ Liêm – Hà Nội

III CHUẨN BỊ

1 Giáo viên :

- Các ví dụ thực tế để minh hoạ Máy chiếu video, hình ảnh

- Vật có thế năng có thể sinh công

- Phiếu học tập : Dự kiến hình thức, phương pháp đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh:

- Chuẩn bị câu hỏi và bài tập

2 Học sinh :

Ôn lại những kiến thức sau :

- Khái niệm thế năng đã học ở lớp 8 THCS

- Các khái niệm về trọng lực và trọng trường

- Biểu thức tính công của một lực

- Chuẩn bị tài liệu học tập; thí nghiệm, thực hành, dụng cụ học tập: SGK, SBT

- Chia lớp thành 3 nhóm Học sinh:

+ Nhóm 1: Chuẩn bị tài liệu hình ảnh và thuyết trình với chủ đề: Con người đã biết lợi dụng độ cao, địa hình để sản xuất hay chống giặc ngoại xâm

+ Nhóm 2 : Tìm hiểu nguyên lý làm việc của nhà máy thuỷ điện

+ Nhóm 3: Tìm hiểu nguyên nhân dẫn tới sự ô nhiễm môi trường , thiên tai lũ lụt, sự xói mòn đất ở nước ta

IV TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

1 Ổn định tổ chức - Kiểm tra sĩ số, nhắc nhở, ổn định học sinh

Ngày, lớp dạy Tên HS vắng 10B7

10B8

Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ :

1 Nêu định nghĩa và công thức tính động năng?

2 Viết biểu thức tính công của một lực

Hoạt động2 : Gợi mở- Dẫn nhập

Cho học sinh quan sát một số hình ảnh: - Búa máy ép cọc bê tông ở công trường

- Đập nước ở nhà máy thuỷ điện

- Một hòn đá đang ở độ cao h so với mặt đất khi thả xuống hòn đá có thể làm lún mặt đất Điều này chứng tỏ khi một vật có một độ cao nào đó thì có mang năng lượng Vậy năng lượng này tồn tại dưới dạng nào? Nó phụ thuộc vào yếu tố nào? Biểu thức tính ra sao?

Dạng năng lượng nói trong ba thí dụ trên được gọi là thế năng Để tìm hiểu sâu hơn về tính chất hay độ lớn của thế

năng sau đây chúng ta đi vào bài học

Hoạt động 3 : Nội dung chính của bài học (Tìm hiểu khái niệm trọng trường ,thế năng trọng trường và mối Liên

hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực)

YC HS nêu đặc điểm của trọng lực?

Giới thiệu khái niệm trọng trường và trọng

trường đều

HS trình bày đặc điểm của trọng lực

Ghi nhận khái niệm trọng trường và trọng trường đều

I Thế năng trọng trường

1 Trọng trường.

Xung quanh Trái Đất tồn tại trọng trường Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong

Yêu cầu hs trả lời C1.

GV: YC HS làm việc theo nhóm (Mỗi nhóm

gồm 2 bàn) : Lấy 2 viên bi nhỏ (đã được

chuẩn bị từ trước):

Nhóm 1,3 : Đặt quả (1) trên miếng đất lặn,

thả viên bi (2) rơi từ vị trí B cao hơn vị trí A

một đoạn h cho chạm vào viên bi (1)

Nhóm 2,4 : Đặt viên bi (1) ở chân mặt

phẳng nghiêng, thả viên bi (2) từ đỉnh mặt

phẳng nghiêng

YC HS làm thí nghiệm và tìm hiểu nguyên

nhân nào làm cho viên bi (1) chuyển động?

Trả lời C1

HS làm thí nghiệm:

Nhóm 1:

khoảng không gian có trọng trường

Trong một khoảng

không gian không rộng nếu gia tốc trọng trường

Error! Objects cannot be created from editing field

codes.tại mọi điểm có

phương song song, cùng chiều, cùng độ lớn thì ta nói trong khoảng không gian đó trọng trường là đều.

2 Thế năng trọng trường.

Nhận xét câu trả lời của một số nhóm và giới

thiệu dẫn dắt HS vào phần đầu tiên

GV: Thay đổi độ cao của viên bi (2) Yêu

cầu HS nhận xét về khả năng sinh công của

chúng ở những dộ cao h khác nhau so với

mặt đất

GV Giới thiệu: Dạng năng lượng này được

gọi là thế năng trọng trường (Thế năng hấp

dẫn)

- Giới thiệu khái niệm thế năng trọng

trường

VD: Một số hình ảnh trong thực tế

Nhóm 2:

- Trả lời câu hỏi Chứng tỏ viên bi (2) đã sinh công làm cho viên bi (1) chuyển động Vậy: Viên

bi (2) đã có một năng lượng nhất định

- Trả lời câu hỏi: Viên bi (2) ở vị trí càng cao thì khả năng sinh công càng lớn =>

Có năng lượng càng lớn

- Ghi nhận khái niệm thế năng trọng trường

HS nhận xét: Búa máy sinh công khi đóng cọc bê tông; Nước chảy từ trên cao

Thế năng trọng trường

của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật Nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.

-Yêu cầu học sinh tính công của trọng lực

khi vật có khối lượng m rơi từ độ cao h

xuống mặt đất

Chọn trục tọa độ Oz có phương thẳng

đứng, Chiều (+) hướng lên trên Gốc tọa độ

O tại mặt đất

Khi đó: h = z

Thế năng trọng trường của một vật phụ

thuộc vào những yếu tố nào?

Trong trường hợp trọng trường đều, thế

năng trọng trường của một vật phụ thuộc vào

những yếu tố nào?

- Giới thiệu mốc thế năng: Chọn mốc thế

năng tại vị trí nào thì thế năng của vật đặt tại

đó bằng 0

xuống cũng có khả năng sinh công

* Tính công của trọng lực.

- Các nhóm học sinh trao đổi và trình bày cách tính:

A = P.z = m.g.z

- Học sinh ghi kết quả và biểu thức tính thế năng trọng trường

W t mgz

TL: Từ biểu thức tính thế năng trọng trường

mgz

W t  thế năng của một vật phụ thuộc vào g, z

TL: Trong trường hợp trọng trường đều, thế năng phụ thuộc vào độ cao z vì trong trọng trường đều gia tốc g không đổi

- Ghi nhận mốc thế năng

Khi một vật có khối lượng m đặt ở vị trí có độ cao z so với mặt đất trong trọng trường của Trái đất thì thế năng trọng trường của vật được xác định bằng biểu thức:

W t = mgz

Vị trí mà thế năng bằng không được gọi là gốc thế

năng (Mốc thế năng)

Thế năng của vật ở mặt đất bằng bao nhiêu

nếu chọn mặt đất làm gốc thế năng ?

Yêu cầu hs trả lời C3

So sánh thế năng tại A, B và O ở Hình 26.3.

Nếu chọn gốc thế năng tại 0 (độ cao = 0) thì

tại điểm nào có:

thế năng = 0,

thế năng > 0

thế năng < 0?

CH: Thế năng của vật có thể có giá trị (+),

(-) hoặc bằng 0 Vậy thế năng của vật còn

phụ thuộc vào yếu tố nào?

TL: Khi Vật ở mặt đất

Z = 0 => WtO = 0

Trả lời câu C3

Chọn gốc thế năng tại O

W o  t 0

W A t > 0

W B t < 0

TL: Thế năng của vật còn phụ thuộc vào gốc thế năng.

Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức tính thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là :

Wt = mgz

Việc chọn gốc thế năng của vật ở những vị trí khác nhau thì giá trị của thế năng cũng khác nhau.

* Chú ý Khi tính độ cao z

ta chọn chiều dương hướng lên phía trên

Chú ý:

+ Thế năng của hệ Vật-Trái đất bằng thế năng của vật

+ Thế năng trọng trường là trường hợp riêng của thế

- Nêu câu hỏi: Tìm đơn vị của thế năng?

-Vận dụng:

VD1 Một người đứng trên cầu ném một hòn

đá có khối lượng 50 g lên cao theo phương

thẳng đứng Hòn đá lên đến độ cao 6m

( tính từ điểm ném) thì dừng và rơi trở

xuống mặt nước thấp hơn điểm ném 2 m.

Lấy g = 10m/s 2

Tìm thế năng của vật trong trọng trường ở

vị trí cao nhất nếu chọn:

a) Điểm ném vật làm mốc.

b) Mặt nước làm mốc.

GV: Gọi một HS lên bảng và yêu cầu các

HS còn lại làm vào vở

NX: Khi một vật có khối lượng m đặt ở vị

- Trả lời câu hỏi:

mgz

W t  => [wt] = kg m/s2.m

- Nhận xét câu trả lời của bạn

HS: Làm bài tập.

Chọn trục tọa độ Oz hướng thẳng đứng

từ dưới lên a) Điểm ném làm mốc: Vị trí cao nhất có tọa độ : h = 6 m

Wt = mgh = 2,94 (J) b) Mặt nước làm mốc: Vị trí cao nhất có tọa độ :

h’ = h + 2 = 6 + 2 = 8 m

năng hấp dẫn

+ Đơn vị của thế năng trong hệ SI: Jun (J)

1 J = 1 kg.m2/s2

-trí có độ cao z so với mặt đất trong trọng

trường của Trái đất thì vật có thế năng

trọng trường (Nghĩa là vật có khả năng

sinh công) YC HS tìm hiểu các ứng dụng

trong thực tế đời sống sinh hoạt hàng

ngày?

YC nhóm 1 trình bày phần tìm hiểu

của nhóm mình (đã giao về nhà trong buổi

học trước)

Các nhóm khác lắng nghe và bổ sung

Giới thiệu hình ảnh sau:

Vì sao khi đạp xe lên dốc thì tốn sức hơn khi

xuống dốc?

Mục 3: Liên hệ giữa độ biến thiên thế

năng và công của trọng lực (giảm tải)

GV chỉ thông báo công thức liên hệ YC

HS về nhà đọc SGK tìm hiểu cách chứng

minh công thức và các đặc điểm của công

Wt’ = mgh’ = 3,92 (J)

Phần trình bày của nhóm 1

(Bấm phím Ctrl + click vào dòng trên để link đến phần trình bày của nhóm 1)

-HS ghi nhận công thức,

NX: Con người đã biết lợi dụng độ cao, địa hình để sản xuất.

-3

Liên hệ giữa độ biến

thiên thế năng và công của trọng lực

- Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí

M (vị trí đầu) đến vị trí N (vị trí cuối) thì công của trọng lực có giá trị bằng

của trọng lực.

hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N, tức là bằng

độ giảm (hoặc tăng) thế

năng của vật

1 2

1

W

NX:

- Khi vật giảm độ cao.

Trọng lực sinh công dương

- Khi vật tăng độ cao trọng lực sinh công âm

- Công của trọng lực không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối

Giới thiệu với HS một số hình ảnh:

YC HS liên hệ với bài học? HS: Khi đưa vật lên cao thì trọng lực sinh

công âm (công cản)

Nhận xét:

Từ lâu con người đã biết lợi dụng độ cao,

địa hình trong sản xuất và sinh hoạt từ

những dụng cụ thô sơ: ở miền núi lợi dụng

sức nước để đưa nước lên cao, làm cối giã

gạo… (không cần dùng máy bơm, máy

xay sát gây tiếng ồn, chất thải xăng,

dầu…) cho đên những máy móc hiện đại

như: máy đóng cọc Chúng ta còn biết lợi

dụng thế năng của nước để làm quay tuốc

bin trong nhà máy thuỷ điện để sản xuất

điện.

Yêu cầu nhóm 2 trình bày phần tìm hiểu

của nhóm mình về nguyên tắc hoạt động của

nhà máy thủy điện?

Các nhóm khác lắng nghe và đóng góp ý

kiến

Tuy nhiên cũng do các vật ở trên cao có

Nên để kéo những cỗ pháo rất nặng lên cao các chiến sĩ phải tốn những công rất lớn Với dịa hình hiểm trở, đường đi khó khăn mà lại phải đảm bảo tính bí mật trong chiến đấu cho thấy sự khó khăn vất

vả cũng như ý trí quật cường của bộ đội

ta trong những ngày chiến tranh ác liệt…

+ click vào dòng trên để link đến phần trình bày của nhóm 2)

Giáo dục lịch sử, truyền thống cách mạng và lòng yêu nước ngàn đời của dân tộc.

GD;Giá trị sống,ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên của đất nước, bảo vệ môi trường sống

thế năng (có khả năng sinh công) nên bên

cạnh các ứng dụng thì nó cũng gây ra một số

các tác hại khó lường: Thác nước, nước

chảy từ trên cao thì sinh công (Thế năng)

làm xói mòn đất, có thể gây ra thiên tai lũ

lụt (mưa lớn, nước trên núi chảy xuống)

YC HS tìm hiểu các tác hại và đưa ra các

biện pháp giảm thiểu các tác hại do lũ lụt

gây ra?

Yêu cầu nhóm 3 trình bày phần tìm hiểu của

nhóm mình, Các nhóm khác lắng nghe và

đóng góp ý kiến Phần trình bày của nhóm 3+ click vào dòng trên để link đến phần trình bày của: (Bấm phím Ctrl

nhóm 3)

GV NX: Trong cuộc sống, chúng ta đang cố gắng dùng kiến thức khoa học để biến những gì sẵn có trong thiên nhiên

thành lợi thế, thành tài nguyên và nguồn lực để phát triển kinh tế, phát triển đất nước phục vụ cho chính chúng ta Nhưng nếu làm không tốt hoặc không có nền tảng khoa học thì những lợi thế đó có thể sẽ quay trở lại làm ảnh hưởng không tốt tới môi trường sống của chính chúng ta

Chúng ta cần biết sử dụng các kiến thức vật lý để áp dụng vào trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, sử dụng đặc trưng địa hình để tạo ra nguồn năng lượng xanh, sử dụng nguồn tài nguyên hợp lý để bảo vệ môi trường sống

Để hạn chế xói mòn đất cũng như hạn chế lũ lụt mỗi chúng ta cần có những hành động thiết thực để bảo vệ môi trường như: Sử dụng nguồn năng lượng sạch; Trồng cây xanh, bảo vệ rừng chống hiệu ứng nhà kính; Sử dụng các dạng năng lượng xanh; Tiết kiệm điện, tiếp kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên; Tuyên truyền trồng cây phủ kín đồi trọc, đất trống, làm ruộng bậc thang, khai thác vùng đất dốc một cách có khoa học Ổn định cuộc sống đồng bào dân tộc, định canh định cư Không đốt nương làm rẫy, không sống cuộc sống du canh du cư

Hoạt động 4: củng cố

Nhắc lại những kiến thức trọng tâm của bài

Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật ứng với một

vị trí xác định của vật trong trọng trường

Biểu thức thế năng trọng trường tại một vị trí có độ cao z: Wt = mgz, nếu chọn mốc thế năng là mặt đất