chương-4-LÝ-10

CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Ngày 25/12/2017 Tiết 39+40 Bài23: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I MỤC TIÊU Kiến thức: - Định nghĩa xung lượng lực; nêu đơn vị đo xung lượng lực - Định nghĩa động lượng, nêu tính chất đơn vị đo động lượng - Từ định luật Newton suy định lý biến thiên động lượng - Phát biểu định nghĩa hệ cô lập - Phát biểu định luật bảo tồn động lượng hệ lập - Viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng hệ gồm hai vật - Vận dụng định luật bảo tồn động lượng để giải tốn va chạm mềm - Giải thích nguyên tắc chuyển động phản lực Kĩ năng: -Giải thích nguyên tắc chuyển động phản lực Thái độ: Hứng thú học tập, Định hướng hình thành lực - Năng lực tự học Năng lực dự đoán, giải vấn đề Năng lực hợp tác nhóm Năng lực giao tiếp Năng lực thực nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên – Dụng cụ thí nghiệm minh hoạ định luật bảo tồn động lượng – Thí nghiệm va chạm cầu treo sợi dây – Bảng ghi kết thí nghiệm Học sinh - Xem lại định luật bảo tồn cơng lớp - Chuẩn bị thí nghiệm va chạm cầu treo sợi dây Bảng mô tả mức yêu cầu cần đạt: Nội dung Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao - Phát biểu định ĐLBT động lượng - Vận dụng cách viết Vận dụng định nghĩa xung lượng trường thứ đl II luật để giải lực, định nghĩa động hợp nào? Khi áp Niutơn để giải số toán lượng; nêu dụng ĐLBT BT liên quan tìm động lượng chất đơn vị đo ĐL - Giải thích áp dụng động lượng Nêu Giải thích nguyên tắc chuyển định luật bảo hẹ quả: lực với cường tượng: động phản lực toàn động độ đủ mạnh tác dụng Chuyển động - Vận dụng lượng mức độ lên vật sứa biển định luật bảo tàn cao khoảng thời gian ngắn nào? động lượng để giải làm cho động Tại nhảy toán va chạm lượng vật biến khỏi thuyển mềm thiên đứng yên - Vận dụng định luật - Suy BT phía trước thuyền để giải số định lý biến thiên động lại chuyển động tốn tìm động lượng lượng từ Đl II Niutơn ngược lại? áp dụng định luật - Nắm khái niệm bảo tồn động lượng hệ kín - Nắm vững định nghĩa động lượng nội dung cuả định luật bảo tồn động lượng áp dụng cho hệ kín 79 III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Bài học chia làm tiết, gồm nội dung: - Tiết 1: Động lượng - Tiết 2: Định luật bảo toàn động lượng A KHỞI ĐỘNG Hoạt động 1: Đặt vấn đề Mục tiêu: HS hình dung kiến thức chương, nêu vấn đề cần giải Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: Hoạt động GV Hoạt động HS - Chuyển giao nhiệm vụ học tập: - Thực nhiệm vụ học tập: HS chọn ô số + Khái qt kiến thức chương tìm nội dụng thơng qua tranh +Viết BT ĐL II, III Niutơn? - Trao đổi thảo luận Chúng ta biết tương tác vật có - Nhận xét biến đổi vận tốc vật Vậy có hệ thức liên hệ giứa vận tốc vật trước sau tương tác với khối lượng chúng không? Và đại lượng đặc trưng cho truyền chuyển động giứa vật tương tác, trình tương tác đại lượng tuân theo quy luật nào? +Đặt vân đề: Con diều tên lửa bay lên cao sao? Giải thích ngun tắc hoạt động - Theo dõi, hướng dẫn, giúp đỡ HS thực nhiệm vụ- Đánh giá kết thực nhiệm cụ HS B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm xung lực Mục tiêu: Nắm khái niệm xung lượng lực, đơn vị, ý nghĩa xung lượng lực Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: I Động lượng Xung lượng lực a) Lực có độ lớn đáng kể tác dụng lên vật khoảng thời gian ngắn, gây biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động vật r r b) Định nghĩa: Tích F ∆t xung lượng lực F khoảng thời gian ∆t Đơn vị: N.s Hoạt động GV Hoạt động HS Chuyển giao nhiệm vụ Nhận nhiệm vụ - thực nhiệm vụ - ví dụ: Hai viên bi ve chuyển động nhanh va vào đổi hướng chuyển động Nhận xét lực tác dụng thời gian tác dụng Thời gian tác dụng? Độ lớn lực tác dụng? lực ví dụ giáo viên + Kết lực tác dụng bi ve? -Nhận xét tác dụng lực -Nêu phân tích khái niệm xung lượng lực trạng thái chuyển động vật Nhận xét – khái quát hóa Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm động lượng Mục tiêu: nắm khái niệm động lượng lực, đơn vị, ý nghĩa - Định luật II Niuton dạng tổng quát, ý nghĩa 80 Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Cá nhân hoạt động - Giáo viên yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân phát biểu ý kiến - HĐ chung lớp: GV mời học sinh trình bày kết quả, bạn khác góp ý, bổ sung Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: Động lượng r a) Động lượng vật khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định r r công thức: p = mv - Động lượng vectơ hướng với vận tốc vật - Động lượng hệ nhiều vật tổng động lượng vật hệ - Đơn vị động lượng: kg.m/s b) Từ hệ thức ta có: r r r r r p1 − p2 = F ∆t ⇔ ∆p = F ∆t Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian Áp dụng: Tìm tổng động lượng (hướng độ lớn) hệ hai vật có khối lượng m1=3kg, m2=1kg Vận tốc vật có độ lớn 2m/s, vạn tốc vật có độ lớn 4m/s ngược hướng với v1 Hoạt động GV Chuyển giao nhiệm vu - Nêu toán xác định tác dụng xung lượng lực - Gợi ý: xác định biểu thức tính gia tốc vật áp dụng định luật II Newton cho vật - Giới thiệu khái niệm động lượng Hoạt động HS Nhận nhiệm vụ - thực nhiệm vụ - Xây dựng phương trình 23.1 theo hướng dẫn giáo viên - Nhận xét ý nghĩa hai vế phương trình 23.1 - Trả lời C1,C2 Trả lời C1 Biến đổi 1kgm/s = 1kg.m s2/s - Động lượng vật đại lượng nào? C2 Tóm tắt: m = 0,1kg Do ban đầu vật nằm yên nên sau Hướng dẫn: Viết lại biểu thức 23.1 cách sử dụng F = 50N vật chuyển động theo biểu thức động lượng V1 = hướng lực tác dụng    Mở rộng: phương trình 23.3b cách diễn đạt khác ∆t = 0,01s ⇒ F∆t = mv − mv1 (1) định luật II Newton F∆t 50.0,01 = = 5m / s V2=? V2 = m 0,1    Từ BT (1) suy ra: F∆t = p − p1 Nhận xét – khái quát hóa Xây dựng phương trình 23.3a Phát biểu ý nghĩa đại lượng có phương trình 23.3a Vận dụng làm tập ví dụ PHIẾU HỌC TẬP r r  Một vật có khối lượng m, chuyển động với vận tốc vận tốc v1 Tác dụng lên vật lực F không đổi r khoảng thời gian ∆t vận tốc vật đạt tới v2 Xây dụng công thức (23.1) 81 r r r v2 − v1  Gợi ý: a = ∆t r r  P = mv gọi động lượng vật  Động lượng đại lượng nào? Hoạt động 4: Xây dựng định luật bảo toàn động lượng Mục tiêu: nắm khái niệm hệ cô lập, phát biểu nội dung định luật bảo toàn động lượng Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: II Định luật bảo tồn động lượng Hệ lập: Hệ khơng có tác dụng ngoại lực có lực cân Định luật bảo tồn động lượng hệ lập r r • Động lượng hệ cô lập đại lượng bảo toàn p1 + p2 + = const • Nếu hệ kín gồm hai vật m1 m2 r r r r m1v1 + m2v2 = m1v1, + m2 v2, r r v1 v2 vận tốc hai vật trước tương tác r r v1, v 2, vận tốc hai vật sau tương tác Hoạt động GV Chuyển giao nhiệm vụ cho HS - Nêu phân tích khái niện hệ cô lập - Yêu cầu HS lấy thêm ví dụ, định nghĩa hệ lập, nội lực ngoại lực GV chuyển giao nhiệm vụ thơng qua phiếu học tập Gv gợi ý: - Viết BT định lý biến thiên động lượng cho vật   - nhận xét mối quan hệ ∆p1 ∆p ? - xác định biến thiên tổng động lượng hệ, từ nhận xét tổng động hệ trước sau tương tác? Hoạt động HS HS nhận nhiệm vụ HS hoạt động nhóm     ∆p1 = F1 ∆t ; ∆p = F2 ∆t     Mà F1 = − F2 nên ∆p1 = - ∆p suy ra:    ∆p = ∆p1 + ∆p = ( hay biến thiên tổng động lượng 0) Vậy tổng động lượng hệ không đổi trước Gv theo dõi HS hoạt động nhóm Nhận xét kết sau tương tác nhóm, đưa nội dung địn luật bảo toàn động lượng Nhấn mạnh: tổng động lượng hệ cô lập vectơ không đổi hướng độ lớn Cá nhân tiếp thu ghi nhớ Viết BT định luật cho trường hợp hệ gồm vật khối lượng m1 m2, vận tốc chúng trước sau tương tác     v1 , v ; v1' , v 2' Hãy đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra định luật     Biểu thức: m1v1 + m2 v = m1v1' + m v 2' trên? Gv nhận xét phương án HS sau giới thiệu phương án HS thảo luận nhóm, đại diện nhóm trả lời chuẩn bị sẵn làm thí nghiệm minh hoạ Phát biểu nội dung viết biểu thức tổng quát định luật bảo toàn động lượng? Chú ý điều kiện: hệ xét phải hệ cô lập giá trị đại Cá nhân quan sát ,nhận xét kết thí nghiệm lượng xét hệ quy chiếu quán tính PHIẾU HỌC TẬP 82  Lấy ví dụ hệ cô lập?  Trên mặt phẳng nằm ngang hồn tồn nhẵn có hai viên bi ve khối lượng m1, m2 đến va chạm với Tìm độ biến thiên động lượng viên bi khoảng thời gian va chạm ∆t Tìm độ biến thiên động lượng hai viên bi - So sánh động lượng hệ trước sau va chạm Hoạt động 5: Vận dụng định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp va chạm mềm chuyển động phản lực Mục tiêu: Vận dụng định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp va chạm mềm chuyển động phản lực Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: r Va chạm mềm: sau va chạm hai vật nhập làm chuyển động với vận tốc v r r r r r r m1v1 + m2 v2 m1v1 + m2v2 = (m1 + m2 )v ⇒ v = m1 + m2 Hoạt động GV Hoạt động HS - Chuyển giao nhiệm vụ học tập: PHT - Thực nhiệm vụ học tập - Theo dõi, hướng dẫn, giúp đỡ HS thực nhiệm vụ - Trao đổi - Đánh giá kết thực nhiệm cụ HS - Nhận xét PHIẾU HỌC TẬP  Nếu trước va chạm hai vật đứng yênthì vận tốc hệ sau va chạm tính nào?  Phương vectơ vận tốc v; v1; v2 liên hệ với nào? Hoàn thành C3 Sự giật lùi súng bắn chuyển động phản lực khơng liên tục Tên lửa pháo thăng thiên có chuyển động phản lực liên tục Hãy xác định chuyển động tên lửa, ban đầu đứng yên, sau khí? GV đặt số câu hỏi: Tại bắn súng trường cần phải ghì chặt súng vào vai?  Tại ta nhảy từ thuyền lên bờ thuyền giật lùi lại? C HƯỚNG DẪN HỌC Ở NHÀ - Chuẩn bị : “Công công suất” NỘI DUNG CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP Câu Động lượng tính đơn vị: a N/s b Ns c N.m d N.m/s Câu Một bóng bay ngang với động lượng p đập vng góc vào tường thẳng đứng, bay ngược trở lại theo phương vng góc với tường với độ lớn vận tốc Độ biến thiên động lượng bóng (chiều dương chiều ur chuyển động ur bóng trướcurkhi đập vào tường) a b p c.2 p d − p Câu Một máy bay có khối lượng 160tấn bay với vận tốc 870km/h Tính động lượng máy bay? a 38,66.106 kgm/s b 139,2.105 kgm/h c.38,66.107kgm/s d 1392kgm/h Câu 4.Chọn phát biểu hệ vật? a Một hệ vật mà ngoại lực bên tác dụng lên vật hệ triệt tiêu lẫn hệ kín b Các nội lực hệ vật có tổng ln nên nội lực lực cân c Các nội lực trực đối đôi theo định luật III Niu tơn d Trên Trái Đất khơng thể có hệ vật tuyệt đối lập khơng thể triệt tiêu hồn tồn lực ma sát, lực hấp dẫn Ngày 30/ 12/2017 Tiết 41+42 Bài 24: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT 83 I MỤC TIÊU Kiến thức - Nắm vững công học gắn với hai yếu tố: lực tác dụng độ dời cuả điểm đặt lực - Hiểu rõ công đại lượng vơ hướng, giá trị dương âm ứng với cơng phát động công cản - Nắm khái niệm công suất, nghĩa công suất thực tiễn đời sống kỹ thuật - Nắm đơn vị công, đơn vị lượng, đơn vị công suất Kỹ - Phân biệt khái niệm công ngôn ngữ thông thường cơng vật lí - Biết vận dụng cơng thức tính cơng trường hợp cụ thể: lực tác dụng khác phương độ dời, vật chịu tác dụng nhiều lực - Giải thích ứng dụng hộp số xe - Phân biệt đơn vị công công suất Thái độ: Hứng thú học tập, Định hướng hình thành lực - Năng lực tự học Năng lực dự đoán, giải vấn đề Năng lực hợp tác nhóm Năng lực giao tiếp Năng lực thực nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên - Hình vẽ thí nghiệm sinh cơng học - Bảng giá trị số công suất Gợi ý ứng dụng công nghệ thông tin - Chuẩn bị hình ảnh sinh cơng máy khác - Mô họat động hộp số Học sinh - Công công suất học cấp phổ thông sở - Đọc trước Bảng mô tả mức yêu cầu cần đạt: Nội dung Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao Công - Nắm vững công - Hiểu rõ công - Biết vận dụng Vận dụng giải Công suất học gắn với hai yếu tố: đại lượng vô cơng thức tính cơng tập cơng lực tác dụng độ dời hướng, giá trị trường hợp – công suất cuả điểm đặt lực dương cụ thể: lực tác dụng mức độ khó - Nắm khái niệm âm ứng với công khác phương độ dời, công suất, nghĩa phát động công vật chịu tác dụng công suất thực cản nhiều lực tiễn đời sống kỹ Tại hiệu suất Phân biệt thuật ln có giá trị nhỏ đơn vị cơng cơng - Nắm đơn vị 1? suất công, đơn vị - Giải thích ứng Trả lời C1, C2, C3 lượng, đơn vị công suất dụng hộp số xe - Phân biệt đơn vị công công suất III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Bài học chia làm tiết, gồm nội dung: - Tiết 1: Công - Tiết 2: Công suất A KHỞI ĐỘNG Hoạt động 1: Đặt vấn đề Mục tiêu: nhắc lại khái niệm công – phân biệt công học công đời sống 84 Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên - Khi có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển Khi có cơng học?Nêu số ví du thực dời tế có cơng học? Viết biểu thức tính cơng - Ví dụ: người kéo xe đường, bò kéo lực phương với đường đi? xe cát đường - HS nhận xét, bổ sung câu trả lời bạn Lưu ý - BT tính cơng: A = Fs (24.1) phải nói rõ công lực công vật Trong s quãng đường dịch chuyển theo nàođã sinh phương lực lực F Cơng thức tính công A= Fs học THCS dùng trường hợp đơn giản lực phương với đường hay điểm đặt lực Cá nhân nhận thức vấn đề học chuyển dời theo hướng lực Trong trường hợp tổng quát phương lực đường khơng phương cơng học tính nào? Hoạt đơng 2: Tìm hiểu cơng thức tính cơng trường hợp tổng qt Mục tiêu: Nêu định nghĩa, biểu thức tính cơng trường hợp tổng quát Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: I Công Khái niệm cơng Một lực sinh cơng tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời Định nghĩa công trường hợp tổng quát A = Fscosα F: Lực tác dụng (N) s: quãng đường dịch chuyển (m) α: góc hợp hướng lực hướng dịch chuyển Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên HS nhận nhiệm vụ - thực nhiệm vụ GV chuyển giao nhiệm vụ Phiếu học tập số  HS thảo luận nhóm, HS lên bảng trình bày Bài tốn: Dùng lực F kéo vật hình vẽ, tính cơng lực r F )α   r r phân tích thành thành phần F F = F s + Fn -chỉ có thành phần Fs sinh cơng học - Lực Fn không thực công nên An= Công lực Fs : As = Fss = Fcos α s Gợi ý:  - thực phép phân tích lực F thành thành phần - Thành phần lực có khả thực cơng? - Viết BT tính cơng lực thành phần cơng  lực F ?  Công lực F : A = As + An = F cos α s (24.3) Gv nêu định nghĩa công trường hợp tổng quát giải  ĐN: Khi lực không đổi F tác dụng lên vật thích ý nghĩa đại lượng BT? điểm đặt lực chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc α cơng Giá trị cơng phụ thuộc vào yếu tố nào? Vì quãng đường s phụ thuộc vào hệ quy chiếu nên giá thực lực tính CT (24.3) trị công phụ thuộc vào hệ quy chiếu Nếu ta kéo 85 Trả lời: giá trị công phụ thuộc vào độ lớn lực hòm sàn toa xe lửa ngược chiều chạy xe lửa F, góc hợp lực F phương ngang, quãng với vận tốc độ lớn vận tốc tàu ta thực cơng đường s tàu mặt đất hịm dứng yên Cá nhân tiếp thu ghi nhớ công thực mặt đất Hoạt động 4: Tìm hiểu ý nghĩa cơng , đơn vị công Mục tiêu: nắm ý nghĩa công, đơn vị tính cơng Nêu trường hợp lực sinh công âm, dương, Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm: Biện luận Tùy theo giá trị cosα ta có trường hợp sau: a) α0 →A>0; A gọi công phát động b) α=900, cosα=0 →A=0; Khi lực F vuông góc với hướng chuyển động khơng thực cơng c) 90o lực FK – P =ma => Fk = P + ma kéo cân với trọng lực cơng Gia tốc thùng nước: trọng lực công lực kéo 2 Thùng nước chuyển đọng NĐD a ≠ h = at =>a = 1m/s Áp dụng ĐL II Niutơn tìm gia tốc thùng nước Vậy F k = m (a+g) = 165 N => độ lớn lực kéo => công, công suất lực Công lực kéo: A’ = 1320N kéo Công suất: P = 330 (W) Nhận xét – khái quát hóa Hoạt động 3: Giải Bài tập trắc nghiệm Mục tiêu: vận dụng biểu thức tính cơng cơng suất để giải tập trắc nghiệm Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: Cá nhân hoạt động - Giáo viên yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân phát biểu ý kiến 90 - HĐ chung lớp: GV mời học sinh trình bày kết quả, bạn khác góp ý, bổ sung Phương tiện dạy học: PHT Sản phẩm Phiếu học tập Câu Cơng biểu thị tích của: A Năng lượng khoảng thời gian B Lực, quãng đường khoảng thời gian C Lực quãng đường D Lực vận tốc → → → Câu Một lực F không đổi liên tục kéo vật chuyển động với vận tốc v theo hướng F Công suất lực F là: A F.v.t B F.t C F.v D F.v2 Câu Đơn vị sau đơn vị công suất ? A J.s B Nm/s C W D HP Câu Đơn vị sau đơn vị công? A kW.h B N.m C kg.m /s2 D kg.m /s Câu Cơng thức tính cơng lực A Fs B mgh C Fscosα D 0,5mv2 Câu Công suất đại lượng đại lượng tính bằng: A Tích cơng thời gian thực cơng B Tích lực tác dụng vận tốc C Thương số công vận tốc D Thương số lực thời gian tác dụng lực Câu Công đại lượng: A Vơ hướng âm, dương khơng B Vơ hướng âm dương C Véc tơ âm, dương khơng D Véc tơ âm dương Câu Biểu thức công suất là: A P = F.s/t B P = F.s.t C P = F.s/v D P = F.s.v Câu Công suất xác định bằng:A công thực đơn vị độ dài B công sinh đơn vị thời gian C tích cơng thời gian thực công D giá trị cơng mà vật có khả thực Câu 10 Vật sau khơng có khả sinh cơng? A Dòng nước lũ chảy mạnh B Viên đạn bay C Búa máy rơi xuống D Hòn đá nằm mặt đất C HƯỚNG DẪN HỌC Ở NHÀ - Chuẩn bị : “Động năng” NỘI DUNG CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP Câu 1: Đơn vị sau đơn vị công suất ? A HP B kWh C Nm/s D J/s Câu 2: kWh đơn vị A Công B Công suất C Động lượng D Động Câu Một vật có khối lượng m=5kg trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng có chiều dài S=20m nghiêng góc 300 so với phương ngang Cơng trọng lực tác dụng lên vật vật hết dốc có độ lớn A 0,5kJ B 1000J C 850J D 500J Câu Một người nâng vật có khối lượng kg lên độ cao m Lấy g = 10 m/s Công mà người thực là: A 180 J B 60 J C 1800 J D 1860 J Câu Kéo xe goòng sợi dây cáp với lực 150N Góc dây cáp mặt phẳng ngang 300 Công lực tác dụng lên xe để xe chạy 200m có giá trị: A 51900 J B 30000 J C 15000 J D 25980 J → Ngày: 20/1/2019 Tiết 44-48 Chuyên đề: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG – CƠ NĂNG (4tiết) A NỘI DUNG CUYÊN ĐỀ Mô tả chuyên đề: 91 Theo chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lý lớp 10, chủ đề “ Cơ năng” gồm có nội dung sau: Động Định lý động Thế Thế trọng trường, đàn hồi Cơ Định luật bảo toàn Nội dung sách giáo khoa chia thành tiết Bài 25: Động Bài 26: Thế Bài 27: Cơ Động năng lượng học biến đổi qua lại Việc gộp đơn vị kiến thức vào chun đề có nhiều hội phát huy tính tích cực, nhận thức lực sáng tạo học sinh trình học tập - Tên học: Động năng-Thế năng- Cơ - Vấn đề cần giải học “ Khái niệm động năng, năng, phụ thuộc đại lượng vào đại lượng biết khác Trường hợp vật bảo toàn Mối liên hệ công ngoại lực” Mạch kiến thức: B TIẾN TRÌNH DẠY HỌC I Mục tiêu Kiến thức - Phát biểu định nghĩa viết cơng thức tính động Nêu đơn vị đo động - Phát biểu định lý động năng, biểu thức Nêu mối liên hệ độ biến thiên động với công ngoại lực - Phát biểu định nghĩa trọng trường vật viết cơng thức tính Nêu đơn vị đo - Nêu mối liên hệ độ biến thiên trọng trường với công trọng lực - Viết công thức tính đàn hồi, điều kiện xuất đàn hồi - Nêu mối liên hệ độ biến thiên đàn hồi với công lực đàn hồi - Phát biểu định nghĩa viết biểu thức - Phát biểu định luật bảo toàn viết hệ thức định luật - Nêu điều kiện áp dụng định luật bảo toàn - Nêu mối liên hệ độ biến thiên công lực không Kỹ - Vận dụng kiến thức động năng, năng, để giải thích số tượng đời sống - Vận dụng ĐLBTCN nêu thay đổi, chuyển hóa động vật - vận dụng BT tính động năng, năng, để tính tốn - Vận dụng thành thạo biểu thức tính cơng định lí động năng, để giải số tốn liên quan - Vận dụng định luật bảo tồn để giải toán chuyển động vật - Vận dụng giải thích số tập định tính Thái độ - Hứng thú học tập - Có tác phong nhà khoa học Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực tự học: đọc nghiên cứu tài liệu - Năng lực nêu –giải vấn đề, sáng tạo, khám phá giải thích tượng thực tế - Năng lực hợp tác nhóm, trao đổi, thảo luận, trình bày kết - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực dụng công nghệ thông tin truyền thống II Chuẩn bị Giáo viên - Dụng cụ thí nghiệm khảo sát định tính động năng, năng, định luật bảo tồn - Các phần mềm mơ định luật bảo tồn - Các hình ảnh vận dụng định luật bảo toàn thực tế Học sinh 92 - SGK, ghi bài, giấy nháp… - Mỗi nhóm 01 thí nghiệm Bảng tham chiếu mức yêu cầu cần đạt câu hỏi, tập, kiểm tra đánh giá Nội dung Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Động HS biết động - Nắm vững hai yếu HS giải thích: dạng tố đặc trưng ô tơ có tải trọng lượng động năng, động lớn chạy HS định nghĩa phụ thuộc vào nhanh gây động năng, khối lượng vận tai nạn gây hậu viết BT, nắm tốc vật nghiêm ý nghĩa Hiểu mối quan hệ trọng đại lượng công Vận dụng BT tính Hs nêu nội lượng thể cụ động năng, định lý dung định lý động thể qua nội dung động để giải năng, biểu thức định lí động tập đơn giản Khi vật có khối lượng lớn, chuyển động nhanh động hay khả sinh cơng lớn Vd: dịng nước lũ lớn chảy mạnh khả càn qt lớn Thế trọng HS biết Phân biệt cơng Liên hệ ví dụ trường – năng dạng trọng lực làm thực tế để giải thích hấp dẫn lượng giảm Khi khả sinh Biểu thức tính thế tăng tức công vật trọng trường, trọng lực thực hệ vật biến dạng đàn nắm ý nghĩa công âm hồi đại lượng ngược lại - Vận dụng Hiểu chất công thức xác định Nắm khái đàn hồi để giải niệm đàn tương tác lực đàn tập mức độ thấp hồi hồi cá phần tử lượng dự trữ để sinh vật biến dạng công vật bị đàn hồi biến dạng Thế vị Biểu thức tính trí có giá trị năng, ý nghĩa khác tùy thuộc đại lượng cách chọn gốc tọa Nắm độ.Từ nắm vững định lí năng, tính tương đối mối quan hệ cơng biết lực đàn hồi cách chọn mức độ giảm không năng đàn hồi cho phù hợp việc giải toán Cơ - định Nắm vững khái Biết cách thiết lập Vận dụng BT tính luật bảo tồn niệm gồm định luật bảo toàn năng động Áp dụng ĐLBTCN 93 Vận dụng cao HS tổng hợp đưa phương pháp giải phần tập động năng, định lý động mức độ khó - Vận dụng cơng thức xác định để giải tập mức độ cao - Vận dụng công thức xác định để giải vật Phát biểu định luật bảo toàn trường hợp vật chiujtacs dụng trọng lực , lực đàn hồi Nêu điều kiện áp dụng ĐLBTCN Khi không bỏa toàn trường hợp cụ thể để giải tập tập Từ mở rộng thành định luật tổng quát lực tác dụng lực - Nắm mối liên hệ độ biến thiên với công lực không Biết xác định bảo toàn III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Tiết 44 A KHỞI ĐỘNG Hoạt động 1: Tạo tình học tập động năng, năng, 1) Mục tiêu hoạt động: Thông qua việc mô tả trực tiếp video ví dụ vật có khả sinh cơng để tạo cho HS quan tâm đến đặt câu hỏi Phương pháp: dạy học nêu vân đề Hình thức tổ chức dạy học - Giáo viên yêu cầu HS lấy ví dụ thực tế vật có khả sinh cơng hồn thành phiếu học tập - Các nhóm thảo luận để phát biểu câu hỏi nghiên cứu học - Yêu cầu nhóm trình bày kết GV dẫn dắt HS thống câu hỏi nghiên cứu Phương tiện dạy học: đèn chiếu tranh vẽ nêu hình ảnh Sản phẩm hoạt động: Sản phẩm nhóm, việc trình bày, thảo luận nhóm Hoạt động GV Hoạt động HS - Chuyển giao nhiệm vụ học tập: - Thực nhiệm vụ học tập +Lấy ví dụ thực tế, xem video làm thí nghiệm - Trao đổi + Giáo viên yêu cầu HS lấy ví dụ thực tế - Nhận xét khả sinh cơng vật chuyển động, có độ cao bị biến dạng theo phiếu học tập - Hướng dẫn HS nhớ lại kiến thức học cấp SGK dẫn dắt học sinh phát biểu câu hỏi nghiên cứu - Đánh giá kết thực nhiệm cụ HS PHIẾU HỌC TẬP Lấy ví dụ dạng sinh cơng: Sinh cơng có vận tốc Sinh cơng có độ cao Sinh cơng bị biến dạng Dòng nước lũ chảy mạnh Cần cẩu nâng vật nặng từ cao Lò xo bị biến dạng, cung tên thả xuống cọc bị biến dạng + Hãy gọi tên dạng lượng nhóm ví dụ trên? + Các dạng lượng có mối liên hệ với nhau? B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC Hoạt động 2: Tìm hiểu động Mục tiêu: hướng dẫn HS tìm hiểu khái niệm động năng, mối liên hệ động với khối lượng vận tốc Phương pháp dạy học: dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: cá nhân tìm hiểu, thảo luận nhóm, đại diện nhóm trình bày sản phẩm Phương tiện dạy học: Sản phẩm: câu trả lời học sinh Phiếu học tập số 1: Một vật có lượng vật có khả sinh cơng - Nêu ví dụ chứng tỏ vật chuyển động vật có khả sinh cơng? 94 - Động gì?Viết BT? Giá trị động phụ thuộc vào yếu tố nào? Trả lời C1, C2 Áp dụng : Động vật thay đổi nếu: A m không đổi, v tăng gấp 2? B v không đổi, m tăng gấp 2? C m giảm ½, v tăng gấp 4? Bài tập vận dụng: Một viên đạn khối lượng 15g bay với vận tốc 200m/s, người khối lượng 50kg chạy với vận tốc 7m/s So sánh động lượng động người đạn? Nhóm kiến thức 1: Tìm hiểu khái niệm động Mục tiêu: HS nêu điều kiện có động năng, khái niệm động năng, biểu thức tính đặc điểm động 2.Phương pháp: dạy học nêu vấn đề 3.Hình thức tổ chức dạy học: cá nhân tìm hiểu, hoạt động nhóm trả lời 4.Phương tiện dạy học: phiếu học tập , tranh ảnh, video 5.Sản phẩm: câu trả lời HS Hoạt động GV - Chuyển giao nhiệm vụ thông qua phiếu học tập Hoạt động HS Hs nhận nhiệm vụ - hoạt động nhóm trả lời câu hỏi - Mày k, cần cẩu, lũ qt – thực cơng Lờ nung, mặt trời – truyền nhiệt, phát tia nhiệt Các nhóm trình bày – nhận xét kết - viên đạn bay gặp cành – gãy cành nhóm khác Búa chuyển động rơi vào cọc – cọc ngập sâu vào đất GV nhận xét – tổng kết Ghi nhận kết Hình thành kiến thức động Làm tập vận dụng Động phụ thuộc vào cac yếu tố nào? Đặc điểm động năng? Động a Định nghĩa:Động vật lượng làm vật có chuyển động Động có giá trị mv nửa tích khối lượng bình phương vận tốc vật Wđ = Đơn vị : Jun (J) * Chú ý: - Động vật đại lượng vô hướng luôn dương - Vận tốc có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu, nên động củng có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu - Công thức cho vật chuyển động tịnh tiến b.Ví dụ: (sgk) nhận xét kết tốn Nhóm kiến thức 2: Tìm hiểu định lí động Mục tiêu: HS nắm nội dung định lý động Phương pháp dạy học: dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức hoạt động: pháp vấn câu hỏi, cá nhân học sinh tră lời Phương tiện dạy học: Sản phẩm: câu trả lời học sinh Phiếu học tập số 2: Phát biểu định lý động năng? Hoàn thành bảng sau: Đặc điểm lực tác dụng lên vật – giá trị cơng A Giá trị động Lực vng góc với vận tốc …………………… lực phương, chiều vận tốc ………………… …………… lực phương, ngược chiều vận tốc Hoạt động GV Hoạt động HS 95 - Chuyển giao nhiệm vụ cho HS HS thực nhiệm vụ r Xét lực F không đổi tác dụng lên vật Phát biểu định lí khối lượng m làm vật thay đổi vận tốc từ - Trả lời phiếu học tập r r v1 → v2 ,vật quãng đường s - Nêu câu hỏi C3, hướng dẫn trả lời Định lí động Độ biến thiên động vật công ngoại lực tác dụng vào vật Nếu công ngoại lực dương (công phát động), động tăng; công âm (công cản), động giảm 1 Ang = Wđ − Wđ1 = mv22 − mv12 2 NHẬN XÉT: - Nếu lực vng góc với vận tốc vật, công A = 0, động vật không đổi - Nếu lực chiều chuyển động, động tăng - Nếu lực ngược chiều chuyển động, lực lực cản =>động giảm Hoạt động 3: Vận dụng Mục tiêu: HS nắm nội dung động năng: BT tính động năng, phụ thuộc độngnăng vào khối lượng, vận tốc; nắm định lý động Phương pháp dạy học: Hình thức tổ chức hoạt động: dạy học nhóm Phương tiện dạy học: Sản phẩm: câu trả lời học sinh PHIẾU HỌC TẬP Câu 1: Điều sau nói động khơng A.Một vật lúc có lượng nên lúc có động B.Động vật khơng có giá trị âm C.Động dạng lượng D Đơn vị động Jun (J) Câu 2: Một vật có khối lượng 2kg chuyển động có động 16 (J) Vận tốc vật : A 16 m/s B 12 m/s C m/s D m/s Câu 3: Một ôtô khối lượng 1000 kg chuyển động với vận tốc 72 km/h Động ơtơ có giá trị: A 105 J B 25,92.105 J C 2.105 J D 51,84.105 J Tiết 45 Hoạt động 4: Thế Mục tiêu: hình thành khái niệm trọng trường đàn hồi Phương pháp: dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức dạy học: hoạt động nhóm thảo luận trả lời Phương tiện dạy học: phiếu học tập , tranh ảnh Sản phẩm: câu trả lời HS Phiếu học tập1 - Giải thích hoạt động búa máy đóng cọc cung tên - Thế gì? Hoạt động 5: Tìm hiểu khái niệm Mục tiêu: hình thành khái niệm trọng trường đàn hồi Phương pháp: dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức dạy học: hoạt động nhóm thảo luận trả lời Phương tiện dạy học: phiếu học tập , tranh ảnh Sản phẩm: câu trả lời HS Hoạt động GV Hoạt động HS 96 - Chuyển giao nhiệm vu thông qua phiếu HS nhận nhiệm vụ - hoạt động nhóm- trả lời học tập - Búa máy đóng cọc kéo lên độ cao h thả rơi xuống đập vào - Nhận xét câu trả lời cọc bê tơng làm lún sâu xuống lịng đất Cung tên bị uốn cong làm mũi tên đặt dây cung bắn Cung tên bị uốn nhiều mũi tên bay xa Khái niệm Thế trọng trường: dạng lượng phụ thuộc vào vị trí tương đối vật so với mặt đất, phụ thuộc độ biến dạng vật so với trạng thái chưa biến dạng Thế đàn hồi: lượng mà vật có vật bị biến dạng đàn hồi Hoạt động 6: Thế trọng trường – liên hệ biến thiên công trọng lực Mục tiêu: xây dựng biểu thức trọng trường mối liên hệ trọng trường với công trọng lực Phương pháp: dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức dạy học: hoạt động nhóm thảo luận trả lời Phương tiện dạy học: phiếu học tập , tranh ảnh Sản phẩm: câu trả lời HS Phiếu học tập 2: Thế phụ thuộc vào yếu tố nào? - Viết BT tính trọng trường? Ý nghĩa đại lượng? Chọn mốc C Xác định giá trị điểm C,B,A - BT tính cơng trọng lực? Trả lời: Độ cao Giá trị Độ cao giảm ………… Độ cao tăng ………… Đặc điểm? - So sánh khác động năng? Hoạt động GV Chuyển giao nhiệm vụ thông qua phiếu học tập - Hướng dẫn hs tìm hiểu trọng trường độ giảm Câu hỏi: Giá trị phụ thuộc vào yếu tố nào? Nêu mối liên hệ biến thiên công trọng lực Công trọng lực có phụ thuộc vào mốc quỹ đạo chuyển động hay khơng? Giải thích? - Nêu câu hỏi C1, C2, hướng dẫn trả lời 97 Hoạt động HS Nhận nhiệm vụ - thực nhiệm vụ Hs trả lời câu hỏi - Trả lời câu C1, C2 - Nhận xét câu trả lời bạn 2 Thế trọng trường a Thế trọng trường: Wt = mgz vật vị trí xét Trong z khoảng cách từ mốc đến vị trí xét Đơn vị năng: J b Liên hệ biến thiên công trọng lực: Công trọng lực hiệu vật vị trí đầu vị trí cuối, tức độ giảm vật AP = Wt2 − Wt1 = mgz − mgz1 Nhận xét: - độ cao giảm, giảm ->trọng lực sinh công dương - tăng độ cao, tăng ->trọng lực sinh công âm - vật chuyển động theo quỹ đạo khép kín cơng Chú ý: - giá trị phụ thuộc vào việc chọn mốc (thường chọn mốc mặt đất) - giá trị âm dương Tiết 46: Hoạt động 7: Tìm hiểu đàn hồi Mục tiêu: hình thành khái niệm đàn hồi, mối liên hệ đàn hồi với công lực đàn hồi Phương pháp: dạy học nêu vấn đề Hình thức tổ chức dạy học: hoạt động nhóm thảo luận trả lời Phương tiện dạy học: phiếu học tập , tranh ảnh Sản phẩm: câu trả lời HS Phiếu học tập Cho biết khả sinh cơng vật biến dạng: lị xo bị nén, cánh cung bị uốn cong, cầu nhảy bể bơi bị nhún cong, sào vận động viên nhảy sào - Vì vật lại đàn hồi? - Thế đàn hồi phụ thuộc vào yếu tố nào? - Mối liên hệ độ gảm với công lực đàn hồi Hoạt động GV Chuyển giao nhiệm vụ - Hướng dẫn hs tìm cơng thức SGK - Nêu câu hỏi - Nhận xét câu trả lời Hoạt động HS Hs thực nhiệm vụ - Đọc phần SGk, tìm hiểu cơng lực đàn hồi Trả lời: -vật bị biến dạng đàn hồi - Đọc phần SGK tìm hiểu khái niệm đàn hồi, độ giảm đàn đồi Thế đàn hồi phụ thuộc vào độ cứng, độ biến dạng Với k không đổi:độ biến dạng vật lớn vật có khả sinh công lớn ->thế đàn hồi lớn - Trả lời câu hỏi Công lực đàn hồi * Mọi vật biến dạng đàn hồi đếu có khả sinh cơng, tức mang lượng Năng lượng gọi đàn hồi kx kx * Công lực đàn hồi: A12 = − 2 Công phụ thuộc vào độ biến dạng lò xo, lực đàn hồi lực Thế đàn hồi * Thế đàn hồi vật gắn vào đầu lị xo có độ biến dạng x bằng: , k độ cứng lò xo Tính chất: 98 - đàn hồi đại lượng vô hướng, dương - giá trị đàn hồi phụ thuộc vào mốc - đợn vị J * Định lí năng: Cơng A lực độ giảm năng: - Khi giảm biến dạng lị xo x1>x2 => A12 >0 cơng lực đàn hồi công phát động - Khi tăng biến dạng lị xo x1 A12 B Vận tốc vật v > B Các lực tác dụng lên vật sinh công dương D Gia tốc vật tăng 12/ Chứng tỏ trọng trường đều, vật ( không chịu tác dụng lực khác) chuyển động với gia tốc g, gọi gia tốc trọng trường 13/Hãy tìm ví dụ chứng tỏ vật có khối lượng m đưa đến vị trí cách mặt đất độ cao z, lúc rơi xuống có khả sinh công 15/Chứng minh hiệu vật chuyển động trọng trường không phụ thuộc vào việc chọn mốc 16/ Một xe ôtô khối lượng 1,5 chuyển động theo phương ngang voi tốc độ 36 km/h hãm phanh, sau 10 m, dừng lại Xác định lực hãm 17/ Viên đạn khối lượng 20 g bay theo phương ngang với tốc độ 400 m/s đến xuyên qua gỗ dày cm, tốc độ sau xuyên qua khỏi gỗ 10 m/s Xác định lực cản trung bình gỗ lên viên đạn Viên đạn thực cơng dương hay âm sao? 18/Con lắc đơn tạo nặng khối lượng m, treo vào đầu sợi dây không co giãn, không khối lượng, chiều dài l Đưa nặng lên vị trí dây treo lệch với phương thẳng đứng góc α, thả nhẹ cho dao động không vận tốc đầu, vật chuyển động xung quanh vị trí thấp O.Bỏ qua ma sát, lực cản a) Vị trí động cực đại, cực tiểu b) trình động chuyển hóa thành ngược lại A) W = 103