Giáo án Vật lí 10 – Tiết 43: Động năng tìm hiểu định nghĩa dộng năng và công thức tính động năng; mối liên hệ giữa độ biên thiên động năng và công của lực tác dụng lên vật.
SỞ GD&ĐT ĐÀ NẴNG TRƯỜNG THPT PHAN CHÂU TRINH GIÁO ÁN TIẾT 43ĐỘNG NĂNG Giáo viên hướng dẫn: Giáo sinh thực tập: TRẦN THỊ THANH NGUYỆT NGUYỄN TRƯƠNG TRÀ Đà Nẵng, tháng 2 năm 2021 Ngày soạn: 1/2/2021 Ngày thực hiện: 4/2/2021 Lớp: 10 I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Phát biểu được định nghĩa dộng năng và cơng thức tính động năng Nắm được mối liên hệ giữa độ biên thiên động năng và cơng của lực tác dụng lên vật 2. Kỹ năng Vận dụng kiến thức bài học để giải bài tập liên quan động năng Rèn luyện kĩ năng giải bài tập Vận dụng kiến thức động năng đã học giải thích một số hiện tượng trong cuộc sống 3. Thái độ 3.1. Trong khi học Hứng thú học mơn Vật lí, u thích tìm tịi khoa học Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập Có tinh thần học tập tích cực, nghiêm túc Chăm chỉ, có tinh thần hợp tác, trách nhiệm trong hoạt động nhóm Tích cực tham gia xây dựng ý kiến 3.2. Sau khi học Có ý thức mong muốn vận dụng kiến thức về động năng vào trong thực tiễn Tự giác và trung thực trong việc hồn thành các bài tập nhà được giao 4. Năng lực chung Năng lực hợp tác và giao tiếp Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Chuẩn bị của giáo viên 1.1. Thiết bị, dụng cụ, phương tiện Máy chiếu, bài giảng Power point, phiếu học tập Chuân bi môt sô vi du th ̉ ̣ ̣ ́ ́ ̣ ực tê vê xac đinh vi tri cua môt điêm đê cho hs thao luân ́ ̀ ́ ̣ ̣ ́ ̉ ̣ ̉ ̉ ̉ ̣ Video mở đầu bài học: https://www.youtube.com/watch?v=uTynuFn8wfk Video khái niệm động năng: https://trang.edu.vn/videos/vtl1012khainiemdong nang 1.2. Phương pháp dạy học chính Tổng hợp , vấn đáp và hoạt động nhóm 2. Chuẩn bị của học sinh Ơn lại phần động năng đã học ở chương trình THCS trong SGK Vật lý lớp 8 Ơn lại kiến thức đã học ở bài cơng cơng suất, các định luật Newton, các cơng thức đã học về chuyển động thẳng biến đổi đều III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CỤ THỂ 1. Hướng dẫn chung Hoạt động Tên hoạt động Hoạt động Hoạt động Hoạt động Hoạt động Hoạt động Ổn định Thời lượng dự kiến 1 phút Khởi động 6 phút Hình thành kiến thức 20 phút Lun tâp ̣ ̣ , củng cố, tìm tịi mở rộng 15 phút Nhận xét, giao nhiệm vụ về nhà 3 phút 2. Hướng dẫn từng họat động 2.1. Hoạt động 1: Ổn định a. Mục tiêu: Ổn định lớp học và nắm sĩ số lớp học trước khi dạy b. Cách thức tổ chức: Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV: lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp học, tất cả các HS: lớp trưởng báo cáo và lớp học sinh chuẩn bị dugnj cụ học tập bộ mơn đầy đủ lắng nghe để cũng học tiết hơm nay 2.2. Hoạt động 2: Khởi động a. Mục tiêu: Tạo tình huống bài học Đặt vấn đề liên quan đến động năng trong đời sống và dẫn dắt học sinh tìm hiểu về động năng b. Thiết bị, đồ dùng: Máy chiếu, bài giảng Power point c. Cách thức tổ chức: Hoạt động của GV Đặc vấn đề bài học từ khái niệm năng lượng GV: chắc hẳn các em đã nghe về “ Năng lượng”. Vậy các em thử cho thầy biết theo các em năng lượng là gì ? Nói theo một cách đơn giản thì năng lượng là khả năng để làm một việc gì đó, trong vật lý năng lượng là đại lượng có khả năng thực hiện cơng. Mọi hoạt động trong đời sống này đều cần năng lượng cả. Mọi vật xung quanh ta đều có năng lượng, khi vật này tác dụng lên vật khác tức là chung trao đổi năng lượng. Q trình trao đổi năng lượng có nhiều dạng khác nhau như: thực hiện cơng, truyền nhiệt, phát ra các tia mang năng lượng Các em hãy hồn thành câu C1 sgk Hoạt động của HS HS: lớp trưởng báo cáo sĩ số. học sinh chuẩn bị vở đầy đủ và lắng nghe + Hình 1: Thực hiện cơng + Hình 2: Thực hiện cơng + Hình 3: Truyền nhiệt + Hình 4: Thực hiện cơng + Hình 5: Phát ra tia mang năng lượng Trình chiếu các dạng năng lượng phổ biến trong đời sống cho học sinh nhận biết Vậy như hình ảnh về chiếc xe dạp điện ở trên muốn xe chạy được phải làm thế nào? (lúc khơng pin xe chạy được khơng?) Với cách đẩy xe thì xe ta tiêu hao năng lượng (thực hiện một cơng) để xe chạy đúng khơng các em.? Cịn nếu có pin xe chạy trên đường một thời gian thì pin bị tiêu hao dần và cho đến khi hết pin, vậy rõ ràng điện năng của pin đã chuyển hóa thành 1 dạng lượng khác năng lượng khơng tự sinh cũng khơng tự mất đi mà chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, hoặc chuyển từ vật này sang vật khác,thế lúc xe di chuyển chắc chắn sẽ tồn tại một dạng năng lượng nào đó được chuyển hóa từ điện năng của pin đúng khơng nào? Để biết năng lượng đó là gì chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài học hơm nay Các em lưu ý + 1. Năng lượng: xem sách giáo khoa HS: Sạc pin cho xe chạy, đẩy xe chạy, cho xe xuống dốc… Vâng ạ d. Dự kiến sản phẩm: Câu trả lời của học sinh NỘI DUNG CHÍNH I. KHÁI NIỆM ĐỘNG NĂNG 1. Năng lượng Năng lượng là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng thực hiện cơng của một vật hay một hệ Một vật xung quanh ta đều mang năng lượng Tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau và có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác: thực hiện cơng, truyền nhiệt, phát ra các tia mang năng lượng 2.3. Hoạt động 3: Hình thành kiến thức a. Mục tiêu: Phát biểu được định nghĩa động năng và cơng thức tính động năng Nắm được đơn vị của động năng Nắm được mối liên hệ giữa độ biến thiên động năng và cơng của lực tác dụng lên vật Nêu ví dụ về động năng trong đời sống b. Thiết bị, đồ dùng: Máy chiếu, bài giảng powerpoint , phiếu học tập c. Cách thức tổ chức: Hoạt động của GV Tìm hiểu khái niệm động năng Cho học sinh xem ảnh về những chiếc cầu trong hồ nước tĩnh lặng và cầu bắt ngang một con sơng và u cầu học sinh dự đốn dịng nước trong hai trường hợp cái nào làm hại tới cây cầu hơn hay nói cách khác nước ở hồ hay ở sơng thì sinh cơng khi tác dụng vào cầu GV: chiếu video về lũ qt và u cầu học sinh dựa vào việc tàn phá các vật trên đường đi của dịng nước em cho thầy biết năng lượng của dòng sơng lúc chảy siết hay là chảy yếu thì lớn hơn GV: qua ví dụ trên, năng lượng mà vật chuyển động có được gọi là “ đ ộng năng ”, v ật có động năng thì sẽ có khả năng tác dụng lực lên vật khác và sinh cơng GV: yếu cầu học sinh hồn thành câu C2: Hoạt động của HS m HS: ở trong hồ thì nước xem như khơng chảy và cây cầu thì khó hỏng hơn cịn đối với cầu qua sơng thì nước sơng đủ lớn và chảy mạnh thì có thể làm cầu sập (sinh cơng khi tác dụng vào cầu) HS: lúc mùa mưa , nước chảy siết hơn, dịng sơng mang năng lượng lớn hơn, từ đó nên có thể phá hoại được mọi thứ nó chảy qua HS: lắng nghe HS: + Viên đạn bay tới va vào một bao các thì làm bao các di chuyển 1 đoạn + Đóng đinh làm cây đinh găm sau vào gỗ 1 đoạn + Như video được chiếu thì đẩy ngơi nhà đi xa HS: + Thiết Lập cơng thức tính động năng GV: Bây giờ thầy xét một lực khơng đổi tác dụng vào + a= một vật có khối lượng m làm vật đó chuyển thừ trạng + thái đến trạng di chuyển được quảng đường S, xét = (mV’2mV2) = (mV’2mV2) trường hợp lực kéo cùng phương chuyển động + Hệ thức độc lập với thời gian là gì? + Định luật II Newton là như thế nào? + Cơng của lực F tác dụng lên vật là? + A = (mV’2mV2) nếu giả sử ban đầu vật đứng n thì tha được: A= mV’2 Lực tác dụng vào vật đang đứng n sinh cơng chuyển vật từ trạng thái nghỉ sang trạng thái chuyển động, biểu thức trên có về trái là cơng của lực tác dụng và vế phải là năng lượng vật thu vào và chuyển động do lực F sinh cơng, năng lượng này gợi là động năng. Người ta chứng minh trường hợp tổng q thì kết quả vẫn đúng nên từ đó chúng ta có định nghĩa và cơng thức tính động năng như sau: Động của vật khối lượng m chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo cơng thức: Wd = (J) GV: u cầu hồn thành câu C3 GV: dựa vào cơng thức tính động năng hãy cho thầy biết cây cầu bắt qua song mùa mưa hay mùa khơ dễ hỏng hơn? Đồng thời trả lời vì sao mùa mưa tình các cong suốt mang năng lượng lớn gây lũ qt ở video đầu bài học Lắng nghe Lắng nghe và ghi chép HS: mùa mưa thì nước lớn nên khối lượng dịng nước lớn kèm nước chảy siết nên vận tốc lớn vì vậy mà động năng của dịng sơng lớn khả năng sinh cơng của dịng sơng lớn khiến cho cây cầu dễ bị dịng nước đánh sập hơn mùa khơ HS: là đại lượng vơ hướng vì trong cơng thức thây m vơ hướng, v có hướng nhưng v2 thì vơ hướng HS: vì v tương đối nên Wđ cũng vậy Động năng có hướng hay vơ hướng? Động năng có tính tương đối khơng? Tìm hiểu mối liên hệ giữa của cơng lực tác dụng và độ biến thiên động năng GV: Như thầy đã xét ở trên + = (mV’2mV2) = mV’2 mV2 = Wđs – Wđt = Wđ độ biến thiên động năng bằng cơng của ngoại lực Lắng nghe và ghi chép tác dụng vào vật Cơng của ngoại lực có thể âm hoặc có thể dương vì vậy độ biết thiên ngoại lực cũng vậy +Khi cơng của lực dương thì động năng của vật tăng (vật sinh cơng âm) +Khi cơng của lực âm thì động năng của vật giảm (vật sinh cơng dương) Tổng qt động năng của một vật biến thiên khi lực tác dụng vào vật đó sinh cơng d. Dự kiến sản phẩm: NỘI DUNG CHÍNH I. KHÁI NIỆM ĐỘNG NĂNG 1. Năng lượng 2. Động Năng Dạng năng lượng vật đang chuyển động có được gọi là động năng, vật có động năng thì vật có thể tác dụng lên vật khác và sinh cơng II. Cơng thưc tinh đơng năng: ́ ́ ̣ Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo cơng thức: Đơn vị của động năng là Jun (J) Động năng là đại lượng vơ hướng và có giá trị khơng âm Động năng có tính tương đối, phụ thuộc vào mốc tính vận tốc III. Cơng cua l ̉ ực tac dung va đơ biên thiên đơng năng ́ ̣ ̀ ̣ ́ ̣ Độ biến thiên động năng của vật bằng cơng của ngoại lực tác dụng Hệ quả: Khi A > 0 thì động năng của vật tăng (vật sinh cơng âm) Khi A 0 B. vận tốc của vật v > 0 C. các lực tác dụng lên vật sinh cơng dương D. gia tốc của vật tăng (NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học .Giải được các bài tập liên quan đến kiến thức động năng) Hướng dẫn giải: Đáp án: C. các lực tác dụng lên vật sinh cơng dương Bài 6: SGK Vật lý 10 trang 136 (MỨC ĐỘ VẬN DỤNG) Một ơ tơ có khối lượng 1000kg chuyển động với vận tốc 80 km/h. Động năng của ơ tơ có giá trị nào sau đây? A. J J C. J D. J (NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học .Giải được các bài tập liên quan đến cơng thức tính động năng) Hướng dẫn giải: Tóm tắt: m = 1000kg v = 80km/ h =22,22 m/s Động năng của ơ tơ: J Đáp án: J PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 BÀI TẬP VẬN DỤNG 10 Nhóm: … 1. Tư liệu, thiết bị hỗ trợ: Phiếu học tập 1 bảng phụ (hoặc giấy A2) Bút lơng Máy tính Giấy nháp 2. Nhiệm vụ: Hồn thành các câu hỏi sau và báo cáo thuyết trình trên bảng phụ/ giấy A2 (MỨC ĐỘ VẬN DỤNG CAO) Một xe nặng 1200 kg chuyển động tịnh tiến trên đường thẳng nằm ngang có vận tốc thay đổi từ 10m/s đến 20 m/s trong qng đường 300 m. Hợp lực của các lực làm xe chuyển động có giá trị nào? Lực hãm tối đa mà xe có thể hãm là 800N hỏi xe chỉ nên chạy tối đa với vận tốc bao nhiêu để ln thắng xe kịp khi thấy chướng ngại vật biết tầm nhìn xa trung bình của người ban đêm là 200m ? (NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học .Giải được các bài tập liên quan đến định lí động năng) Hướng dẫn giải: Tóm tắt: m = 1200kg m/s F = ? Giải: = J Ta co:́ A = F.s. cos Đáp án: C. 600N Ah= Fh.S’. cos = 800.200.(1) = 160000 J mà Ah =½ m. vmax2 vmax Câu hỏi vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn: Tại sao khi xe tải trọng càng lớn và đi càng nhanh thì khi gây ra tai nạn hậu quả nghiêm trọng? Qua đó chúng ta cần phải điều khiển xe như thế nào để giảm tình trạng tai nạn giao thơng gây ra hậu quả nghiêm trọng 11 NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học . Đánh giá, phan bi ̉ ẹn đu ̂ ̛ợc anh hu ̉ ̛ơng ̉ cua m ̉ ọt vân đê th ̂ ́ ̀ ực tiên ̃) Hướng dẫn giải: Trả lời: Khi vật chuyển động với tốc độ cao và tải trọng xe càng lớn thì xe sẽ mang năng lượng lớn nên khi xảy ra tại nạn thì hậu quả sẽ rất nghiêm trọng hơn những xe có tải trọng bé và đi với tốc độ thấp Qua đó chúng ta cần điều kiển phương tiện giao thơng đúng tốc độ cho phép, khơng chở q tải trọng cho phép để đảm bảm tính mạng cho mình và người khác c. Cách thức tổ chức Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cũng cố kiến thức GV: vẽ sơ đồ tư duy về động năng HS: lắng nghe GV: Phát phiếu học tập số 1 và số 2 cho các nhóm, và yêu cầu các nhóm thực HS: thảo luận nhóm và thực hiện theo hiện hoạt động nhóm sử dụng kiến thức phiếu học tập đã học vào giải các bài tập trong phiếu học tâp. Rồi báo cáo kết quả làm được GV: quan sát nhóm thảo luận và hướng dẫn nếu cần GV: chọn 2 nhóm lên báo cáo kết quả. GV: nhận xét HS: báo cáo kết quả và các nhóm cịn lại nhận xét bài làm của 2 nhóm báo cáo 12 HS: lắng nghe GV nhận xét và cá nhân ghi nhận kết quả chính xác và trình bày vào vở d. Dự kiến sản phẩm Bài làm của học sinh và của nhóm học sinh 2.5. Hoạt động 5: Nhận xét và giao nhiệm vụ về nhà a. Mục tiêu hoạt động Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng các kiến thức trong bài học. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau Nội dung: Chọn các câu hỏi và bài tập để tự tìm hiểu ở ngồi lớp học: 1. Vân dung liên hê gi ̣ ̣ ̣ ưa công cua ngoai l ̃ ̉ ̣ ực vơi biên thiên đông năng đê giai quyêt cac ́ ́ ̣ ̉ ̉ ́ ́ bai toan liên quan ̀ ́ 2. Lam bai tâp con lai trong ̀ ̀ ̣ ̀ ̣ SKG va ̀SBT 3. Đọc trước và chuẩn bị soạn nội dung Bài 26: Thế năng b. Thiết bị, cơng cụ, phương tiện Sách giáo khoa Vật lý 10 trang 137 Sách bài tập Vật lý 10 GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ đã nêu để thực hiện ngồi lớp học c. Cách thức tổ chức Hoạt động GV GV: u cầu học sinh tìm hiểu thơng tin qua sách giáo khoa và mạng internet Gợi ý một số link tham khảo: GV: chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm từ 4 – 5 học sinh, u cầu học sinh thực hiện chỉnh sửa nội dung sơ đồ tư duy cho hồn chỉnh nộp lại vào tiết sau GV: u cầu học sinh về nhà thực hiện theo u cầu, học bài và làm bài tập ở SGK Vật lý 10 bài Động năng GV: yêu cầu học sinh xem trước nội dung Bài 26: Thế năng GV: nhận xét giờ học Hoạt động HS HS: lắng nghe và ghi nhận nhiệm vụ học tập d. Sản phẩm hoạt động Bài tự làm của HS trên giấy A2 Bài làm của học sinh và của nhóm học sinh 13 IV. RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… GVHD GSTT Trần Thị Thanh Nguyệt Nguyễn Trương Trà 14 ... NỘI DUNG CHÍNH I. KHÁI NIỆM ĐỘNG NĂNG 1.? ?Năng? ?lượng 2.? ?Động? ?Năng Dạng? ?năng? ?lượng? ?vật? ?đang chuyển? ?động? ?có được gọi là? ?động? ?năng, ? ?vật? ?có? ?động năng? ?thì? ?vật? ?có thể tác dụng lên? ?vật? ?khác và sinh cơng... +Khi cơng của lực dương thì? ?động? ?năng? ?của? ?vật? ?tăng (vật? ?sinh cơng âm) +Khi cơng của lực âm thì? ?động? ?năng? ?của? ?vật? ?giảm (vật? ? sinh cơng dương) Tổng qt? ?động? ?năng? ?của một? ?vật? ?biến thiên khi lực tác dụng vào? ?vật? ?đó sinh cơng... ực tac dung va đơ biên thiên đơng? ?năng ́ ̣ ̀ ̣ ́ ̣ Độ biến thiên? ?động? ?năng? ?của? ?vật? ?bằng cơng của ngoại lực tác dụng Hệ quả: Khi A > 0 thì? ?động? ?năng? ?của? ?vật? ?tăng (vật? ?sinh cơng âm) Khi A