Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 40, 41 - Bài 24: Công và công suất

Ngày soạn: 19/12/08 Tiết: 40-41 Bài 24: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT I. Mục tiêu. a. Về kiến thức: Định nghĩa công cơ học trong trường hợp tổng quát: . Phân biệt được công của lực phát động với công của lực cản. Nêu được định nghĩa đơn vị của công cơ học. Phát biểu được định nghĩa và viết công thức công suất. Nêu được định nghĩa đơn vị công suất b. Về kĩ năng: Vận dụng được công thức và công thức để giải một số bài tập đơn giản trong SGK và SBT. c. Thái độ: II. Chuẩn bị. GV: Chuẩn bị 3 phiếu học tập HS: Ôn tập các kiến thức sau: - Khái niệm công đã học ở lớp 8 - Quy tắc phân tích 1 lực thành 2 lực thành phần có phương đồng quy III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5’) Yêu cầu hs lên bảng giải bài tập số 9 SGK và bài 23.4 SBT 3. Bài mới. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Ở lớp 8 chúng ta đã được học về công. Hôm nay chúng ta cần làm rõ thêm vấn đề này. - Phát phiếu học tập số 1 1. Khi nào có công cơ học? 2. Lấy 2 ví dụ về công cơ học; 3. Trong các trường hợp sau đây trường hợp nào có công cơ học: + Có công mài sắt, có ngày nên kim. + Ngày công của một người lái xe là 50.000đ + Người lực sĩ nâng quả tạ với tư thế đứng thẳng. 4. Dùng một lực kéokéo một vật chuyển động theo phương ngang đi được quản đường s (hình vẽ). Tính công của lực? s 5. Đơn vị của công? 6. Nếu F = 1N; s = 1m thì A = ? - Sau khi hs làm việc trên phiếu học tập. GV hướng dẫn thảo luận trên từng câu hỏi. - Phát phiếu học tập số 2: + Dùng một lựckhông đổi kéo trên mặt phẳng nằm ngang được một đoạn đường s (như hình vẽ). Tính công của lực khi hợp với phương ngang góc s - Gợi ý: Có phải toàn bộ lựclàm vật dịch chuyển không? + Phân tích lực thành 2 lực thành phần vuông góc với hướng chuyển động vàsong song với hướng chuyển động. + Lực nào làm vật chuyển động? Công của lựcchỉ bằng công của lực nào? + Tính công của lực thế nào? - Sau khi hướng dẫn Hs thảo luận để tìm được kết quả; GV khái quát biểu thức tính công. - Có thể định nghĩa công như thế nào? - Công của lực phụ thuộc vào những yếu tố nào? Và phụ thuộc như thế nào? - Gợi ý chúng ta xét các trường hợp của góc - Phát phiếu học tập số 3: + Bài toán 1: Một ô tô chuyển động lên dốc, mặt nghiêng một gócso với mặt nằm ngang, chiều dài dốc l. Hệ số ma sát giữa ô tô và dốc là (hình vẽ) a. Có những lực nào tác dụng lên ôtô? b. Tính công của lực đó? c. Chỉ rõ công cản và công phát động? - Quá đó chúng ta kết luận được gì? - Hướng dẫn hs thảo luận rút ra kết luận đúng. Hoạt động 1: Ôn lại khái niệm công cơ học. - Làm việc cá nhân trên phiếu học tập. - Trình bày ý kiến cá nhân trước lớp. Thảo luận tìm ra ý kiến đúng. 1. Chỉ có công cơ học khi có lực tác dụng vào vật và làm cho vật dịch chuyển. 2. Ví dụ: Cần cẩu kéo vật lên cao. + Ôtô đang chạy, động cơ ôtô sinh công. 3. Chỉ có trường hợp “công mài sắt” là công cơ học. 4. Công của lực là: 5. Đơn vị của công là J 6. A = 1N.m = 1J Hoạt động 2: Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát. - Làm việc cá nhân trên phiếu học tập. Nếu chưa làm được thì: - Làm theo gợi ý của GV - Trả lời câu hỏi của GV (Phân tích lựcthành 2 lực thành phần: - vuông góc với hướng chuyển động - song song với hướng chuyển động. Chỉ có làm vật dịch chuyển) + Công của lực là: Mà: Nên - Hs phát biểu định nghĩa (SGK) - Thảo luận nhóm để trả lời: + + và phụ thuộc vào góc như sau: - Vậy: Hoạt động 3: Vận dụng công thức tính công. - Làm việc cá nhân trên phiếu học tập. a. Các lực tác dụng lên ôtô: b. Công của các lực đó: c. Công vì cản trở chuyển động, do đó công của lực ma sát là công cản. + Công vì là lực phát động, do đó công của lực là công phát động. + Công công cản I. Công 1. Khái niệm về công - Một lực sinh công khi nó tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực chuyển dời. - Khi điểm đặt của lực chuyển dời một đoạn s theo hướng của lực thì công do lực sinh ra là: 2. Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát. s Phân tích lựcthành 2 lực thành phần: - vuông góc với hướng chuyển động - song song với hướng chuyển động. Chỉ có làm vật dịch chuyển + Công của lực là: Mà: Nên Khi lực không đổi tác dụng lên một vật & điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực 1 góc thì công thức thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: 3. Biện luận Tùy theo giá trị của ta có các trường hợp sau: - Vậy: * Kết luận: Khi góc giữa hướng của lực và hướng của chuyển dời là góc tù thì lực có tác dụng cản trở chuyển động & công do lực sinh ra là được gọi là công cản. 4. Đơn vị công Nếu F = 1N; s = 1m thì A = 1N.m = 1J Jun là công do lực có độ lớn 1N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời 1m theo hướng của lực. - Phát phiếu học tập số 4: 1. Nêu định nghĩa công suất. 2. Viết biểu thức tính công suất. 3. Có thể dùng những đơn vị công suất nào? 4. Ý nghĩa vật lí của công suất? - Hướng dẫn học sinh trả lời từng câu hỏi, xác nhận câu trả lời đúng. - Thông báo: Công suất được dùng cho cả trường hợp các nguồn phát ra năng lượng không phải dưới dạng sinh công cơ học. - Nhấn mạnh: Nếu trong khoảng thời gian t công sinh ra là A (A>0) thì công suất (P) được tính theo công thức: - Các em hãy trả lời câu hỏi C3 trong SGK - Có thể gợi ý: + Tính công suất của mỗi cần cẩu? + So sánh 2 công suất tính được để rút ra kết luận? - Các em đọc bảng 24.1 SGK trong 1 phút rồi trả lời câu hỏi; So sánh công mà ôtô, xe máy thực hiện được trong 1s ? Tính rõ sự chênh lệch đó. - Bài toán: Một con ngựa kéo một chiếc xe chuyển động với vận tốc trên đường nằm ngang. Lực kéo của ngựa theo phương ngang và có độ lớn không thay đổi, bằng F. Tính công suất của con ngựa. - Sau khi hướng dẫn hs tìm được kết quả P = F.v à Nêu ứng dụng thực tế của công thức này: Hoạt động của hộp số ôtô, xe máy hay líp nhiều tầng ở xe đạp. - GV nêu lần lượt các câu hỏi và yêu cầu hs trả lời: 1. Có mấy cách tính công? 2. Có mấy cách tính công suất 3. Người ta thường dùng đơn vị công, đơn vị công suất nào? - Xác nhận câu trả lời đúng của hs - Chỉ rõ: Hoạt động 1: Ôn tập khái niệm công suất - Làm việc cá nhân trên phiếu học tập. - Thảo luận trước lớp để có kết quả đúng: 1. Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. 2. 3. Đơn vị của công suất: - Oát (W) 1W = 1J/1s - Mã lực Anh(HP) 1HP = 746W - Mã lực Pháp (CV) 1CV = 736W 4. Công suất của một lực đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của lực đó. Hoạt động 2: Vận dụng khái niệm công suất - Công suất của cần cẩu M1 lớn hơn công suất của cần cẩu M2 - Trong 1s, ôtô thực hiện được công: - Xe máy thực hiện được công: - Độ chênh lệch công là: - Thảo luận kết quả để tìm đến kết luận mà: A = F.s; nên: - Ý nghĩa: Nếu công suất không đổi nếu tăng lực tác dụng thì vận tốc phải giảm. Hoạt động 3: Tổng kết bài học. - Trả lời lần lượt các câu hỏi của GV. II. Công suất 1. Khái niệm công suất Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. Nếu trong khoảng thời gian t công sing ra bằng A (A>0) thì công suất (kí hiệu P) được tính theo công thức: 2. Đơn vị công suất - Oát (W) 1W = 1J/1s - Mã lực Anh(HP) 1HP = 746W - Mã lực Pháp (CV) 1CV = 736W IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Phát biểu định nghĩa & đơn vị công. Nêu ý nghĩa của công âm. -Nêu được định nghĩa đơn vị của công cơ học. -Phát biểu được định nghĩa và viết công thức công suất. -Nêu được định nghĩa đơn vị công suất V. DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem tiếp bài mới. - Giải bài tập và trả lời câu hỏi cuối SGK - Đọc phần em có biết