Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Tuần 33 - Tiết 65: Năng lượng và sự chuyển hoá năng lượng

Chương IV: Sự bảo toàn và chuyển hoá năng lượng Tuần 33 Tiết 65. năng lượng và sự chuyển hoá năng lượng. Ngày soạn: 03/05/2008 Ngày dạy: 07/05/2008 I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nhận biết được cơ năng và nhiệt năng dựa trên những dấu hiệu quan sát trực tiếp được. - Nhận biết đựoc quang năng, hoá năng, điện năng nhờ chúng đã chuyển hoá thành cơ năng hay nhiệt năng. - Nhận biết được khả năng chuyển hoá qua lại giữa các loại năng lượng, mọi sự biến đổi trong tự nhiên đều kèm theo sự bến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác. 2. Kỹ năng - Nhận biết được các dạng năng lượng trực tiếp hoặc gián tiếp. 3. Thái độ Nghiêm túc, cẩn thận. II.Chuẩn bị * Máy sấy tóc, nguồn điện, đèn, đinamô xe đạp... III. Tiến trình lên lớp. Tg Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hoạt động 1. tạo tình huống học tập. - Yêu cầu HS đọc tài liệu trong 2'. - Em nhận biết năng lượng như thế nào? - Năng lượng quan trong đối với con người là... - HS có thể trả lời theo cách hiểu biết của mình. Hoạt động 2. ôn tập về sự nhận biết cơ năng và nhiệt năng. - yêu cầu HS trả lời C1 và giải thích. Gv chuẩn lại kiến thức cho HS ghi vở. - Yêu cầu HS trả lời C2. - HS rút ra KL: Nhận biết cơ năng, nhiệt năng khi nào? C1: - tảng đá nằm trên mặt đất không có năng lượng vì không có khả năng sinh công. - Tảng đá được nâng lên mặt đất có W ở dạng thế năng hấp dẫn. - Chiếc thuyền chạy trên mặt nước có năng lượng ở dạng động năng. C2: Biểu hiện nhiệt năng trong trường hợp : " làm cho vật nóng lên" KL1: Ta nhận biết được vật có cơ năng khi nó thực hiện công, có nhiệt năng khi nó làm nóng vật khác. Hoạt động 3. tìm hiểu các dạng năng lượng và sự chuyển hoá năng lượng - Yêu càu HS tự nghiên cứu và điền vào chỗ trống ra nháp. - gọi 5 HS trình bày 5 thiết bị. - yêu cầu HS nhận xét ý kiến của từng bạn. - GV chuẩn lại kiến thức cho HS ghi vở. - yêu cầu HS trả lời C4: HS nhận xét - GV chuẩn hoá kiến thức. HS rút ra KL: Nhận biết hoá năng, quang năng, điện năng khi nào? C3: + Thiết bị A: (1) Cơ năng điện năng. (2) Động năng nhiệt năng + Thiết bị B: (1): Điện năng cơ năng (2) Động năng động năng + Thiết bị C: (1) Nhiệt năng Nhiệt năng (2) Nhiệt năng cơ năng + Thiết bị D: (1) Hoá năng điện năng (2) Điện năng nhiệt năng + Thiết bị E: (1) Quang năng nhiệt năng. - Nhận biết được hoá năng trong thiết bị D: Hoá năng điện năng - Nhận biết quang năng trong thiết bị E: quang năng nhiệt năng - Điện năng trong thiết bị B: Điện năng cơ năng. KL2: Muốn nhận biết được hoá năng, quang năng, điện năng, khi các dạng năng lượng đó chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác. Hoạt động 4. Vận dụng - củng cố - Yêu cầu HS giải câu C5: Củng cố: - Nhận biết được vật có cơ năng khi nào? - trong các quá trình biến đổi vậtlí có kèm theo sự biến đổi năng lượng không? Tóm tắt: V = 2l nước m = 2kg T1 = 200C T2 = 800C Cn = 4200J/kg.K Điện năng nhiệt năng? Giải Điện năng = nhiệt năng Q Q = cm t =4200.2.60 =504000J Hoạt động 5. HDVN - Hs làm các câu C1 C5 - Làm bài tập SBT Tuần 33 Tiết 66. định luật bảo toàn năng lượng. Ngày soạn: 01/05/2008 Ngày dạy: 07/05/2008 I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: + Qua thí nghiệm, nhận biết được trong các thiết bị làm biến đổi năng lượng, phần năng lượng thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng cung cấp. Cho thiết bị ban đầu, năng lượng không tự sinh ra. + Phát hiện được năng lượng giảm đi bằng phần năng lượng xuất hiện. + Phát biểu định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng và vận dụng định luật để giải thích hoặc dự đoán sự biến đổi năng lượng. 2. Kỹ năng + Rè luyện kĩ năng khái quát hoá về sự biến đổi năng lượng để thấy được sự bảo toàn W. + Rèn được kĩ năng phân tích hiện tượng. 3. Thái độ Nghiêm túc, cẩn thận. II.Chuẩn bị * Đối với mỗi nhóm HS: Thí nghiệm 60 cả nhóm; thí nghiệm 60.2: Máy phát điện và động cơ điện, quả nặng. III. Tiến trình lên lớp. Tg Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ ? Khi nào vật có năng lượng? Có những dạng năng lượng nào? Nhận biết hoá năng, nhiệt năng, quang năng, điện năng bằng cách nào? Lờy ví dụ. HS2: Chữa bài tập 59.1; 3. HS3: Chữa bài tập 59.2; 4. ĐVĐ: Năng lượng luôn được chuyên hoá. Con người đã có kinh nghiệm biến đổi năng lượng sẵn có trong tự nhiên để phục vụ cho lợi ích của con người. Trong quá trình biến đổi năng lượng đó có sự bảo toàn không? Hoạt động 2. tìm hiểu sự chuyển hoá năng lượng trong các hiện tượng cơ nhiệt, điện. - Yêu cầu HS bố trí thí nghiệm hình 60.1. GV hướng dẫn HS đánh dấu vị trí cao nhất rồi mới thả bi. ? Wđ, Wt phụ thuộc vào yếu tố nào? - Để trả lời C2 phải có yếu tố nào? Thực hiện như thế nào? - Yêu cầu HS phải phân tích được: + va = vb = 0 WđB = WđA = 0 + Đo h2.h1 - Yêu cầu HS trả lời C3, Wt có bị hao hụt không? Phần Whh đã chuyển hoá thế nào? - W hao hụt của bi chứng tỏ W bi có tự sinh ra không? - GV yêu cầu HS đọc thông báo và rình bày sự hiểu biết của thông báo . GV chuẩn hoá lại kiến thức. - Yêu cầu HS tự rút ra KL: Có bao giờ hòn bi chuyển động để hB > hA? Nếu có là do nguyên nhân nào? Yêu cầu HS lấy ví dụ. Qua sát 1 thí nghiệm về sự biến đổi cơ năng thành điện năng và ngựơc lại. hao hụt cơ năng? - GV giới thiệu cơ cấu và tiến hành thí nghiệm hoặc hướng dẫn cho 1 HS làm thí nghiệm để HS quan sát 1 vài lần rồi rút ra nhận xét về hoạt động. - Yêu cầu HS nêu sự biến đổi năng lượng trong mỗi bộ phận. ? So sánh WtB với WtAB? ( Đo hamax với hbmax?) - Kết luận về sự chuyển hoá năng lượng trong động cơ điện và máy phát điện. I. Sự chuyển hoá năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt, điện. 1. Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. Hao hụt năng lượng. a) Thí nghiệm. HS bố trí thí nghiệm C1. HS trung bình trả lời HS khá trả lời Ghi vở: WtA WtC WtB và ngược lại. C2: Đo h1= H2 = nhận xét WtB.......WtA C3 - W tbi hao hụt Wt hao hụt của vật chứng tỏ W vật không tự sinh ra. W có ích < W ban đầu. W = W khác + W hh b) Kết luận 1: Cơ năng hao phí do chuyển hoá thành nhiệt năng. hB > hA Wt > Wt chỉ xảy ra khi ta đẩy thêm hoặc vật nào đó đã truyền cho nó năng lượng. 2. Biến đổi cơ năng thành động năng và ngược lại: Hao hụt cơ năng. C4: Hoạt động: Quả nặng A rơi dòng điện chạy sang động cơ làm động cơ quay kéo quả nặng B. Cơ năng của quả nặng A điện năng cơ năng của quả nặng của động cơ điện cơ năng cảu B. C5. WA > WB Sự hao hụt là do chuyển hoá thành nhiệt năng. HS nhận xét và ghi vở. Hoạt động 3. định luật bảo toàn năng lượng - Năng lượng có gĩư nguyên dạng không? - Nếu giữ nguyên thì có biến đổi tự nhiên không? Trong quá trình tự nhiên thì năng lượng chuyển hoá có mất mát không? nguyên nhân mất mát đó rút ra định luật bảo toan năng lượng. II. Định luật bảo toàn năng lượng Hoạt động 4. vận dụng- củng cố - HS trả lời C6. - Gợi ý: - Bếp cải tiến khác với bếp kiềng 3 chân như thế nào? - Bếp cải tiến: Lượng khói bay theo hướn nào? Có sử dụng nữa không? II. Vận dụng - Máy móc ( động cơ) có bao giờ có W không? và có rồi thì có mãi không? Muốn hoạt động thì phải có điều kiện gì? - Bếp cải tiến quây xung quanh kín năng lượng truyền ra môi truờng xung quanh ít đỡ tốn W. - Khói bay lên trên Wkhói được sử dụng tiếp. - HS tóm tắt lại kiến thức thu thập. - Tóm tắt: Các qui luật biến đổi trong tự nhiên đều tuân theo định luật bảo toàn năng lượng. - Định luật bảo toàn năng lượng được ngiệm đúng trong hệ cô lập. Hoạt động 5. HDVN - Làm bài tập trong SBT. - Ôn lại máy phát điện. Tuần 34 Tiết 67. sản xuất điện năng - nhiệt điện và thuỷ điện Ngày soạn: 10/05/2008 Ngày dạy: 13/05/2008 I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được vai trò của điện năng trong đời sống và sản xuất, ưu điểm của việc sử dụng điện năng so với các dạng năng lượng khác. - Chỉ ra đợc các bộ phận chính trong nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện. - Chỉ ra được các quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện. 2. Kỹ năng - Như bài 61. - Biết vận dụng kiến htức về diòng điện 1 chiều không đổi để giải thích sự sản xuất điện mặt trời. 3. Thái độ Nghiêm túc, cẩn thận. II.Chuẩn bị * Đối với mỗi nhóm HS: III. Tiến trình lên lớp. Tg Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ ? Em hãy nêu nguyên tắc hoạt động của nhà máy phát điện xoay chiều? ĐVĐ: Trong đời sống kĩ thuật, điện năng có vai trò to lớn mà các em đã biết. Trong nguồn điện lại không có sẵn trong tự nhiên như là nguồn năng lượng khác, mà pahỉ tạo ra nguồn năng lượng điện. Vậy làm thế nào để biến W khác thành điện. Hoạt động 2. tìm hiểu vai trò của điện năng trong đời sống và sản xuất. - GV gọi 2 HS nghiên cứu SGK, trả lời C1. GV: Nếu không có điện thì đời sống con người sẽ không được nâng cao, kĩ thuật không phát triển. - Yêu cầu HS trả lời C2: HS nghiên cứu C3: I. Vai trò của điện năng trong đời sống và sản suất. C1: + Trong đời sống điện phục vụ thắp sáng, quạt mát, sưởi ấm, xay sát... + Trong kĩ thuật: Quay động cơ điện, năng vật lên cao... C2: Máy phát điện thủy điện: Wnước Wrôto điện năng Máy phát điện: Nhiệt năng của nhiênliệu đốt cháy Wroto điện năng. Pin - ácqui: Hoá năng điện năng. Pin quang điện: Năng lượng ánh sáng điện năng. Phóng điện: Năng lượng gió Wroto điện năng. Quạt máy: Điện năng cơ năng. Bếp điện: Điện năng nhiệt năng. Đèn ống: Điện năng quang năng. Nạp ác qui: Điện năng hoá năng. C3: + Truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ điện bằng dây dẫn. + Truyền tải điện năng không cần phương tiện giao thông. Hoạt động 3. tìm hiểu hoạt động của nhà máy nhiệt điện và quá trình biến đổi năng lượng trong các bộ phận đó. HS nghiên cứu sơ đồ cấu tạo của nàh máy nhiệt điện và phát biểu. - GV ghi lại các bộ phận của nhà máy trên bảng của vài HS. Nêu sự biến đổi năng lượng trong các bộ phận đó. ? Trong nhà máy nhiệt điện có sự chuyển hoá năng lượng cơ bản nào? C4: Bộ phận chính: Lò đốt than, nồi hơi. Tuabin. Máy phát điện. ống khói Tháp làm lạnh. Lò đốt có tác dụng biến hoá năng thành nhiệt năng. Nồi hơi: Nhiệt năng cơ năng của hơi. Tuabin: Cơ năng của hơi cơ năng tubin. Máy phát điện: Cơ năng tuabin điện năng. KL1: Trong nhà máy nhiệt điện nhiệt năng chuyển hoá thành cơ năng chuyển hoá thành điện năng. Hoạt động 4. tìm hiểu hoạt động của nhà máy thuỷ điện - yêu cầu HS nghiên cứu H61.2 trả lời C5. HS lần lượt trả lời. Gợi ý: + Nước trên hồ có W ở dạng nào? + Nước chảy trong ống dẫn nước có W ở dạngnào? + Tuabin hoạt động nhờ W nào? + Máy phát điện có W không? Do đâu? C6:? Wt nước phụ thuộc vào yếu tố nào? C5: - Nước trên hồ có dạng Wt. - Nước chảy trong ống có dạng Wt Wđ. - Tua bin: Wđ nước Wđ tua bin - Trong nhà máy phát điện: Wđ tua bin điện năng. C6: Mùa khô nước ít mực nước hồ thấp Wt nước ít điện năng ít. Hoạt động 5. vận dụng - HS ghi tóm tắt đầu bài. - Coi như Wt điện năng. C7: Tóm tắt H1 = 1m S = 1km2 = 106m2 H2 = 200m = 2.102m Điện năng? A = điện năng = P.h = d.V.h = d.S.h1.h2 = 2.102J - Ghi vở. Hoạt động 6. HDVN - Đọc lại các câu C1 - C7. - Làm các bài tập SBT. Tuần 34 Tiết 68. điện gió - điện mặt trời - điện hạt nhân Ngày soạn: 10/05/2008 Ngày dạy: 14/05/2008 I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được các bnộ phận chính của máy phát điện gió - pin mặt trời - nhà máy điện nguyên tử. - Chỉ ra được dự biến đổi năng lượng trong các bộ phận chính của các nhà máy trên. - Nêu được ưu điểm và nhựoc điểm của việc sản xuất và sử dụng điện gió, điện hạt nhân và điện mặt trời. 2. Kỹ năng - Biết vận dụng kiến thức về dòng điện 1 chiều để giải thích sự sản xuất điện mặt trời. 3. Thái độ Hợp tác. II.Chuẩn bị * Đối với GV: 1 máy phát điện gió, 1 pin mặt trời, bóng đèn 220 - 100W, 1 đèn LED. III. Tiến trình lên lớp. Tg Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ HS1: Em hãy nêu vai trò điện trong đời sống và kĩ thuật. Việc truyền tải điện năng có thuận lợi gì? Khó khăn gì? HS2: Nhà máy nhiệt điện và thuỷ điện có đặc điểm giống và khác nhau như thế nào? Nêu ưu điểm và nhược điểm của các nhà máy này? ĐVĐ: Ta đã biết muốn có điện năng thì phải chuyển hoá W khác thành điện năng. Trong cuộc sống có nguồn năng lượng lớn, đó là gió W mặt trời ,năng lượng hạt nhân, năng lượng thuỷ triều...Vậy muốn chuyển hoá các W đó thành điện năng thì phải làm như thế nào? Hoạt động 2. tìm hiểu máy phát điện gió - Chứng minh gió có W? - Nghiên cứu trên sơ đồ máy phát điện gió. - Nêu sự biến đổi năng lượng. HS: Gió có thể sinh công, đẩy thuyền buồm chuyển động, làm đổ cây... a) Cấu tạo: - Cánh quạt gắn với trục quay của rôto của máy phát điện. - Stato là các cuộn dây điện. Wđ gió Wđ rôto Wđiện trong máy phát điện. Hoạt động 3. tìm hiểu hoạt động của pin mặt trời - GV thông báo qua cấu tạo của pin mặt trời: + Là những tấm phẳng silíc. + Khi chiếu ánh sáng thì có sự khuếch tán của electron từ lớp KL khác 2 cực của nguồn điện. - Pin mặt trời: W chuyển hoá như thế nào? Chuyển hoá trực tiếp hay gián tiếp? - Muốn W nhiều thì điện tích của tấm KL phải như thế nào? - Khi sử dụng phải như thế nào? HS nghiên cứu tài liệu và trả lời. - Yêu cầu HS tóm tắt và giải BT. + Đổi đơn vị. + Thực hiện giải. Công thức tính H = ? II. Pin mặt trời. a) Cấu tạo: Là những tấm silic trắng hứng ánh sáng. b) Hoạt động: W ánh sáng W điện. c) W điện lớn S tấm kim loại lớn. d) Sử dụng: Phải có ánh sáng chiếu vào. Nếu W lớn và phải sử dụng nhiều liên tục thì phải nạp điện vào ác quy. C2: S1 = 1m2 Pánh sáng = 1,4kW H = 100% P sử dụng điện = 100W.20 Pquạt = 75W.10 S = ? Wsáng = Wđ.10 Pánh sáng = Pđ.10 = 27500W Tổng cộng công suất sử dụng điện: Pđ = 20.100 + 10.75 = 2750W Diện tích cần thiết để làm tấm pin mặt trời là: 27500 : 1400 = 19,6m2 Hoạt động 4. Tìm hiểu n h à máy điện hạt nhân Nghiên cứu tài liệu cho biết các bộ phận chính của nhà máy. - Yêu cầu HS trình bày cấu tạo. - Trình bày về chức năng của các bộ phận. GV: Tường bảo vệ ngăn cách bức xạ nhiệt ra ngoài tránh gây nguy hiểm. Muốn sử dụng điện năng thì phải sử dụng như thế nào? III. Nhà máy điện hạt nhân - Lò phản ứng hạt nhân - Nồi hơi - tua bin - Máy phát điện. - Tường bảo vệ. - Lò phản ứng: W hạt nhân nhiệt năng nhiệt năng của nước. - Nồi hơi: Biến nhiệt năng hạt nhân nhiệt năng của chất lỏng nhiệt năng của nước. - Máy phát điện: nhiệt năng của nước cơ năng của tua bin. Hoạt động 5. nghiên cứu sử dụng tiết kiệm điện năng - Muốn sử dụng điện năng thì phải dử dụng như thế nào? - Yêu cầu HS trả lời C3. - Đặc điểm W điện, biện pháp tiết kiệm năng lượng? - Vì sao người ta khuyến khích dùng điện ban đêm? Trả lời C4: IV. Sử dụng tiết kiệm điện năng. - Sử dụng điện năng thành các dạng W khác. C3: Thiết bị chuyển hoá điện năng quang năng... Thiết bị chuyển hoá điện năng nhiệt năng... Thiết bị chuyển hoá điện năng cơ năng... - Đặc điểm W điện là pahỉ sử dụng hết, chỉ dự trữ ít trong acqui. - Khuyến khích sử dụng điện sản xuất vào ban đêm. - Một số máy móc năng lượng điện ban đầu W khác W cần dùng. Ví dụ: Đèn dây tóc: W điện nhiệt năng quang năng. Hiệu suất động cơ điện lớn, năng lượng hao phí ít. Hoạt động 6.củng cố 1. nêu ưu điểm và nhược điểm của việc sản xuất và sử dụng điện gió, điện mặt trời. 2 Nêu ưu điểm và nhược điểm của sản suất và sử dụng điện năng của nhà máy điện hạt nhân. 3. So sánh đặc điểm giống và khác nhau giữa nhà nmáy nhiệt điện và điện nguyên tử: - Nêu nội dung ưu điểm. Nhà máy điện gió - pin mặt trời. - ưu điểm: + Biến W sẵn có trong tự nhiên W điện. + Gọn, nhẹ. + Không gây ô nhiễm - Nhược điểm: Phụ thuộc vào thời tiết nhà máy điện hạt nhân. - Ưu điểm: Công suất cao. - Nhược điểm: Ô nhiễm, nếu không có bộ phận bảo vệ tốt sẽ gây ô nhiễm môi trường. Giống: Biến nhiệt năng thnàh cơ năng của tuabin điện năng. + Nhà máy nhiệt điện: W nhiên liệu cơ năng của nước. + Nhà máy điện nguyên tử: W hạt nhân cơ năng của nước. 3. HDVN. - Trả lời C1 C4 SGK. - ônlại kiến thức cơ ban r của chương 4 và làm lại bài tổng kết Chương 3.