Giáo án môn Vật lý 10 - Phần cơ năng

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG THPT QUY NHƠN Môn: Vật Lý Lớp: 10 Ban: Cơ Bản Tuần thứ 3 (Từ ngày 16/02/2009 – 20/02/2009) Giáo viên : Nguyễn Công Tài Năm học 2008 – 2009 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Họ và tên giáo viên Nguyễn Công Tài Ảnh Giáo viên Khối lớp 10 Ban Cơ Bản Ngày soạn 09/02/2009 Tiết số 45 Ngày dạy Môn Vật Lý Chương IV – CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MỤC TIÊU, CHUẨN BỊ Mục tiêu 1. Kiến thức - Viết được công thức tính cơ năng cuả một vật chuyển động trong trọng trường và dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. - Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường và dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo. 2. Kỹ năng - Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường  để giải một số bài tập đơn giản. - Vận dụng được công thức tính cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo để giải một số bài tập đơn giản. 3. Thái độ - Có ý thức vận dụng kiến thức định luật bảo toàn cơ năng để giải bài tập có liên quan . - Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong học tập, lòng ham hiểu biết thông qua việc tự giác hoạt động nhóm, cùng hợp tác với bạn bè và với giáo viên trong học tập. Chuẩn bị của giáo viên - Hình ảnh, plash : Sự chuyển động Yoyo; một vật khối lượng m chuyển động trong trọng trường ; trái bóng rơi tự do và ném lên ; chuyển động con lắc đơn, con lắc lò xo. - Phiếu học tập số 1,2,3,4 - Chia lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm gồm 9 học sinh Chuẩn bị của học sinh - Ôn lại kiến thức Động năng, thế năng vừa học ở bài trước - Ôn lại kiến thức Cơ năng đã học ở lớp 8 . Yêu cầu trang thiết bị Đồ dùng dạy học 1. Nêu yêu cầu những trang thiết bị/đồ dùng dạy học liên quan đến CNTT : a. Phần cứng : Máy tính + Màn hình LCD có nối mạng b. Phần mềm : MS Word , Power point, Plash, Crocodile Physic 2. Những trang thiết bị khác/Những đồ dùng dạy học khác Vật thật Yoyo. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tình hình lớp (2’) Điểm danh sĩ số HS 2. Kiểm tra bài cũ (5’) 2.1 Cho ví dụ một vật có động năng ? Viết công thức tính động năng và định lý động năng ? 2.2 Cho ví dụ một vật có thế năng? Viết công thức tính thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi và công thức liên hệ giữa thế năng và công của trọng lực. Dự kiến câu trả lời HS: Búa máy dùng để đóng cọc trong xây dựng . - Động năng : - Định lý động năng : 2.2 Đập nước thủy điện Y – a – ly - Thế năng trọng trường : - Thế năng đàn hồi : - Mối liên hệ giữa thế năng và công của trọng lực : 3. Giảng bài mới (3’) Có sử dụng CNTT a. Giới thiệu bài : - GV: Ở các bài học trước ta đã học động năng và thế năng là hai bài riêng lẻ . Vậy trong thực tế thì động năng và thế năng có phải là hai dạng năng lượng riêng lẻ không? - HS (dự kiến ): Hai dạng năng lượng không riêng lẻ . - GV : Yêu cầu HS cho ví dụ vật có cả động năng và thế năng. - HS (dự kiến): Vật rơi tự do từ độ cao h so với mặt đất. - GV: Làm thí nghiệm về sự chuyển động của Yoyo sau đó cho HS xem hình 1(trình chiều P.P) và yêu cầu HS trả lời: Khi yoyo ở trên (hình tay trái), ở dưới (hình tay phải) và khi yoyo chuyển động về giữa thì động năng và thế năng thay đổi như thế nào nếu chọn gốc thế năng khi yoyo ở hình tay phải? - GV: Gọi một HS trả lời và đưa ra nhận xét. - GV yêu cầu HS cho biết: Ở lớp 8 ta có học động năng và thế năng là hai dạng của năng lượng nào? - GV gọi một HS trả lời và đưa ra nhận xét. b. Tiến trình bài dạy : Hình 1 Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung 15’ Hoạt động 1 : Tìm hiểu cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường (Có sử dụng CNTT) - Từ ví dụ của Yoyo và nhớ lại kiến thức lớp 8 yêu cầu HS phát biểu định nghĩa cơ năng trong trọng trường. - Từ định nghĩa cơ năng và kiến thức kiểm tra bài cũ thế năng trọng trường .Viết biểu thức tính cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường ? - GV đặt câu hỏi : Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật thay đổi như thế nào ? - Để tìm hiểu sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường đều: GV gợi ý , hướng dẫn HS tìm câu trả lời . + Trình chiếu File Plash về chuyển động vật trong trong trọng trường đều từ M đến N + Yêu cầu HS cho biết công thức liên hệ thế năng và công của trọng lực tại M và N. + Yêu cầu HS cho biết độ biến thiên động năng của vật từ M đến N. + Từ hai phương trình trên yêu cầu HS chuyển vế để đưa điểm M về một vế và điểm N về một vế. + GV yêu cầu HS cho biết động năng điểm M cộng thế năng điểm M bằng đại lượng vật lý nào? Tương tự cho điểm N. + Từ biểu thức vừa tìm được ta thấy cơ năng điểm M và cơ năng điểm N như thế nào? Yêu cầu HS phát biểu định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. + Yêu cầu HS từ định luật vừa phát biểu viết biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng. + Để đưa ra hệ quả : GV trình chiếu P.P cho HS xem hình 3 và yêu cầu HS chia nhóm hoàn thành phiếu học tập số 1. + GV gọi một nhóm trình bày và nhận xét câu trả lời của một số nhóm. + Từ kết quả của phiếu học tập số 1, yêu cầu HS phát biểu hệ quả của vật chuyển động trong trọng trường. - Để vận dụng : GV trình chiếu cho HS xem Flash về sự chuyển động của con lắc đơn và yêu cầu HS 4 nhóm hoàn thành câu C1 trong SGK trang 143. GV gọi một nhóm trình bày và nhận xét câu trả lời của một số nhóm. - Nhớ lại khái niệm cơ năng ở THCS nêu định nghĩa cơ năng. - Viết biểu thức tính cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường và ghi vào phiếu học tập - Suy nghĩ và tìm câu trả lời . Dự kiến : - Bảo toàn - Không bảo toàn - HS quan sát trên màn hình - Dựa vào kiến thức kiểm tra bài cũ trả lời - HS dựa vào kiến thức mục 1 vừa học trả lời - Nhận xét, phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường và ghi vào phiếu học tập. - Thảo luận nhóm và hoàn thành phiếu học tập 1 , đại diện nhóm trả lời - Trình bày hệ quả gồm 2 ý I.Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường: 1/ Định nghĩa: Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật gọi là cơ năng: W = Wđ + Wt = mv2 + mgz 2/ Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường: Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng là một đại lượng bảo toàn: W = Wđ + Wt = hằng số =mv2 + mgz = hằng số Hay 3/ Hệ quả: - Nếu động năng giảm thì thế năng tăng (động năng chuyển hóa thành thế năng) và ngược lại. - Tại vị trí động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại. 17’ Hoạt động 2: Tìm hiểu về cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi (Có sử dụng CNTT) - Dùng phương pháp tương tự , yêu cầu HS viết biểu thức tính cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. -GV trình chiếu cho HS xem đoạn flash về sự chuyển động của con lắc lò xo nằm ngang , yêu cầu HS chia nhóm hoàn thành phiếu học tập số 2. - Từ kết quả của phiếu học tập 2 , yêu cầu HS phát biểu định luật bảo toàn cơ năng của lực đàn hồi. - Yêu cầu HS viết biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng của lực đàn hồi. -GV cần lưu ý HS:  Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiện đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi. - GV mở rộng cho HS cách tính cơ năng của vật khi có tác dụng của cả trọng lực và lực đàn hồi và yêu cầu HS về nhà tính - GV yêu cầu HS làm bài câu C2 trang 144 SGK . - Từ kết quả tìm được câu C2 : GV đặt câu hỏi : Cơ năng của vật trong quá trình chuyển động có được bảo toàn hay không ? Tại sao cơ năng vật giảm ? - GV rút ra kết luận khi nào cơ năng không được bảo toàn và yêu cầu HS hoàn thành vào phiếu học tập - HS lên bảng viết công thức - Quan sát màn hình và hoàn thành phiếu học tập 2 - Thực hiện theo yêu cầu của GV : Phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng của lực đàn hồi. - HS lắng nghe, ghi chép hướng dẫn . - C2 : Cơ năng tại A : 50m Cơ năng tại B : 18m Cơ năng không bảo toàn Hoàn chỉnh kiến thức vào phiếu học tập II.Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi: Khi một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi thì cơ năng của vật là đại lượng bảo toàn: W = mv2 + k(Dl)2= hằng số Hay Chú ý: - Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi . - Nếu vật chịu thêm tác dụng của lực ma sát, lực cản thì cơ năng của vật sẽ biến đổi . Công của lực cản sẽ bằng độ biến thiên cơ năng. 7’ Hoạt động 4 : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà - Yêu cầu cá nhân hoàn thành phiếu học tập số 3. - GV yêu cầu HS trả lời và nhận xét. - Yêu cầu HS về nhà hoàn thành phiếu học tập số 4 - Hoàn thành phiếu học tập 3 - Thực hiện theo yêu cầu GV 4. Dặn dò học sinh chuẩn bị cho tiết học tiếp theo (1’) Lập sơ đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức toàn bộ chương IV : CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN để tiết sau Ôn tập chuơng . Mở rộng kiến thức Viết biểu thức tính cơ năng của vật trong trường hợp vật chịu tác dụng của cả trọng lực và lực đàn hồi Liên hệ các môn học khác Không Nguồn tài liệu tham khảo - SGK Vật lý 8 NXB Giáo dục 2003 - SGK và SGV Vật lý 10 NXB Giáo dục 2006 - D.Halliday. R.Rensnick, J.Walker, Cơ sở Vật lý tập 1 và 2 , NXB Giáo dục 1996 - Trang Wed: + + + www.thuvienvatly.com Rút kinh nghiệm giờ dạy .. LỢI ÍCH CỦA VIỆC ỨNG DỤNG CNTT CHO BÀI HỌC NÀY Cho HS thấy rõ sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng trong quá trình chuyển động của con lắc đơn và con lắc lò xo . Từ đó giúp HS dễ dàng xây dựng đinh luật bảo toàn cơ năng khi vật chịu tác dụng của trong lực và lực đàn hồi. Bài 27: Cơ năng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 (Dành cho hoạt động 1)   Câu hỏi nhóm cần giải quyết: Ở  hình 1 cho biết động năng và thế năng của một vật rơi tự do, một vật được ném lên.   Trả lời của nhóm: Hình 3 Vật rơi tự do Vật được ném lên A đến B Tại A Tại B B đến A Tại A Tại B Động năng Thế năng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 (Dành cho hoạt động 2) Câu hỏi nhóm cần giải quyết: Ở flash chuyển động của con lắc lò xo . Hãy cho biết động năng và thế năng của vật: Hình 4 Trả lời của nhóm: Ở vị trí biên phải Ở vị trí O Ở vị trí biên trái. Ở vị trí bất kỳ (A đến O) Động năng Thế năng PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 (Dành cho hoạt động 3 ) Câu hỏi nhóm cần giải quyết: Câu 1. Chọn câu đúng: Một vật nhỏ được ném lên trên từ một điểm M phía trên mặt đất; vật lên tới điểm N thì dừng và rơi xuống. Bỏ qua sức cản của không khí . Trong quá trình MN A. Động năng tăng. B. Thế năng giảm C. Cơ năng cực đại tại N D. Cơ năng không đổi  Câu 2. Chọn câu trả lời đúng: Từ mặt đất, một vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s. Bỏ qua sức cản của không khí . Cho g = 10m/s2. Vị trí cao nhất mà vật lên được cách mặt đất một khoảng bằng : A. 5m. B. 10m. C. 15m. D. 20m. Trả lời của nhóm:................................................................................................................................................... PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 (Dành cho phần luyện tập ở nhà) Câu hỏi nhóm cần giải quyết: Câu 1. Trường hợp nào sau đây cơ năng của hệ được bảo toàn?   A. Vật trượt có ma sát trên mặt phẳng nghiêng.   B. Vật rơi trong không khí.   C.  Vật rơi tự do.   D. Vật chuyển động trong chất lỏng. Câu 2.Phát biểu nào sau đây đúng với định luật bảo toàn cơ năng ? A. Khi một vật chuyển động trong trọng trường và chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng chuyển động của vật được bảo toàn. B. Khi một vật chuyển động thì cơ năng của vật được bảo toàn. C. Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng chuyển động của vật được bảo toàn. D. Trong một hệ kín thì cơ năng của mỗi vật trong hệ được bảo toàn. Câu 3. Một người nặng 650N thả mình rơi tự do từ cầu nhảy ở độ cao 10m xuống nước . Cho g = 10m/s2. Nếu người đó nhảy khỏi cầu với vận tốc ban đầu v0 = 2m/s. Sau khi chạm nước người đó người đó chuyển động thêm một độ rời s = 3m trong nước theo phương thẳng đứng thì dừng. Tính độ biến thiên cơ năng của người đó. A. -7850 J. B. -5850 J. C. -8580 J. D. -6850 J. Câu 4.Cơ năng là một đại lượng ? Chọn câu trả lời đúng A. luôn luôn dương. B. có thể dương, âm hoặc bằng không. C. luôn luôn dương hoặc bằng không. D. luôn luôn khác không. Câu 5.Chon câu trả lời đúng  Một vật nặng khối lượng m = 500g treo vào đầu dưới sợi dây không co giãn chiều dài l = 40cm, đầu trên treo vào một điểm cố định. Đưa vật tới vị trí góc lệch α = 300 so với phương thẳng đứng rồi buông tay như hình vẽ. Lấy g = 10m/s2 . Động năng của vật khi nó đi qua vị trí cân bằng O bằng : Chọn câu trả lời đúng A. 10 J. B. 500 J. C. 1 J. D. 100 J. Câu 6.Một con lắc đơn có chiều dài l = 1m. Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng một góc 450 rồi thả tự do. Cho g = 9,8m/s2 . Tính vận tốc con lắc khi nó đi qua vị trí ứng với góc 300 : Chọn câu trả lời đúng A. 1,57m/s. B. 1,28m/s. C. 1,76m/s. D. 2,24m/s. Câu 7. Một búa máy khối lượng 1 tấn rơi từ độ cao 3,2m vào một cái cọc khối lượng 100kg. Va chạm giữa búa và cọc là va chạm mềm. Cho g = 10m/s2 . Vận tốc giữa búa và cọc sau va chạm là : Chọn câu trả lời đúng A. 8,8 m/s. B. 0,27 m/s. C. 7,27 m/s. D. 8 m/s. Câu 8 .Một vật được ném từ mặt đất với vận tốc 10m/s hướng chếch lên phía trên với các góc ném hợp với hương ngang một góc 300 và 600. Bỏ qua sức cản của không khí. Tính độ cao cực đại mà vật đạt được trong mỗi lần ném. Chọn câu trả lời đúng A. 1,27m ; 3,83m. B. 1,05m ; 1,45m. C. 1,2m ; 2,45m. D. 1,12m ; 2,83m. Câu 9. Một quả đạn pháo đang chuyển động thì nổ và bắn ra thành hai mảnh. Cho biết đáp án nào sau đây là đúng ? Chọn câu trả lời đúng A. Động lượng và cơ năng toàn phần đều không bảo toàn. B. Chỉ có động lượng được bảo toàn. C. Chỉ có cơ năng được bảo toàn. D. Động lượng và động năng được bảo toàn. Câu 10. Trường hợp nào sau đây không áp dụng được định luật bảo toàn nào ? Chọn câu trả lời đúng A. Khi hai vật va chạm mềm với nhau : không áp dụng được định luật bảo toàn cơ năng. B. Khi hệ không phải là hệ kín : không áp dụng được định luật bảo toàn động lượng. C. Khi hai vật trong một hệ kín va chạm đàn hồi với nhau : không áp dụng được định luật bảo toàn động lượng. D. Khi ngoài các lực là lực thế còn có các lực không phải lực thế tác dụng lên vật : không áp dụng được định luật bảo toàn cơ năng Trả lời của nhóm ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................................