Giáo án Vật lí Lớp 8 - Tiết 20: Công suất. Cơ năng - Năm học 2019-2020 - Trường THCS Phúc Than

Ngày giảng: 06/05/2020 – 8A2, 8A3; 08/05/2020 – 8A1 Tiết 20: CÔNG SUẤT – CƠ NĂNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - HS biết: Viết được công thức tính công suất. - HS hiểu: Hiểu được công suất là công thực hiện được trong một giây là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm của con người. - HS biết: Tìm được ví dụ minh hoạ cho khái niệm cơ năng, thế năng, động năng. - HS hiểu: Thấy được một cách định tính thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất và động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc của vật. 2. Kỹ năng: - HS thực hiện được: Biết phân tích hình 15.1 sgk và vận dụng công thức để giải các bài tập. - HS thực hiện thành thạo: Công thức tính áp suất - HS thực hiện được: Làm được thí nghiệm ở sgk. - HS thực hiện thành thạo: thí nghiệm đơn giản. 3. Thái độ: - HS có thói quen: Trung thực, tập trung trong học tập. - Rèn cho học sinh tính cách: Cẩn thận, học nghiêm chỉnh. 4. Năng lực: - Năng lực chung: Tư duy sáng tạo, năng lực hợp tác, tư duy lôgic, giao tiếp. - Năng lực đặc thù: HS được rèn năng lực vận dụng. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Phương tiện: Tranh vẽ hình 15.1 sgk 1 lò xo bằng thép. 1 máng nghiêng, 1 quả nặng và một miếng gỗ. Các hình vẽ hình 16.1 a,b. - Phương pháp: Nêu vấn đề 2. Học sinh: Nghiên cứu kĩ sgk III. PHƯƠNG PHÁP, KĨ THUẬT 1. Phương pháp: Vấn đáp, luyện tập, hoạt động nhóm, thực hành. 2. Kỹ thuật: Kỹ thuật đặt câu hỏi, hoạt động nhóm, động não, thực hành, trình bày 1’. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Không 3. Bài mới: Hoạt động 1: Khởi động Ngày nay trong nhiều ngành sản xuất không phải chú ý làm ra nhiều sản phẩm (thực hiện được công lớn) mà còn phải cố gắng sản xuất được nhanh. Ví dụ như dùng một xe bò để chở một lượng gạch từ nhà máy đến chân công trình mất 10 ngày, nếu dùng ôtô tải chỉ mất 1 ngày. Vậy nên dùng cách nào? Vì sao? Nhờ các máy móc mà ta có thể thực hiện một công rất lớn trong một thời gian ngắn, nghĩa là làm rất nhanh. Vậy làm thế nào để so sánh được sự thực hiện công của các máy nhanh hay chậm? Trong đời sống hàng ngày người ta cũng gọi những máy làm việc nhanh và nhiều là những máy khoẻ hơn. Vậy trước tiên ta hãy tìm hiểu xem thế nào là người (hay máy) làm việc khoẻ hơn (nhanh hơn)? Hoạt động 2: Hình thành kiến thức, kỹ năng mới (Phần Công suất HS đã dạy) Hoạt động của GV và HS Nội dung * Phương pháp: Vấn đáp, luyện tập. * Kĩ thuật: Kĩ thuật đặt câu hỏi, động não, thực hành, trình bày 1 ’ * Năng lực: Tư duy sáng tạo, tư duy lôgic * Phẩm chất: Tự tin, tự chủ, tự lập GV: Cho hs đọc phần giới thiệu ở sgk HS: Thực hiện ? Như vậy ai làm việc nhanh hơn? HS: Trả lời GV: Hãy tính công thực hiện của anh An và anh Dũng? GV: Vậy ai thực hiện công lớn hơn? + GV: Yêu cầu HS đọc C2, sau đó suy nghĩ trả lời. + Yêu cầu HS tìm phương pháp chứng minh phương án c và d là đúng Rút ra phương án nào dễ thực hiện hơn? GV: Cho hs thảo luận C3 Sau đó gọi1 hs đứng lên trả lời. GV: Em hãy tìm những từ để điền vào chỗ trống C3? Tóm tắt: h = 4m; viên.P1 P1 = 16N; viên.P1 t1 = 50s; t2 = 60s C1: Công của anh An thực hiện là: Công của anh Dũng thực hiện là: C2: Các phương án. a) Không được vì thời gian thực hiện của hai người khác nhau. b) Không được vì công của hai người khác nhau. c) Đúng. Nhưng phương pháp giải phức tạp. ; Cùng thực hiện một công là 1J thì anh Dũng thực hiện được trong thời gian ngắn hơn. Nên anh Dũng khoẻ hơn. d) Đúng vì so sánh công thực hiện được trong 1s. Nếu xét trong cùng một thời gian 1 giây thì. An thực hiện được 1 công là: Dũng thực hiện được một công là: Ta thấy: A2 > A1. Vậy Dũng làm việc khoẻ hơn. C3: (1) Dũng (2) Trong cùng 1 giây, anh Dũng hiện công lớn hơn. Tìm hiểu khái niệm công suất * Phương pháp: Vấn đáp. * Kĩ thuật: Kĩ thuật đặt câu hỏi. * Năng lực: Tư duy sáng tạo,tư duy logic, * Phẩm chất: Tự tin, tự chủ, tự lập GV: Cho hs đọc phần “giới thiệu” sgk HS: Thực hiện GV: Như vậy công suất là gì? HS: Là công thực hiện trong một đon vị thời gian. GV: Hãy viết công thức tính công suất? HS: P = A/t GV: Hãy cho biết đơn vị của công suất? HS: Jun/giây hay Oát (W) GV: Ngoài đơn vị oát còn đơn vị KW, MW. II. Công suất 1.Định nghĩa: Công suât là công thực hiện được trong 1 giây. 2. Công thức tính: P =A/ t A: Công thực hiện được(J) t: Thời gian thực hiện công trên(s) P: Công suất (W) Tìm hiểu đơn vị tính công suất: * Phương pháp: Vấn đáp, luyện tập. * Kĩ thuật: Kĩ thuật đặt câu hỏi. * Năng lực: Tư duy sáng tạo, tư duy lôgic. * Phẩm chất: Tự tin, tự chủ, tự lập ? Nếu công thực hiện được là 1 J trong thời gian là 1 s thì công suất được tính như thế nào? III/ Đơn vị công suất + Đơn vị công là J. + Đơn vị thời gian là s. + Nếu công thực hiện là 1s. + Thời gian thực hiện công là 1s thì công suất bằng 1J/ 1s = 1oát (W). + Oát là đơn vị chính của công suất. + 1kW = 1000W + 1MW = 1000kW = 1000000W + 1 Mã lực = 736W GV: Cho hs đọc phần thông báo skg GV: Khi nào vật đó có cơ năng? GV: Em hãy lấy ví dụ về vật có cơ năng? HS: Quả nặng được đặt trên giá. Nước ngăn ở trên đập cao GV: Đơn vị của cơ năng là gì? IV. Cơ năng Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng. Ví dụ: - Con bò kéo xe có thể thực hiện công: Có cơ năng. - Người thợ xây có thể kéo gạch lên cao. - Ôtô có thể chở hàng đi xa. - Vật có cơ năng càng lớn khi vật có khả năng thực hiện công cơ học càng lớn. + Đơn vị đo cơ năng cũng là đơn vị đo công là Jun. + GV: Một vật A khi đặt trên mặt đất( hình 16.1a) và khi được nâng lên một độ cao h so với mặt đất ( hình 16.1b) rồi buông tay ra thì trường hợp nào vật A có khả năng thực hiện công? Vì sao? + HS: Thảo luận C1? + Yêu cầu HS giải quyết vấn đề: So sánh quãng đường chuyển dời của B và độ cao h của quả nặng A. Vậy công mà vật A có thể thực hiện được quan hệ thế nào với độ cao h mà vật được nâng lên? Suy ra cơ năng của vật phụ thuộc như thế nào vào độ cao h của vật? + GV: Như vậy cơ năng của vật A phụ thuộc vào vị trí so với mặt đất. Ta gọi loại cơ năng này là thế năng. Sở dĩ vật có thế năng là do vật bị Trái Đất tác dụng lực hút (còn gọi là lực hấp dẫn). Bởi vậy thế năng này gọi là thế năng hấp dẫn. + Thế năng hấp dẫn được xác định bởi yếu tố nào? + GV thông báo tiếp: Nhiều thí nghiệm còn cho biết thế năng hấp dẫn còn phụ thuộc vào khối lượng của vật. Vật có khối lượng càng lớn thì thế năng hấp dẫn càng lớn. Tóm lại thế năng hấp dẫn của vật phụ thuộc như thế nào vào độ cao và khối lượng của vật? - Đặt vấn đề: Xét một lò xo bằng thép đàn hồi bị nén như hình 16.2b SGK. Nếu đốt dây, lò xo bật ra thì nó có khả năng thực hiện công không? Có cơ năng không? Tại sao? + GV: Yêu cầu HS đọc phần thu thập thông tin và trả lời C2? + Thông báo cho kết luận: Vật bị biến dạng đàn hồi có cơ năng và được gọi là thế năng đàn hồi. + GV: Hãy nêu ví dụ về vật có thế năng đàn hồi và cho biết thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng như thế nào? - Kết luận. Yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Vậy khi nào thì vật có thế năng đàn hồi? Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng như thế nào? + GV: Khi ta ấn tay vào cục đất nặn, cục đất biến dạng. Vậy cục đất này có thế năng đàn hồi không? Vì sao? V. Thế năng 1. Thế năng hấp dẫn C1: Quả nặng A chuyển động xuống phía dưới làm căng sợi dây. Sức căng của sợi dây làm thỏi gỗ B chuyển động, tức là thực hiện công. Như vậy quả nặng A khi đưa lên độ cao nào đó, nó có khả năng sinh công tức là có cơ năng. + HS trả lời: s = h; A = F.s = F.h Công mà A có thể thực hiện tỉ lệ với độ cao h. Cơ năng của vật càng lớn khi vật càng được nâng lên cao khỏi mặt đất. - Thế năng hấp dẫn được xác định bởi độ cao h của vật, nghĩa là bởi vị trí của vật so với mặt đất. + Vật có thế năng hấp dẫn càng lớn khi khối lượng của vật càng lớn, và vật được đặt ở độ cao càng lớn. 2. Thế năng đàn hồi + HS: Sau khi thảo luận và thống nhất trả lời. Lò xo có thể tác dụng một lực đẩy cho miếng gỗ chuyển động. Vậy lò xo bị nén có khả năng thực hiện công, có cơ năng. C2: Lò xo có cơ năng vì nó có khả năng sinh công cơ học. - Cách nhận biết: Đặt miếng gỗ lên trên lò xo và dùng diêm đốt cháy dây len đứt lò xo đẩy miếng gỗ lên cao tức là thực hiện công. Lò xo có cơ năng. * Thế năng đàn hồi. Ví dụ: Súng cao su, que tre bị uốn cong, cánh cung bị uốn cong. - Khi vật có cơ năng ... Độ biến dạng càng lớn thì thế năng đàn hồi càng lớn. Cục đất nặn không có thế năng đàn hồi vì nó không biến dạng đàn hồi, không có khả năng sinh công. - Gv Ta thường thấy gió (không khí chuyển động) có khả năng tác dụng lực lên cánh buồm đẩy thuyền đi, gió bão có thể làm đổ cây. Điều này có nghĩa là không khí chuyển động có khả năng sinh công, nói cách khác là có cơ năng. Liệu ta có thể nói chung là vật chuyển động có cơ năng được không? và cơ năng loại này phụ thuộc những yếu tố nào? + Hãy làm thí nghiệm như hình 16.3 SGK để kiểm tra dự đoán đó. + GV: Yêu cầu HS làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng và trả lời C3, C4, C5. + GV: Yêu cầu HS thảo luận chung khi làm xong thí nghiệm. C3: Giúp HS phát hiện đủ ba yếu tố: vận tốc của A, lực tác dụng của A lên B, quãng đường dịch chuyển của B. C4: Trình bày lập luận đầy đủ. C5: Tìm từ thích hợp điền vào kết luận. + GV: Em hiểu thế nào là động năng? - HS tiến hành thí nghiệm 2, quan sát thí nghiệm và trả lời C6. Lưu ý HS so sánh quãng đường đi được của vật B, vận tốc của vật A trong 2 thí nghiệm 1 và 2. Trình bày lập luận chặt chẽ. + GV: Yêu cầu HS làm thí nghiệm 3 để xem động năng của vật A có phụ thuộc vào khối lượng của vật không và phụ thuộc thế nào? Trả lời C7. + GV: Nêu câu C8; Qua C6 và C7 học sinh tự trả lời được C8. + HS nêu chú ý: SGK/ Tr 57. II. Động năng - Có thể nói vật chuyển động có khả năng sinh công, tức là có cơ năng. 1. Khi nào vật có động năng? - Thí ngiệm 1. (hình 16.3). C3: Quả cầu A chuyển động xuống đến chân dốc thì va chạm vào B, tác dụng vào B một lực và đẩy B đi một đoạn đường s. C4: Lập luận: A đang chuyển động có khả năng tác dụng vào B một lực làm cho B di chuyển một quãng đường s. Vậy A có khả năng thực hiện công. C5: Một vật chuyển động có khả năng thực hiện công(sinh công), tức là có cơ năng. * Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng. 2. Động năng phụ thuộc vào yếu tố nào? _ Thí nghiệm 2. (hình 16.3). C6: So sánh thí nghiệm 1 lần này miếng gỗ chuyển động được đoạn đường dài hơn. Như vậy khả năng thực hiện công của quả cầu A lần này lớn hơn trước. Quả cầu A lăn từ vị trí cao hơn nên vận tốc của nó khi đập vào miếng gỗ B lớn hơn trước. * Kết luận 1: Động năng của quả cầu A phụ thuộc vào vận tốc của nó. Vận tốc càng lớn thì động năng càng lớn. - Thí nghiệm 3. (hình 16.3). C7: Miếng gỗ B chuyển động được đoạn đường dài hơn, như vậy công của quả cầu A' thực hiện được lớn hơn công của quả cầu A thực hiện lúc trước. * Kết luận 2: Động năng của quả cầu còn phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng càng lớn thì động năng càng lớn. C8: Động năng của vật phụ thuộc vận tốc và khối lượng của nó. Hoạt đông 3: Luyện tập * Phương pháp: Vấn đáp, luyện tập. * Kĩ thuật: Kĩ thuật đặt câu hỏi, kĩ thuật trình bày 1’ * Năng lực: Tư duy sáng tạo, tư duy lôgic. * Phẩm chất: Tự tin, tự chủ, tự lập - Yêu cầu 1HS hệ thống lại kiến thức toàn bài sử dụng kĩ thuật trình bày 1’ - Cho hs giải BT 15.1 SBT. Hoạt động 4: Vận dụng + Yêu cầu cả lớp làm câu C4: Gọi 1 HS trung bình lên bảng. + Câu C5: Yêu HS tóm tắt đầu bài. Gọi 1 HS trung bình khá lên bảng. HS khác làm vào vở. + GV: Hướng dẫn cách 2. Cho tt = 2h tm = 20ph = 1/3h At = Am = A Tìm Giải Công suất của máy lớn gấp 6 lần công suất của trâu. Công suất tỉ lệ nghịch với thời gian: tt = 6 tm + GV: Sau khi HS làm, GV nên hướng dẫn cách làm nhanh nhất là dùng quan hệ: khi công như nhau. HS hđ nhóm làm C6 GV nhân xét, chốt C4: ADCT tính công suất: Ta có: Công suất của An: Công suất của Dũng: C5: Cùng cày một sào đất, nghĩa là công thực hiện của Trâu và của Máy cày là như nhau. Trâu cày mất thời gian t1 = 2h = 120 phút Máy cày mất thời gian t2 = 20 phút. t1 = 6.t2 Vậy máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn 6 lần. C6: Tóm tắt. Cho v = 9km/h = 2,5m/s F = 200N Tìm a) P =? b) P = F.v Giải a) 1 giờ (3600s) ngựa đi đư 9km = 9000m A = F.s = 200.9000 = 1.800.000 (J) ADCT: Cách khác: P = F.v = 200. 2,5 = 500W b) Chứng minh: Hoạt động 5: Mở rộng, bổ sung, phát triển ý tưởng sáng tạo - Tìm hiểu phần có thể em chưa biết V. HƯỚNG DẪN CHUẨN BỊ BÀI HỌC CHO TIẾT HỌC SAU - Học thuộc lòng “ghi nhớ sgk - Làm BT 15.2, 15.3 , 15.4 SBT - Xem trước bài: “ Cơ năng”