Giáo án Vật lý Lớp 10 - Chủ đề: Bảo toàn thiên biến cơ năng

Chủ đề: BẢO TOÀN BIẾN THIÊN CƠ NĂNG
Thời lượng: 5 tiết
A.PHẦN CHUNG
I. MỤC TIÊU CỦA CHỦ ĐỀ
 1. Kiến thức :
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng. 
- Phát biểu được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật và viết được công thức tính thế năng này. 
- Viết được công thức tính thế năng đàn hồi.
- Phát biểu được định nghĩa cơ năng và viết được biểu thức của cơ năng.
- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này.
 2. Về kĩ năng
 - Vận dụng ,công thức tính động năng, thế năng , định luật bảo toàn và biến thiên cơ năng để giải được bài toán chuyển động của một vật.
 3. Năng lực cần phát triển:
 - Năng lực sử dụng kiến thức : HS nêu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng,thế năng trọng trường ,thế năng đàn hồi, định nghĩa cơ năng và biểu thức của cơ năng.
+ Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này.
- Năng Bài 42: Động năng. lực phương pháp : Vận dụng được phương pháp thực nghiêm (từ thí nghiêm) để xây dựng kiến thức
- Năng lực cá thể : Rèn luyện kĩ năng vẽ hình , giải bài tập dựa vào các công thức.
II. CẤU TRÚC CỦA CHUYÊN ĐỀ VÀ MÔ TẢ CÁC NĂNG LỰC CẦN PHÁT TRIỂN:
Tên bài theo PPCT cũ
Tên bài của chuyên đề theo cấu trúc mới
Cấu trúc nội dung bài học mới theo chuyên đề
Nội dung liên môn
Nội dung tích hợp
Định hướng các năng lực cần phát triển cho HS
Tiết theo
KHGD
Ghi chú
Bài 25: Động năng.
Bài 26: Thế năng.
Bài 27: Động năng.
Tiết 1:
Động năng, thế năng trọng trường.
A.BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I.Các dạng năng lượng :
I.1. Động năng :
I.2 Thế năng:
1.Thế năng trọng trường :
Nhận biết:
CH1: Khi nào một vật có năng lượng ?
CH2 : Năng lương tồn tại ở các dạng nào ?
Thông hiểu CH3 : Động năng , thế năng phụ tuộc vào yếu tố nào ?
Vận dụng thấp
CH4: Vận dụng công thức tính động năng của vật.
Vận dụng cao
Tiết
42
Tiết 2: Thế năng đàn hồi, cơ năng.
2. Thế năng đàn hồi:
I.3 Cơ năng
Nhận biết:
CH2 : Khái niệm thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi
Thông hiểu
CH1:Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi
Phụ tuộc vào yếu tố nào?
Vận dụng thấp
CH3:Ý nghĩa của thế năng ?
Vận dụng cao
 CH4: Yêu cầu học sinh tính được thế năng của vật trông các trường hợp .
Tiết
43
Tiết 3: Bảo toàn và biến thiên cơ năng
II Sự bảo toàn cơ năng của vật . 
B.Sự biến thiên cơ năng
I. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng :
II.Biến thiên cơ năng :
Nhận biết:
CH1: Định luật bảo toàn cơ năng 
Thông hiểu
CH2: Đặc điểm của cơ năng ?
Vận dụng thấp
CH3 : Định lí biến thiên cơ năng 
Vận dụng cao 
CH4: Phân biệt khi nào cơ năng biến thiên và khi nào bảo toàn ?
Tiết
44
Tiết 4,5: Luyện tập
I.Áp dụng gải bài tập tự luận.
II. Áp dụng gải bài tập trắc ngiệm.
Nhận biết:
Thông hiểu
BT7(sgk tr 145)
câu hỏi C3 tr138 tr 
Vận dụng thấp
câu hỏi C1,C2 tr 143,144
Bt8 (sgk tr145)
Vận dụng cao
BT IV.8 SBT
Tiết
45,
46
B. KẾ HOẠCH CHI TIẾT
Tiết 1: ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG
I. Mục tiêu
 1. Kiến thức :
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng. 
- Phát biểu được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật và viết được công thức tính thế năng này. 
2. Về kĩ năng
 - Vận dụng ,công thức tính động năng, thế năng để giải được bài toán chuyển động của một vật.
3. Năng lực cần phát triển:
 - Năng lực sử dụng kiến thức : HS nêu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng,thế năng trọng trường.
- Năng lực phương pháp : Vận dụng được phương pháp thực nghiêm (từ thí nghiêm) để xây dựng kiến thức
- Năng lực cá thể : Rèn luyện kĩ năng vẽ hình , giải bài tập dựa vào các công thức.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
Chuẩn bị ví dụ thực tế về những vật có động năng sinh công.
2. Học sinh
Ôn lại phần động năng đã học ở lớp 8 SGK.
Ôn lại biểu thức công của một lực.
Ôn lại các công thức về chuyển động thẳng biến đổi đều.
III. Hoạt động dạy
ĐVĐ : Chúng ta đã nghe đến những trận lũ quét hay sóng thần có sức tàn phá rất mạnh. Dòng nước đó mang năng lượng ở dạng nào ? 
-Một vật đưa lên độ cao z, vật khi đó có năng lượng không ? vì sao ? Dạng năng lượng này được gọi là gì ?
Thời lượng
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
10’
HĐ1: Tìm hiểu khái niệm động năng :
H1: Khi nào một vật có năng lượng ?
H2: Nêu vài ví dụ một vật có năng lượng ?
H3: Khi các vật tương tác nhau, giữa chúng có sự trao đổi năng lượng không ? nêu ví dụ minh hoạ ?
GV: Lưu ý : 
Phát phiếu học tập ( câu C1 và C2 )
H4(C1): Dòng nào ở cột 1 ứng với dòng nào ở cột 2 (SGK)
H5: Dạng năng lượng vật có trong các trường hợp trên gọi là động năng. Vậy động năng là gì ?
H6(C2): Chứng tỏ những vật sau có động năng và những vật ấy có thể sinh công như thế nào ? 
a) Viên đạn đang bay.
b) Búa đang chuyển động
c) Dòng nước lũ đang chảy mạnh.
HS: Khi một vật có khả năng thực hiện công.
HS: Lần lượt nêu một số ví dụ.
HS: Trả lời câu hỏi và nêu ví dụ minh hoạ.
HS : chú ý 
HS: A+1 ; B+1 ; E+1 ; C+2 ; D+3.
HS: Nêu định nghĩa động năng.
HS: a) Viên đạn đang bay có thể xuyên vào gỗ, tường.
b)Búa đang CĐ, đập vào đinh làm đinh lún vào gỗ.
c) Dòng nước lũ có thể làm vỡ đê, cuốn trôi nhà cửa, cây cối.
A.BẢO TOÀN CƠ NĂNG
I.Các dạng năng lượng :
 * Năng lượng :
 Mọi vật xung quanh ta đều mang năng lượng. Khi các vật tương tác nhau thì có sự trao đổi năng lượng.( Bằng cách : Thực hiện công, tuyền nhiệt.......)
Lưu ý : Vật có khả năng thực hiện công thì mang năng lượng.
 I.1. Động năng :
1. Khái niệm :
 Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động.
7’
HĐ2: Xác định công thức tính động năng 
GV: ta có động năng 
H7: Đơn vị của động năng là gì ?
 Động năng là năng lượng nên có đơn vị Jun.
+ Yêu cầu HS đọc bảng 25.1 “vài ví dụ về động năng”
H8 (C3): Chứng minh rằng đơn vị jun cũng bằng kgm2/s2 ?
? Động năng phụ thuộc vào yếu tố nào
HS: chú ý
HS : Động năng là năng lượng nên có đơn vị Jun.
HS: ta có tích 
mv2 = kg(m/s)2.
HS: trả lời .
2. Công thức tính động năng 
 Đơn vị của động năng là Jun(J)
*chú ý:
- Động năng là đại lượng vô hướng và có giá trị không âm.
- Động năng có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu.độ lớn của v, Không phụ thuộc vào hướng của vận tốc.
13’
HĐ3: Tìm hiểu về Thế năng
H1: Mọi vật thả, đều rơi về mặt đất do tác dụng của lực nào ? Bản chất lực đó là gì ? 
H2: Ta nói xung quanh Trái Đất tồn tại trường gì ?
H3: Biểu thức trọng lực ?
H4: Biểu hiện của trọng trường là gì?
GV: Nêu khái niệm trọng trường đều.
GV : Y/c hs trả lời câu C1
GV: Đưa búa lên độ cao z thì nó có năng lượng ,khả năng thực hiện công.
H5: Khả năng thực hiện công của búa khi cho rơi vào đầu cọc nếu búa rơi từ độ cao càng cao ?
H6: Năng lượng có được đó do tương tác nào ?
GV: Dạng năng lượng đó của các vật gọi là thế năng trọng trường (hay thế năng hấp dẫn)
H7: Thế năng trọng trường là gì ?
H8: Khi búa rơi từ độ cao z xuống đất thì công của trọng lực A = ?
H9: Theo định nghĩa thế năng, suy ra thế năng trọng trường :Wt = ?
H10: Theo công thức đó thì vật ở mặt đất có thế năng ?
GV: Nghĩa là trong công thức đó đã chọn mặt đất làm mốc thế năng.
H11(C3): Nếu chọn mốc thế năng tại O hình 26.2 SGK, thì tại điểm nào : Wt = 0 , Wt > 0 ; Wt < 0 ?
HS: Do tác dụng của trọng lực. Bản chất là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật. 
HS: Xung quanh Trái Đất tồn tại một trọng trường.
HS: = m
HS: Trong khoảng không gian có trọng trường thì mọi vật chịu tác dụng của trọng lực.
+ HS: Ghi nhận thông tin trọng trường đều
+ HS : Theo đl II 
 =
.
HS: Khả năng thực hiện công càng lớn.
HS: Do tương tác giữa Trái Đất và búa.
HS: Nêu định nghĩa thế năng trọng trường.
HS: A = mgz.
HS: Wt = A = mgz.
HS: Wt = 0 vì z = 0.
HS: - Chọn mốc thế năng tại O nên WtO = 0 .
-Càng lên cao thế năng càng tăng nên : WtA > WtO = 0. WtB < WtO = 0.
I.2 Thế năng:
1.Thế năng trọng trường :
 a. Trọng trường :
+ Trường hấp dẫn do Trái Đất gây ra xung quanh nó gọi là trọng trường
+ Biểu hiện : Xuất hiện trọng lực tác dụng lên vật m đặt tại một vị trí bất kì trong trọng trường
: = m
+ Trọng trường đều : 
tại mọi điểm có phương song song cùng chiều , cùng độ lớn .
b) Định nghĩa :
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
 c) Biểu thức :
Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m tại độ cao z là :
 Wt = mgz
Chú ý : khi tính độ cao ta chọn chiều dương của z hướng lên.
- Thế năng có thể : 
Wt = 0 , Wt > 0 ; Wt < 0 ,Phụ thuộc vào vị trí chọn mốc thế năng.
IV.Câu hỏi kiểm tra đánh giá chủ đề
Câu 1 : Một vật nằm yên có thể có :
A. vận tốc. B. động lượng. C. động năng D. thế năng.
Câu 2 : Một vật chuyển động không nhất thiết phải có 
 A. vận tốc. B. động lượng. C. động năng. D. thế năng.
Câu 3 : Khi lò xo có độ biến dạng tăng gấp đôi thì thế năng :
 A. tăng gấp đôi. B. giảm một nửa. C. tăng gấp bốn. D. không đổi.
Câu 4 : Hai lò xo có độ cứng k1 = 2k2. Khi làm biến dạng lò xo 2 có độ biến dạng gấp đôi lò xo1 thì thế năng lò xo 1 so với lò xo 2 là :
A. gấp đôi. B. một nửa. C. bằng nhau. D. một phần tư. 
Câu 5 : Một vật có khối lượng 1 kg đang ở cách mặt đất một khoảng H = 20 m. Ở chân đường thẳng đứng đi qua vật có một cái hố sâu h = 5 m. Cho g = 10 m/s2. 
	a) Tính thế năng của vật khi chọn gốc thế năng là đáy hố.
	b) Cho vật rơi không vận tốc ban đầu, tìm vận tốc của vật khi chạm đáy hố. Bỏ qua sức cản của không khí.
	c) Với gốc thế năng là mặt đất thì thế năng của vật khi nằm ở đáy hố bằng bao nhiêu?