Giáo án KHTN 9 Chân trời bài 3: Công và công suất

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 3: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Phân tích ví dụ cụ thể để rút ra được: công có giá trị bằng lực nhân với quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực, công suất là tốc độ thực hiện công.

• Liệt kê được một số đơn vị thường dùng đo công và công suất.

• Tính được công và công suất trong một số trường hợp đơn giản.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập, phát triển khả năng tự duy độc lập của HS.

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Tích cực tham gia thảo luận nhóm, làm việc tập thể, trao đổi và chia sẻ ý tưởng các nội dung học tập liên quan đến công và công suất.

• Năng lực giải quyết vấn đề: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo nhiều cách để giải quyết các tình huống liên quan đến công và công suất.

Năng lực đặc thù:

• Nhận thức khoa học tự nhiên:

+ Nhận biết và nêu được khái niệm công cơ học.

+ Nêu được biểu thức xác định công cơ học.

+ Nhận biết và nêu được ý nghĩa của công suất.

+ Nêu được biểu thức xác định công suất.

• Tìm hiểu tự nhiên:

+ Phân tích ví dụ về thực hiện công trong đời sống.

• Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học:

+ Vận dụng được kiến thức và kĩ năng về khoa học tự nhiên để giải thích những hiện tượng thường gặp trong cuộc sống có liên quan tới công và công suất.

3. Phẩm chất

• Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập khoa học tự nhiên.

• Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập.

• Cẩn thận, chính xác khi thực hiện các phép toán.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

• SGK, SBT, SGV Khoa học tự nhiên 9, Kế hoạch bài dạy.

• Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh cần cẩu nâng kiện hàng lên cao, hình ảnh lực F làm kiện hàng dịch chuyển một đoạn s theo hướng của lực, hình ảnh xe nâng kiện hàng,…

• Máy chiếu, máy tính (nếu có).

2. Đối với học sinh:

• SGK, SBT Khoa học tự nhiên 9.

• Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS nêu được cách xác định mức độ hoàn thành công việc nhanh/chậm của cần cẩu trong một trường hợp trong thực tế.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm về nội dung phần khởi động, từ đó định hướng HS vào nội dung của bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS bước đầu hình thành khái niệm công và công suất.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh cần cẩu nâng kiện hàng lên cao.

- GV nêu tình huống: Cần cẩu được dùng để nâng các kiện hàng từ dưới thấp lên cao hoặc bốc dỡ các kiện hàng từ trên cao xuống vị trí thấp hơn.

- GV đặt câu hỏi: Làm thế nào để biết cần cẩu nào hoàn thành công việc nhanh hơn?

- GV có thể gợi ý thêm:

+ Cần cẩu nào to hơn sẽ khoẻ hơn.

+ Cần câu nào nâng vật có khối lượng lớn hơn thì xem như khoẻ hơn.

+ Cần cẩu nào nâng vật có khối lượng lớn hơn trong một thời gian nhỏ hơn thì khoẻ hơn.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận, dự đoán, đưa ra các câu hỏi và câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.

Gợi ý trả lời:

Để biết cần cẩu nào hoàn thành công việc nhanh hơn ta ta cần:

+ Xét trong cùng một thời gian làm việc và so sánh lượng công việc 2 cần cẩu làm được.

+ Xét cùng một khối lượng làm việc và so sánh thời gian 2 cần cẩu làm việc.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV không chốt đáp án mà dựa trên câu trả lời của HS để dẫn dắt vào bài mới: Để biết cần cẩu nào làm việc nhanh hơn, người ta có thể so sánh thời gian mà cần cẩu thực hiện cùng một khối lượng công việc hoặc so sánh khối lượng công việc mà mỗi cần cẩu thực hiện được trong cùng một khoảng thời gian. Bài học hôm nay có thể trả lời câu hỏi này một cách rõ ràng và chính xác - Bài 3: Công và công suất.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về công cơ học

a. Mục tiêu: HS hiểu và lập được biểu thức tính công cơ học.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS phân tích các ví dụ để tìm hiểu về đặc điểm của công, biểu thức tính công.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để hiểu được khái niệm, điều kiện xuất hiện công cơ học và viết được biểu thức tính công của lực.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV nhắc lại: Khi hai vật tiếp xúc (tương tác) nhau, năng lượng (dạng nhiệt) có thể truyền từ vật này sang vật kia. Ngoài ra, khi hai vật tiếp xúc nhau, vật này có thể nhận “chuyến động” từ vật kia. Nói cách khác, vật này thực hiện công lên vật kia. - GV chiếu hình ảnh 3.1 và hướng dẫn HS phân tích công trong trường hợp này: + Xét trường hợp đơn giản nhất là một người tác dụng lực đẩy một thùng hàng. So sánh động năng của vật trước và sau khi người đẩy kiện hàng, từ đó đưa ra khái niệm "vật đã nhận công" hoặc "lực đã thực hiện công lên vật". + Muốn động năng của vật tăng (công càng lớn) thì cần phải thay đổi các yếu tố nào? - GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời nội dung Thảo luận 1 (SGK – tr14) Trong đời sống hằng ngày, người ta thường nói người nông dân gặt lúa, nhân viên thu ngân làm việc tại quầy, học sinh ngồi làm bài tập,..đều đang "tốn công sức". Đó có phải là công cơ học không? Vì sao? - Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và rút ra kết luận về khái niệm, điều kiện xuất hiện công cơ học, biểu thức tính công của lực. - GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Thảo luận 2 (SGK – tr15) Nếu lực tác dụng lên vật có phương vuông góc với hướng dịch chuyển của vật thì công thực hiện bởi lực đó bằng bao nhiêu? - Sau khi HS trả lời, GV hướng dẫn HS rút ra kết luận về trường hợp lực tác dụng lên vật có phương vuông góc với hướng dịch chuyển của vật thì lực không thực hiện công. - Để củng cố kiến thức vừa học, GV yêu cầu HS  thảo luận và trả lời nội dung Luyện tập (SGK – tr15) Một xe nâng tác dụng một lực hướng lên theo phương thẳng đứng, có độ lớn 2000 N để nâng kiện hàng từ mặt đất lên độ cao 1,4 m. Tính công của lực nâng. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra. - GV theo dõi và động viên, khích lệ HS đưa ra câu trả lời. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân về các nội dung: *Trả lời Thảo luận 1 (SGK – tr14)  - Trong trường hợp người nông dân gặt lúa, nhân viên thu ngân làm việc tại quầy, học sinh ngồi làm bài tập, “công sức" của họ liên quan đến nhiều hành động phức tạp trong đời sống và không được hiểu là công cơ học vì mặc dù có nhiều lực liên quan nhưng không có sự dịch chuyển tổng thể trong những trường hợp này. (Tất nhiên, có thể có công cơ học được thực hiện trong mỗi hành động của họ như lực kéo của người nông dân làm dịch chuyển lưỡi cắt, lực kéo của nhân viên thu ngân làm mở ngăn tủ, ...). *Trả lời Thảo luận 2 (SGK – tr15) - Nếu lực tác dụng lên vật có phương vuông góc với hướng dịch chuyển của vật thì lực không thực hiện công vì lực này không làm cho vật dịch chuyển theo hướng chuyển động của vật. *Trả lời Luyện tập (SGK – tr15) Công của lực nâng: A = Fs = 2000.1,4 = 2800 J - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.  Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về Lập biểu thức tính công và chuyển sang nội dung Tìm hiểu công suất.

I. CÔNG *Lập biểu thức tính công - Công của lực được xác định bởi biểu thức: A = Fs Trong đó: + F (N) là độ lớn của lực. + s (m) là quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực. - Trong hệ SI, đơn vị đo công là jun (J). - Đối với các giá trị công lớn, người ta còn dùng đơn vị: kilô jun (kJ), mêgajun (MJ),... 1 kJ = 1000 J;  1 MJ = 1 000 000 J. - Ngoài hệ SI, công còn được đo bằng đơn vị calo (cal), BTU (British Thermal Unit),... 1 cal = 4,186 J 1 BTU = 1055 J

Hoạt động 2. Tìm hiểu về công suất

a. Mục tiêu: HS hiểu và viết được biểu thức tính công suất của một lực.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS phân tích các ví dụ để tìm hiểu về khái niệm công suất, biểu thức tính công suất.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để hiểu được khái niệm công suất và viết được biểu thức tính công suất.

d. Tổ chức thực hiện:

----------------------

--------Còn tiếp--------