Giáo án NLS Vật lí 10 kết nối Bài 23: Năng lượng. Công cơ học
Giáo án NLS Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 23: Năng lượng. Công cơ học. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh làm quen và ứng dụng công nghệ, tin học. KHBD này là file word, tải về dễ dàng. Là mẫu giáo án mới nhất năm 2026 để giáo viên dạy tốt môn Vật lí 10.
Xem: => Giáo án tích hợp NLS Vật lí 10 kết nối tri thức
BÀI 23: NĂNG LƯỢNG. CÔNG CƠ HỌC (2 TIẾT)
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Xác định được các dạng khác nhau của năng lượng và sựu chuyển hóa giữa các dạng năng lượng.
- Vận dụng để xác định được một quá trình chuyển hóa năng lượng thông qua thực hiện công, truyền nhiệt.
- Thiết kế được mô hình đơn giản để kiểm chứng định luật bảo toàn năng lượng.
- Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính công và đơn vị đo của công.
- Xác định được vai trò của lực sinh công đối với chuyển động của vật bị lực này tác dụng: công kéo, công cản.
- Hiểu được rằng sinh công là một trong số các cách chuyển hóa năng lượng.
- Vận dụng được công thức tính công trong các bài tập đơn giản.
2. Phát triển năng lực
- Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các câu thảo luận.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Biết thu thập các thông tin để từ đó đề xuất, chế tạo được mô hình minh họa để kiểm chứng định luật bảo toàn năng lượng.
- Năng lực vật lí:
- Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công, truyền nhiệt.
- Nêu được biểu thức tính công bằng tích của lực tác dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực.
- Tính được công trong một số trường hợp đơn giản.
Năng lực số
- 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
- 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi
- 6.1.NC1a: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể (Phân tích cách AI tối ưu hóa việc tiêu thụ năng lượng trong các động cơ hiện đại).
3. Phát triển phẩm chất
- Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thực hành
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên:
- SGK, KHBD.
- Các dụng cụ để thực hiện hoạt động trải nghiệm trong bài hoặc tương đương.
- Video (hình ảnh) liên quan đến phần mở bài trong SGK. Video khởi động, video mô phỏng thí nghiệm của Joule về đương lượng cơ của nhiệt.
- Máy tính, máy chiếu (nếu có)
- Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
2. Đối với học sinh
SGK, tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Hoạt động này, GV gợi nhớ kiến thức mà HS đã được học ở cấp THCS để tạo sự hào hứng, tò mò trong việc tìm hiểu nội dung bài học.
b. Nội dung: Sau khi giới thiệu chương mới, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi ở đầu bài.
c. Sản phẩm học tập: HS liệt kê được các dạng năng lượng liên quan đến tình huống đó.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó
1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video
- GV giới thiệu chương mới rồi chiếu hình ở đầu bài lên màn ảnh, hoặc có thể cho HS quan sát ở SGK, rồi đặt ra câu hỏi cho HS.
+ “Ở chương III, chúng ta đã được học về Động lực học. Sang đến chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu nội dung mới về Năng lượng, công, công suất.”
+ GV chiếu hình ảnh sau và đặt vấn đề: Em hãy nhớ lại kiến thức đã được học ở cấp THCS cho biết: Trong các động tác nâng tạ từ vị trí (1) sang vị trí (2), từ vị trí (2) sang vị trí (3), từ vị trí (3) sang vị trí (4) ở hình trên:
- Có những quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng nào?
- GV yêu cầu HS: Sử dụng điện thoại thông minh, truy cập Youtube hoặc Google Video, áp dụng kỹ thuật tìm kiếm “chuyển hóa năng lượng cử tạ” để tìm một video ngắn minh họa rõ nét quá trình này.
1.1.NC1b: Áp dụng được kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát hình ảnh để tìm ra đáp án cho câu hỏi.
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.
TL:
- Trong các động tác nâng tạ đã có sự truyền năng lượng từ tay sang quả tạ, chuyển hóa năng lượng hóa học do con người nạp từ thức ăn sang đòn tạ và có sự chuyển hóa năng lượng từ hóa năng thành động năng của quả tạ thành thế năng quả tạ.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV tiếp nhận câu trả lời và nhận xét.
- GV dẫn dắt HS vào bài mới: “Ở cấp THCS các em đã được học về các dạng năng lượng thường gặp nhất trong đời sống, sự chuyển hóa giữa các năng lượng, định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng tái tạo, năng lượng không tái tạo. Tuy nhiên kiến thức này chỉ dừng lại ở mực độ đơn giản. Đối với chương trình cấp THPT, kiến thức về năng lượng sẽ được trang bị ở cấp độ sâu hơn. Chúng ta cùng đi vào bài học ngày hôm nay Bài 23. Năng lượng. Công cơ học”.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Năng lượng.
a. Mục tiêu: GV khái quát nội dung để HS nhớ lại kiến thức về năng lượng đã được học ở cấp THCS.
b. Nội dung: GV tổ chức để HS làm việc theo nhóm, hoàn thành các phiếu học tập, kết hợp với một số kĩ thuật dạy học khác để bài học đạt hiệu quả.
c. Sản phẩm học tập: HS nhớ lại kiến thức và hoàn thành được các phiếu học tập cũng như các câu hỏi mà GV đưa ra.
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 2. Công cơ học.
a. Mục tiêu: Nhận biết và viết được công thức công của một lực.
b. Nội dung: GV tổ chức cho HS tìm hiểu thông tin SGK phát biểu khái niệm, đưa ra công thức tính rồi áp dụng vào làm bài tập.
c. Sản phẩm học tập:
- Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính công và đơn vị đo của công.
- Xác định được vai trò của lực sinh công đối với chuyển động của vật bị lực này tác dụng: công kéo, công cản.
- Hiểu được rằng, công là một trong số các cách chuyển hóa năng lượng.
- Vận dụng được công thức tính công trong một số bài tập đơn giản.
d. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS | |
Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu khái niệm công cơ học. Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV liên hệ với phần trước, nhắc lại: Mục đích của việc thực hiện công là để truyền/ chuyển hóa năng lượng. - GV phân tích ví dụ trong SGK: + Khi đẩy quyển sách làm nó chuyển động từ trạng thái đứng yên sang trạng thái chuyển động. + Mà như ta đã biết thì động năng là năng lượng của vật do chuyển động mà có. Nên động năng của quyển sách tăng lên. Nguyên nhân là do sách đã nhận được năng lượng từ tay ta truyền sang. - GV yêu cầu HS dựa vào thông tin SGK và cho biết thực hiện công cơ học là gì? - Quay trở lại hình ảnh nâng tạ của vận động viên cử tạ ở phần mở đầu bài học để xác định những động tác có và không thực hiện công.
- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm để trả lời hoạt dộng 2: Hãy trao đổi với bạn bè để chứng minh rằng trong các ví dụ mô tả ở Hình 23.3 có sự truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.
GV gợi ý: + Đối với 2 ví dụ cần phải xét trên 2 phương diện: năng lượng và động lực học. + Với ví dụ về động cơ đốt trong, chỉ xét hoạt động của động cơ ở kì cháy, dãn nở và sinh công (gọi tắt là kì nổ). - Sau khi HS trả lời câu hỏi thì ở phần nhận xét câu trả lời, GV phân tích thêm: Ở kì nổ, van nạp và van xả đều đóng, pít tông đi đến gần điểm chết trên thì hỗn hợp nhiên liệu trong xi lanh bị đốt cháy, nó dãn nở và sinh công để chuyển nhiệt năng thành cơ năng. - GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi 2 trong mục này: Khi cho một miếng đồng tiếp xúc với ngọn lửa thì ngọn lửa truyền năng lượng cho miếng đồng làm nó nóng lên. Quá trình truyền năng lượng này có phải là thực hiện công hay không? Tại sao? - GV đặt vấn đề mở rộng: "Trong các động cơ thông minh hiện đại (ví dụ xe điện tự lái), việc tính toán công suất và năng lượng tiêu thụ được tối ưu hóa như thế nào?". - GV yêu cầu HS: Sử dụng công cụ Chatbot AI (như ChatGPT/Gemini) để tìm hiểu và phân tích cách AI quản lý năng lượng (Energy Management System - EMS) trong xe điện để tối ưu hóa công sinh ra và giảm hao phí. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK, chăm chú lắng nghe GV giảng bài, tiếp nhận câu hỏi, và tích cực trao đổi ý kiến với bạn để hoàn thành yêu cầu mà GV đưa ra. - GV hướng dẫn, hỗ trợ HS trong quá trình thảo luận nhóm. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trả lời. - 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 và chuyển sang nội dung mới. Nhiệm vụ 4. Tìm hiểu công thức tính công. Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập. - GV yêu cầu HS nhắc lại công thức tính công trong trường hợp lực cùng hướng với chuyển động, đã được học ở cấp THCS. - GV đi sâu vào tìm hiểu công thức tính công ở cấp độ THPT.
- GV yêu cầu HS đưa ra ví dụ về lực không cùng phương với chuyển động. - GV phân tích cụ thể trường hợp người đẩy xe hàng như trong SGK. GV chiếu hình 23.4 và 23.5 dể HS quan sát và tìm hiểu.
- GV nhấn mạnh một số ý cần thiết. - GV dành 5 phút cho HS tự đọc hiểu cách trình bày của các bài tập ví dụ trong SGK. Sau đó, yêu cầu trả lời 2 câu hỏi trong mục này. Câu hỏi 1: Trường hợp nào sau đây trọng lực tác dụng lên ô tô thực hiện công phát động, công cản và không thực hiện công ? a. Ô tô đang xuống dốc. b. Ô tô đang lên dốc. c. Ô tô chạy trên đường nằm ngang Câu hỏi 2: Một người kéo một thùng hàng khối lượng 80kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp với phương nằm ngang góc (Lưu ý cho GV: Trong phạm vi kiến thức bài này, HS chỉ được trang bị công thức tính công của lực không đổi. Nếu là HS ở các lớp khá, lợp chọn thì GV có thể mở rộng cho lực thay đổi (hướng, độ lớn). GV có thể hướng dẫn HS tính công dựa trên đồ thị lực – quãng đường dịch chuyển (F,s).) Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK, chăm chú nghe giảng, tiếp nhận câu hỏi, tìm câu trả lời cho các yêu cầu GV đưa ra. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS trả lời. - 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 câu trả lời của HS. => Tổng kết và chuyển sang nội dung luyện tập. | 2. Công cơ học. a. Thực hiện công. Trả lời: - Khái niệm : Thực hiện công cơ học là việc truyền năng lượng cho vật bằng cách tác dụng lực lên vật làm vật thay đổi trạng thái chuyển động. Thực hiện công cơ học được gọi tắt là thực hiện công. Trả lời: + Quá trình nâng tạ từ hình 1-2-3 là thực hiện công: vì những động tác này có sự truyền năng lượng từ tay sang tạ làm tạ được nâng lên cao. + Quá trình nâng tạ từ hình 3-4 không thực hiện công vì đã không có sự truyền năng lượng nào làm tạ chuyển động. HD2: - Hình 23.3a : Người công nhân điều khiển động cơ điện để di chuyển vật nặng: + Lực do động cơ điện tác dụng làm cho vật nặng chuyển động từ dưới đất lên trên cao tức là vật nặng đã thay đổi trạng thái chuyển động. + Do đó, động cơ điện đã truyền năng lượng cho vật nặng bằng cách thực hiện công. - Hình 23.3b : + Hỗn hợp xăng và không khí trong xilanh bị đốt cháy đẩy cho pittông chuyển động từ trên xuống dưới. Pittông đã thay đổi trạng thái chuyển động. + Do đó, hỗn hợp xăng và không khí trong xilanh đã truyền năng lượng cho pittông bằng cách thực hiện công. CH2: Khi cho một miếng đồng tiếp xúc với ngọn lửa thì ngọn lửa truyền năng lượng cho miếng đồng làm cho nó nóng lên. Quá trình truyền năng lượng này không phải là thực hiện công. Vì ngọn lửa chỉ tiếp xúc với miếng đồng chứ không tác dụng lực lên miếng đồng và không làm miếng đồng thay đổi trạng thái chuyển động. Quá trình truyền năng lượng thông qua sự truyền nhiệt. => Kết luận: Thực hiện công là một trong những cách truyền năng lượng từ vật này sang vật khác. b. Công thức tính công. *Lực không đổi và cùng hướng với chuyển động. Trả lời: - Công thức tính công: A=F.s (23.1) - Đơn vị: Jun (J). Tìm hiểu bản chất đơn vị đo của công và đưa ra cách viết mới để tính công. - Từ công thức 23.1, ta có: đơn vị của lực F là N, đơn vị của quãng đường s là m => Đơn vị công A sẽ là N.m hay: 1J = 1N.1m =1 N.m - Khi lực cùng hướng với chuyển động thì độ dịch chuyển *Lực không đổi và không cùng phương với chuyển động. Trả lời: Lực không cùng phương với chuyển động sẽ xuất hiện trong một số hành động như: người đẩy xe, người vận hành máy cắt cỏ. Với trường hợp người đẩy xe hàng: Ta phân tích lực F thành 2 lực thành phần vuông góc với nhau: + Vì chỉ có thành phần GV phân tích các trường hợp (SGK đã ghi chi tiết) rồi đi đến kết luận:
Chú ý:
Trả lời: CH1.
b) Khi ô tô đang lên dốc, trọng lực tác dụng lên ô tô thực hiện công cản. Vì thành phần
c) Khi ô chạy trên đường ngang, trọng lực tác dụng lên ô tô không thực hiện công. Vì trọng lực vuông góc với phương chuyển động.
CH2. Ta biểu diễn các lực tác dụng lên vật như sau:
Công của lực đó khi hòm trượt đi được 29 m là : A = F.s.cosα = 150.29.cos => Kết luận: Điều kiện để có công thực hiện là: + Có lực tác dụng. + Vật có dịch chuyển. + Lực không vuông góc với hướng của chuyển động. | 6.1NC1a: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể (Phân tích cách AI tối ưu hóa việc tiêu thụ năng lượng trong các động cơ hiện đại). |
C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm.
b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức đã học vào những tình huống thực tế.
b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ về nhà cho HS
c. Sản phẩm học tập: HS vận dụng kiến thức về năng lượng, công cơ học để chế tạo được mô hình cũng như giải thích được một số tình huống trong thực tế.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
=> Giáo án vật lí 10 kết nối bài 23: Năng lượng. Công cơ học (2 tiết)