Giáo án và PPT KHTN 9 cánh diều bài 1: Công và công suất

BÀI 1: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Công cơ học được xác định như thế nào?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

1. CÔNG CƠ HỌC

Hoạt động 1: Thực hiện công cơ học

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Công cơ học là gì? 
• Lấy ví dụ một số hoạt động em đã thực hiện công cơ học trong cuộc sống hằng ngày và giải thích.

Sản phẩm dự kiến:

- Công cơ học thường được gọi tắt là công. Trong trường hợp đơn giản nhất, công được thực hiện khi lực tác dụng vào vật và làm vật đó dịch chuyển theo hướng của lực.

-Ví dụ công cơ học: 
+ Khi bạn đẩy xe đạp, bạn áp dụng một lực để thay đổi tốc độ hoặc hướng di chuyển của xe. Lực này được áp dụng lên vòng đai hoặc cánh đảo để tạo ra chuyển động, phản ứng lại với lực ma sát và lực cản không khí.

+ Khi bạn đập mạnh một cái gì đó bằng một cái búa, lực từ cú đập được truyền qua búa vào vật thể, gây ra sự chuyển động hoặc biến dạng của vật thể đó. Quá trình này là một ví dụ điển hình của nguyên lý cơ học về năng lượng và động lực.

+ Khi bạn nâng xô nước từ một nguồn nước (như giếng hay vườn cây) và đổ nước vào cây cối, bạn đang sử dụng nguyên lý cơ học về lực hút và áp suất để vận chuyển nước từ điểm cao hơn xuống điểm thấp hơn.

Hoạt động 2: Biểu thức tính công

Gv yêu cầu HS trao đổi theo nhóm: 

• Trình bày biểu thức tính công.
• Đơn vị đo công là jun (J) được đặt theo tên của nhà khoa học nào?

Sản phẩm dự kiến:

• Biểu thức tính công: 

+ Công được xác định bằng biểu thức

A = F.s

+ Trong đó:

F là lực tác dụng vào vật, đơn vị đo là niutơn (N);

s là quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực, đơn vị đo là mét (m);

A là công của lực F, đơn vị đo là jun (J).

1 J = 1 Nm = 1 N.1 m

• Đơn vị đo công là jun (J) được đặt theo tên của nhà khoa học James Prescott Joule (1818 – 1889) – người có nhiều đóng góp to lớn trong nghiên cứu công và năng lượng ở thế kỉ XIX.

2. CÔNG SUẤT

Hoạt động 1: Tốc độ thực hiện công

GV chiếu bảng 1.2, yêu cầu học sinh thảo luận nhóm (mỗi nhóm 3 – 4 HS)  trả lời câu hỏi và hoàn thành bảng:

• Tính công mỗi công nhân đã thực hiện. 

• Có những cách nào để biết ai thực hiện công nhanh hơn?

Sản phẩm dự kiến:

- Công mỗi công nhân đã thực hiện:

- 2 cách để thực hiện công nhanh hơn:

+ Cách 1: So sánh thời gian cần thiết để mỗi người thực hiện công 1J.

+ Cách 2: So sánh công mỗi người thực hiện được trong 1s.

Hoạt động 2: Định nghĩa công suất

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Nêu định nghĩa và công thức công suất. 
• Cần cẩu trong hình 1.3a tác dụng lực kéo 25000N để kéo thùng hàng lên cao 12m trong 1 phút. Tính công và công suất của lực kéo đó.

Sản phẩm dự kiến:

• Định nghĩa công suất:

+Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công, được tính bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian.

Trong đó:

 +A là công thực hiện, đơn vị đo là jun (J);

+ t là thời gian thực hiện công, đơn vị đo là giây (s); 

+Các bội số của oát là kilôoát (kW), mêgaoát (MW).

1 kW = 1000 W

1 MW = 1 000 000 W

+Ngoài đơn vị oát, công suất còn có đơn vị đo là mã lực (sức ngựa), kí hiệu là HP và BTU/h.

1 HP = 746 W

1 BTU/h = 0,293 W

• Công và công suất của lực kéo:

Đổi 1 phút = 60s

Công mà cần cẩu thực hiện được là: 

A = F.s = 25 000. 12 = 300 000 (J)

Công suất của lực kéo đó là: 

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1. Trong những trường hợp sau đây, trường hợp nào không có công cơ học?

A. Đầu tàu hỏa kéo đoàn tàu chuyển động.

B. Lực sĩ đang nhấc tạ từ thấp lên cao.

C. Thuyền buồm chuyển động khi có gió mạnh.

D. Hòn bi lăn đều trên mặt sàn nhẵn nằm ngang không ma sát.

Câu 2. Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào không có công cơ học? 

A. Một người đang kéo một vật chuyển động.

B. Hòn bi đang chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang coi như tuyệt đối nhẵn.

C. Một lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.

D. Máy xúc đất đang làm việc.

Câu 3. Một nhóm học sinh đẩy một xe chở đất từ A đến B trên đoạn đường nằm ngang, tới B đổ hết đất rồi đẩy xe không theo đường cũ trở về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về.

A. Công ở lượt đi bằng công trượt ở lượt về vì quãng đường đi được bằng nhau.

B. Công ở lượt đi lớn hơn vì lực đẩy lượt đi lớn hơn lượt về.

C. Công ở lượt về lớn hơn vì xe không thì đi nhanh hơn.

D. Công ở lượt đi nhỏ hơn vì kéo xe nặng nên đi chậm.

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Để nâng các kiện hàng trong bảng 1.2, một xe nâng (hình 1.5) gồm động cơ nâng có công suất 2 000 W hoạt động trong 120 s. Xe này đã thực hiện công gấp bao nhiêu lần công của người công nhân 2?

Câu 2: Công suất của một người đi bộ là bao nhiêu nếu trong 1 giờ 30 phút người đó bước đi 750 bước, mỗi bước cần 1 công 45 J?