Giáo án và PPT KHTN 9 cánh diều bài 2: Cơ năng

BÀI 2: CƠ NĂNG

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Khi xảy ra sạt lở đất ở vùng núi, các khối đất đá từ trên cao trượt xuống dưới có thể gây nguy hiểm tính mạng cho con người và thiệt hại tài sản. Trước khi sạt lở, khối đất đá ở trên cao có thế năng. Trong quá trình trượt xuống, khối đất đá sản sinh ra động năng. Thế năng và động năng của khối đất đá được tính như thế nào?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Động năng

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Động năng là gì? 
• Động năng của vật được xác định bằng biểu thức nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Năng lượng vật có được do chuyển động được gọi là động năng. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì khả năng sinh công càng lớn, tức là động năng của vật càng lớn.

- Động năng của vật được xác định bằng biểu thức:

Trong đó:

+ m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kg;

+ v là tốc độ của vật, đơn vị đo là m/s.

+ W_đ là động năng của vật, đơn vị đo là J.

Hoạt động 2: Thế năng trọng trường

Gv yêu cầu HS trao đổi theo nhóm: 

• Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?

• Ở gần mặt đất, trọng lượng của vật liên hệ với khối lượng của nó như thế nào?
• Thế năng trọng trường là gì?
• Thế năng trọng trường được xác định bằng biểu thức gì?

Sản phẩm dự kiến:

- Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào trọng lượng của vật và độ cao của vật so với mốc thế năng.

- Ở gần mặt đất, trọng lượng của vật và khối lượng của nó được liên hệ bởi công thức: P = 10m.

- Năng lượng vật có được do ở một độ cao nào đó được gọi là thế năng trọng trường.

- Vật có trọng lượng càng lớn và ở càng cao thì khả năng sinh công càng lớn, tức là thế năng trọng trường của vật càng lớn.

- Thế năng trọng trường được xác định bằng biểu thức:

W_t = Ph

Trong đó:

+ P là trọng lượng của vật, đơn vị đo là N.

+ h là độ cao của vật so với vị trí được chọn làm mốc thế năng, đơn vị đo là m.

+ W_t là thế năng trọng trường, đơn vị đo là J.

Hoạt động 3: Cơ năng

GV cho HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Cơ năng là gì?

• Động năng của vật có thể chuyển hóa thành gì?

Sản phẩm dự kiến:

- Cơ năng:

+ Khi vật chuyển động ở một độ cao nào đó, vật vừa có động năng, vừa có thế năng.

+ Ở mỗi vị trí, tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng, kí hiệu W

W = W_đ + W_t

- Động năng của vật có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại. Nếu bỏ qua sự hao phí năng lượng trong quá trình chuyển động thì tổng động năng và thế năng của vật không đổi, tức là cơ năng của vật được bảo toàn.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1. Động năng của vật được xác định bằng biểu thức

Câu 2: Chọn mốc thế năng trọng trường tại mặt đất. Vật nào sau đây có thể năng trọng trường bằng không?

A. Quả bóng đang bay vào rổ.

B. Xe máy đang đi trên đường.

C. Khinh khí cầu đang bay trên bầu trời.

D. Quả cam ở trên cành cây.

Câu 3: Trong các trường hợp sau, nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất, trường hợp nào vật có cả động năng và thế năng trọng trường?

A. Quyển sách được đặt trên giá cao.

B. Mũi tên phóng đi sau khi rời khỏi cánh cung.

C. Quả bóng lăn trên mặt đất.

D. Ô tô đang đỗ trong bến xe.

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1: Vật ở càng cao thì thế năng của vật càng lớn. Tức là, vật có năng lượng lớn. Vì vậy, đốt củi ở trên cao sẽ tỏa nhiệt nhiều hơn. Điều này có đúng hay không?

Câu 2: Trên công trường xây dựng, để đóng các cọc bê tông lún sâu xuống lòng đất, người ta dùng búa máy như hình 2.5. Đầu búa có trọng lượng lớn được kéo lên một độ cao nhất định so với mặt đất rồi thả rơi xuống đập vào cọc bê tông.

Mô tả sự chuyển hoá năng lượng của đầu búa từ lúc được thả rơi cho tới ngay trước khi đập vào cọc. Bỏ qua sự hao phí năng lượng do lực cản của môi trường.