Giáo án vật lí 10 cánh diều bài 1: Năng lượng và công (5 tiết)

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về công

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dựa vào SGK và rút ra nhận xét: Năng lượng có ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta và tồn tại ở các dạng khác nhau. Năng lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công.

- GV đặt câu hỏi: Dựa vào ý nghĩa khoa học thì độ lớn của công thực hiện được phụ thuộc vào yếu tố nào?

- GV đưa ra công thức tính công.

- GV yêu cầu HS dựa vào công thức tính công để suy luận ra đơn vị đo của công A.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi 2, SGK: Tìm từ thích hợp với chỗ "?" trong các suy luận dưới đây:

+ Lực tác dụng càng lớn thì sinh công càng "?".

+ Độ dịch chuyển theo phương của lực càng lớn thì công thực hiện được càng "?".

- GV đặt vấn đề: Công thức (1) có nói rõ là lực tác dụng có hướng trùng với hướng dịch chuyển. Vậy trong trường hợp lực tác dụng có hướng không trùng với hướng dịch chuyển thì công sẽ được tính theo công thức nào? Ta cùng đi xét ví dụ ở hình 1.4.

GV hướng dẫn:

+ Để giải quyết được trường hợp này ta cần phân tích lực tác dụng ra hai thành phần: một thành phần vuông góc với phương dịch chuyển và một thành phần trùng với phương dịch chuyển.

+ Câu hỏi đặt ra: Trong trường hợp này, độ dịch chuyển của vật được tính như thế nào? Và công thức (1) được áp dụng như thế nào?

- GV đưa ra kết luận công thức tính công trong trường hợp lực tác dụng có hướng hợp với hướng dịch chuyển một góc .

- Câu hỏi đặt ra cho HS: Khi lực vuông góc với phương dịch chuyển thì giá trị A bằng bao nhiêu? Khi nào công sinh ra có giá trị âm?

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS chú ý nghe giảng, quan sát hình ảnh, đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi.

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- Đại diện 2- 3 HS đứng dậy trình bày câu trả lời.

- HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.

- GV lưu ý cho HS: Khi lực tác dụng vào vật làm vật di chuyển thì lực mới sinh công.

Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu sự truyền năng lượng

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dựa vào SGK đưa ra nhận xét: Thực hiện công là một cách truyền năng lượng từ vật này sang vật khác.

- Sau đó, GV yêu cầu HS: Chỉ ra và phân tích một số ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công.

- GV dựa vàog SGK giải thích về đơn vị đo của công.

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi.

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS trình bày câu trả lời. HS khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung.

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

I. Công và sự truyền năng lượng.

1. Công

Trả lời:

Dựa vào ý nghĩa khoa học thì độ lớn của công thực hiện được phụ thuộc vào 2 yếu tố: lực tác dụng và độ dịch chuyển vật theo phương của lực.

*Công thức tính công:

Với giá trị lực tác dụng là F, độ dịch chuyển theo phương của lực là d thì công thực hiện được là A sẽ được tính bằng công thức:

A=F.d (1)

Trả lời:

Ta có:

Đơn vị tính của F là N; đơn vị tính của d là m. Theo công thức (1), ta suy ra đơn vị tính của A sẽ là N.m.

CH2: Tìm từ thích hợp vào dấu “?”

+ Lực tác dụng càng lớn thì sinh công càng lớn.

+ Độ dịch chuyển theo phương của lực càng lớn thì công thực hiện được càng lớn.

*Trường hợp lực tác dụng có hướng hợp với hướng dịch chuyển một góc .

Trả lời:

Phân tích lực tác dụng thành hai thành phần vuông góc như hình dưới đây.

Lúc này d= s.cos .

Áp dụng vào công thức (1), ta được:

A= F. (s.cos )= F. s.cos

Dựa vào dữ liệu đầu bài ta suy ra công của lực trong trường hợp này là:

A= F. s.cos  = 50.3.cos = 75N.m

=> Kết luận: Khi lực F không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn đường s theo hướng hợp với hướng của lực góc  thì biểu thức tính công là:

A= F. s.cos (2)

Trả lời:

+ Từ công thức (2), khi lực vuông góc với phương dịch chuyển thì cos  = cos =0=> A=0.

+ Khi lực cản trở chuyển động của vật thì sinh công âm. Ví dụ: Lực ma sát cản trở chuyển động của giấy nhám; Trọng lực cản trở chuyển động của ô tô lên dốc.

2. Sự truyền năng lượng.

Trả lời:

- Dùng tay mài dao vào mặt đá mài: Tay ta tác dụng lực vào lưỡi dao làm lưỡi dao chuyển động theo phương của lực, chà xát vào mặt đá mài. Lực này đang thực hiện công. Khi đó, tay ta đang truyền năng lượng sang cho dao, cụ thể là truyền động năng sang cho dao.

- Một người dùng tay nâng quyển sách từ dưới sàn nhà lên bàn. Như vậy, người này đã truyền cho quyển sách năng lượng, làm thay đổi độ cao của nó so với mặt đất. Khi người này tác dụng lực , truyền năng lượng cho quyển sách, ta nói lực tác dụng đang thực hiện công.

- Độ lớn của công mà lực đã thực hiện bằng phần năng lượng mà lực truyền vào cho vật, làm vật dịch chuyển một khoảng nào đó theo phương của lực.

=> Như vậy, đơn vị đo công là đơn vị đo năng lượng: 1J=1N.m.