Bài tập Vật lí Lớp 10 - Công. Công suất

Bài tập tuần 4 ( công – công suất )
I, So sánh yêu cầu cần đạt chương trình 2006 và 2018
2006
2018
- Viết được công thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động lượng. 
- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật. 
- Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.
 - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính công. 
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng. Nêu được đơn vị đo động năng.
 - Phát biểu và viết được hệ thức của định lí động năng. 
- Phát biểu được định nghĩa thế năng của một vật trong trọng trường và viết được công thức tính thế năng này. Nêu được đơn vị đo thế năng. 
- Viết được công thức tính thế năng đàn hồi. 
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính cơ năng.
– Chế tạo mô hình đơn giản minh hoạ được định luật bảo toàn năng lượng, liên quan đến một số dạng năng lượng khác nhau. 
– Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công. 
– Nêu được biểu thức tính công bằng tích của lực tác dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực, nêu được đơn vị đo công là đơn vị đo năng lượng (với 1 J = 1 Nm); Tính được công trong một số trường hợp đơn giản
– Từ phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng không, rút ra được động năng của vật có giá trị bằng công của lực tác dụng lên vật. 
– Nêu được công thức tính thế năng trong trường trọng lực đều, vận dụng được trong một số trường hợp đơn giản.
 – Phân tích được sự chuyển hoá động năng và thế năng của vật trong một số trường hợp đơn giản. 
– Nêu được khái niệm cơ năng; phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng trong một số trường hợp đơn giản
– Từ một số tình huống thực tế, thảo luận để nêu được ý nghĩa vật lí và định nghĩa công suất. 
– Vận dụng được mối liên hệ công suất (hay tốc độ thực hiện công) với tích của lực và vận tốc trong một số tình huống thực tế. 
– Từ tình huống thực tế, thảo luận để nêu được định nghĩa hiệu suất, vận dụng được hiệu suất trong một số trường hợp thực tế.
 Phân phối chương trình 
STT
Tên bài học 
Số tiết 
Yêu cầu cần đạt 
1
Công và năng lượng 
5
+ Nêu được biểu thức tính công bằng tích của các lực tác dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực, nêu được đơn vị đo công là đơn vị đo năng lượng (với 1 J = 1 Nm); Tính được công trong một số trường hợp đơn giản.
– Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công.
– Chế tạo mô hình đơn giản minh hoạ được định luật bảo toàn năng lượng, liên quan đến một số dạng năng lượng khác nhau.
2
Động năng và thế năng
3
– Từ phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng không, rút ra được động năng của vật có giá trị bằng công của lực tác dụng lên vật. – Nêu được công thức tính thế năng trong trường trọng lực đều, vận dụng được trong một số trường hợp đơn giản. 
– Phân tích được sự chuyển hoá động năng và thế năng của vật trong một số trường hợp đơn giản. 
– Nêu được khái niệm cơ năng; phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng trong một số trường hợp đơn giản
3
Công suất và hiệu suất 
2
Từ một số tình huống thực tế, thảo luận để nêu được ý nghĩa vật lí và định nghĩa công suất. 
– Vận dụng được mối liên hệ công suất (hay tốc độ thực hiện công) với tích của lực và vận tốc trong một số tình huống thực tế. 
– Từ tình huống thực tế, thảo luận để nêu được định nghĩa hiệu suất, vận dụng được hiệu suất trong một số trường hợp thực tế
Động năng và thế năng 
Trường:...................
Tổ:............................
Họ và tên giáo viên:
TÊN BÀI DẠY: ĐỘNG NĂNG 
Môn học/Hoạt động giáo dục:Vật Lí; lớp:10A1
Thời gian thực hiện: (3 tiết )
I. Mục tiêu
1. Về kiến thức
Sau bài học này học sinh hình thành được các kiến thức sau:
- Định nghĩa và biểu thức biểu thức của động năng,: 
+ Động năng là một dạng năng lượng có được do chuyển động 
+ Biểu thức tính động năng Wđ=12m.v2 
Động năng là đai lượng vô hướng và luôn dương. Động năng có tính tương đối.
- Định lí biến thiên động năng: ∆Wd=12m.v22-12m.v12 
( Độ biến thiên động năng của 1 vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật)
2. Về Năng lực: 
Thực hiện bài học này sẽ góp phần giúp học sinh rèn luyện và phát triển một số
năng lực với các biểu hiện chủ yếu sau đây:
Năng lực Vật lí: 
Nêu được khái niệm động năng, định lí động năng.
Lấy được ví dụ về tác dụng của định lí động năng
Rút ra kết luận về mối quan hệ giữa khối lượng m và vận tốc v. WĐ=mv2/2
Vận dụng được các kiến thức để giải quyết các bài toán đơn giản.
Giai thich được hiện tượng thực tiễn đơn giản liên quan đến định lí động năng.
Năng lực chung: giao tiieesp và hợp tác: thảo luận nhóm 
Thiết kế được phương án thí nghiệm khảo sát mối quan hệ giữa khối lượng m, vận tốc v.
Tiến hành được các thí nghiệm với dụng cụ đo theo phương án đã đề xuất.
3.Về Phẩm chất :
Bài học này sẽ góp phần giúp học sinh rèn luyện và phát triển một số phẩm chất 
với các biểu hiện chủ yếu sau đây:
Tích cực tìm tòi thiết kế phương án thí nghiệm.
Cẩn thận gọn gàng, ngăn nắp khi thực hiện thí nghiệm.
Tích cực trao đổi, chia sẻ, đóng góp ý kiến cá nhân khi thực hiện nhiệm vụ.
II. Thiết bị dạy học và học liệu:
Thiết bị hỗ trợ dạy học: Máy chiếu, hệ thống âm thanh, phần mềm mô phỏng mô hình hóa 
III. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Xác định vấn đề: 
a, Mục tiêu hoạt động:
Học sinh phát biểu được vấn đề.
Nêu được các thông số m,v của một vật có mối liên hệ với nhau.
Xác định được nhiệm vụ tìm tòi mối quan hệ giữa Wđ, m, v của một vật.
b, Nội dung hoạt động 
Học sinh quan sát mô hình hóa và mô tả hiện tượng diễn ra ở 2 tình huống sau :
TH1 : quả nặng được treo ở đầu một cần cẩu, nó đang được dùng để phá một bức tường. Qủa nặng này càng lớn và được văng càng mạnh thì hiệu quả do công sinh ra cũng càng lớn.
TH2: Trong một vụ tai nạn giao thông, ô tô có trọng tải càng lớn và chạy càng nhanh thì hậu quả do tai nạn giao thông càng nghiêm trọng.
Học sinh thảo luận để rút ra được nhận xét: Khi vật chuyển động có thể sinh công tức là nó đã có một năng lượng, năng lượng này như đã thấy phụ thuộc vào cả vận tốc và khối lượng của vật chuyển động được gọi là động năng,
Học sinh ghi nhận và yêu cầu tìm mối quan hệ giữa các đại lượng:khối lượng, vận tốc, động năng.
c, Sản phẩm:
Nội dung học sinh ghi vào vở: 
Lời mô tả tình huống xảy ra khi thay đổi vận tốc và khối lượng thì hiệu quả do cong sinh ra càng lớn.
Nhiệm vụ tìm mối quan hệ giữa m,v, Wđ
câu hỏi “đại lượng đặc trưng cho sự chuyển động của vật mà có, phụ thuộc vào những đại lượng nào” ?
d, Tổ chức thực hiện:
Giao viên chia lớp thành 4 nhóm. 
Yêu cầu: mỗi nhóm quan sát và mô tả một tình huống và dựa vào đó đưa ra nhận xét về quan hệ giữa khối lượng , vận tốc với động năng.
Học sinh ghi vào vở mối quan hệ giữa các đại lượng.
Giao viên yêu cầu đại diện mỗi nhóm nêu kết quả đã ghi được về quan hệ m, v, w để so sánh với các nhóm khác.
Giao viên xác nhận thông số đặc trưng của Động năng của một vật là m và v. 
Giao viên chốt lại để tìm mối quan hệ giữa m, v , Wđ. 
 2.Hoạt động 2: Hình thành kiến thức/ Thực thi nhiệm vụ đặt ra ở HĐ1
a, Mục tiêu:
Trình bày được định nghĩa và công thức Động năng
Trình bày được Định lí biến thiên động năng
Học sinh thảo luận nhóm để rút ra: công thức độngnăng, định lí biến thiên động năng.
Có tư duy độc lập, đặt được câu hỏi, biết lập luận, bảo vệ quan điểm của cá nhân của nhóm.
 b, 	Nội dung: 
Nội dung 1:
Học sinh làm việc nhóm, nghiên cứu SGK, xác định các kiến thức đã có để vận dụng.
hoàn thành bài toán 1 sau :
Tính công của một lực không đổi F tác dụng lên một vật khối lượng m chuyển động theo hướng của lực, đi được quãng đường là s và vận tốc biến thiên từ v1 đến v2 , với v1=0 và v2=v..
Học sinh thảo luận nhóm :
Nội dung 2:
học sinh hoàn thành bài toán 2: Tính công của một lực không đổi F tác dụng lên một vật khối lượng m chuyển động theo hướng của lực, đi được quãng đường là s và vận tốc biến thiên từ v1 đến v2
Học sinh trình bày kết quả thảo luận nhóm
c, Sản phẩm:
Nội dung được ghi vào vở:
Động năng là một dạng năng lượng có được do chuyển động. Wđ=12m.v2
∆Wd=12m.v22-12m.v12 
Công do lực F sinh ra 
A=F.s=m.a.s= m. 12(v22-v12)
A= 12m.v22 - 12m.v12
Khi v1=0, v2=v thì A=12m.v2
Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà nó có được do đang chuyển động và được xác định theo công thức: 
 Wđ=12m.v2 
 Đơn vị động năng là J
Động năng là đại lượng vô hướng, có giá trị không đổi
Động năng có tính tương đối phụ thuộc vào mốc tính vận tố
Công do lực F sinh ra 
A=F.s=m.a.s= m. 12(v22-v12)
=>A= 12m.v22 - 12m.v12
Từ định nghĩa động năng ở bài toán 1, viết lại công thức như sau :
 A12=Wđ1-Wđ2 =>Định lí động năng.
Độ biến thiên động năng của vật bằng công của ngoại lực tác dụng 
A=12m.v22-12m.v12
Hệ quả: 
+ Khi A>0 thì động năng của vật tăng ( vật sinh công dương)
+ Khi A<0 thì động năng của vật giảm( vật sinh công âm )
d,Tổ chức thực hiện:
Nội dung 1:
Giao viên yêu cầu học sinh thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu 
Đọc sách giáo khoa, đưa ra dự đoán về mối quan hệ m, v, Wđ.
Trao đổi với các bạn trong nhóm xác định dự đoán hợp lí.
Yêu cầu giải bài toán mà giáo viên đưa ra.
Giao viên gợi ý: 
Kiến thức đã biết cần vận dung là : Biểu thức tính công của 1 lực, công thức liên hệ giữa a, v, S.
Nội dung cần trình bày là phương pháp và cách giải bài toán.
Mỗi nhóm đại diện trình bày trong 5p. Các nhóm còn lại theo dõi, ghi lại các câu hỏi hay thắc mắc để thảo luận trong thời gian 3-5p.
Học sinh báo cáo, thảo luận.
Giao viên đánh giá, kết luận và tổng kết về động năng.
Xong nội dung 1, chuyên sang nội dung 2
Nội dung 2: 
Giao viên yêu cầu học sinh thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu 
Đọc sách giáo khoa, đưa ra dự đoán về sự biến thiên động năng.
Trao đổi với các bạn trong nhóm xác định dự đoán hợp lí.
Yêu cầu giải bài toán mà giáo viên đưa ra.
Giao viên gợi ý: 
Kiến thức đã biết cần vận dung là : Biểu thức tính công của 1 lực, công thức liên hệ giữa a, v, S.
Nội dung cần trình bày là phương pháp và cách giải bài toán.
Mỗi nhóm đại diện trình bày trong 5p. Các nhóm còn lại theo dõi, ghi lại các câu hỏi hay thắc mắc để thảo luận trong thời gian 3-5p.
Học sinh báo cáo, thảo luận.
Giao viên đánh giá các đặt câu hỏi, cách suy luận, cách trình bày , kết luận và tổng kết về định lí biến thiên động năng.
3.Hoạt động 3: Luyện tập.
a, Mục tiêu: 
Vận dụng được công thức động năng và độ biến thiên động năng để tính lực tác dụng, tính độ biến thiên động năng.
b, Nội dung
Học sinh làm việc nhóm giải bài tập 2,3 và làm việc cá nhân giải bài tập 1 để giải các bài tập cơ bản về động năng, định lí biến thiên động năng.
c, Sản phẩm
Lời giải các bài tập được ghi vào vở. (ghi đáp án hoặc lời giải cụ thể)
d, Tổ chức dạy học
Giao viên yêu cầu học sinh giải các bài tập sau:
Bài 1: Một viên đạn khối lượng 14g chuyển động với vận tốc 400 m/s theo phương ngang xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm. Vận tốc viên đạn sau khi xuyên qua gỗ là 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn?
Bài 2: Một ôtô chạy với vận tốc 24 m/s có khối lượng 1100 kg, hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Tính:
a/ Độ biến thiên động năng của ô tô sau khi vận tốc giảm còn 10m/s.
b/ Lực hãm trung bình sau khi ô tô đi thêm được 60m
Bài 3: Một ô tô 2 tấn chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB = 100m, khi qua A ô tô có vận tốc 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết lực kéo của động cơ có độ lớn 4000N, lấy g = 10m/s2.
a/ Tìm hệ số ma sát μ1 trên đoạn đường AB.
b/ Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40 m nghiêng 30° so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là μ2 = 15√3153. Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?
c/ Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng và độ lớn thế nào?
4.Hoạt động 4: Vận dụng
a, Mục tiêu
Chế tạo mô hình đơn giản minh họa động năng, định lí động năng.(giải bt thực tiễn)
b, Nội dung
Học sinh làm việc nhóm, tìm hiểu nghiên cứu đưa ra các phương án chế tạo. 
c, Sản phẩm
Mô hình đơn giản.
d, Tổ chức hoạt động
GV giới thiệu và giao nhiệm:
Gợi ý 1 số mô hình và gợi ý 1 số cách chế tạo.