Giáo án môn Vật lí Lớp 10 - Tiết 44: Thế năng

SỞ GD&ĐT ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG THPT PHAN CHÂU TRINH
GIÁO ÁN – TIẾT 44
 THẾ NĂNG
	Giáo viên hướng dẫn: 	TRẦN THỊ THANH NGUYỆT 
	Giáo sinh thực tập: 	NGUYỄN TRƯƠNG TRÀ
Đà Nẵng, tháng 2 năm 2021
Ngày soạn: 02/02/2021
Ngày thực hiện: 05/02/2021
Lớp: 10
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa trọng trường đều. Viết được biểu thức tính trọng lực của một vật
- Phát biểu được định nghĩa và nêu ý nghĩa của thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn)
- Viết được biểu thức tính thế năng trọng trường và nêu ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có trong biểu thức 
- Định nghĩa được khái niệm mốc thế năng. 
- Viết được hệ thức liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực.
- Phát biểu được định nghĩa và nêu được ý nghĩa của thế năng đàn hồi. 
- Thiết lập được biểu thức tính thế năng đàn hồi và nêu ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có trong biểu thức
- Nêu được một số ứng dụng, tác hại của thế năng trọng trường trong thực tế.
- Nêu được một số ứng dụng của thế năng đàn hồi trong thực tế
2. Kỹ năng
- Nêu được một số ứng dụng, tác hại của thế năng trong thực tế.
- Vận dụng được kiến thức bài học để giải được các bài tập liên quan.
- Vậng dụng được kiến thức bài học, tìm tòi thêm các kiến thức liên quan để chế tạo một số sản phẩm về thế năng có ứng dụng cao trong thực tế.
3. Thái độ
3.1. Trong khi học
- Tích cực tham gia xây dựng ý kiến.
- Tự giác, tích cực và nghiêm túc trong quá trình hoạt động nhóm. 
3.2. Sau khi học
- Có ý thức mong muốn vận dụng kiến thức về thế năng vào trong thực tiễn.
- Tự giác và trung thực trong việc hoàn thành các bài tập nhà được giao.
4. Năng lực chung
- Năng lực hợp tác và giao tiếp 
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
1.1. Thiết bị, dụng cụ, phương tiện Máy chiếu, kế hoạch bài giảng, bài giảng Power point, phiếu học tập, video mở đầu bài học về xe xuống dốc, video về ăn uống ngoài không gian: https://www.youtube.com/watch?v=HqedZspOWYw 
1.2. Phương pháp dạy học chính Đặt và giải quyết vấn đề
2. Chuẩn bị của học sinh 
- Ôn lại phần thế năng đã được học ở chương trình Vật Lý THCS
- Ôn lại định luật Húc, Công thức tính công trong trường hợp tổng quát
III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CỤ THỂ
1. Hướng dẫn chung
Các bước
Hoạt động
Tên hoạt động
Thời lượng dự kiến
Hoạt động 1
Ổn định 
1 phút
Khởi động
Hoạt động 2
Đặt vấn đề giới thiệu bài mới.
3 phút
Hình thành kiến thức
Hoạt động 3
Tìm hiểu khái niệm trọng trường, thế năng trọng trường. 
20 phút
Hoạt động 4
Tìm hiểu khái niệm của thế năng đàn hồi. Ứng dụng của thế năng đàn hồi
8 phút
Luyện tập, củng cố
Hoạt động 5
Bài tập trắc nghiệm vận dụng và củng cố thông qua trò chơi “Con số may mắn”
8 phút
Tìm tòi, mở rộng
Hoạt động 6
Chế tạo bình tưới nước siêu tiết kiệm 
5 phút
2. Hướng dẫn cụ thể từng hoạt động
2.1. Hoạt động 1: Ổn Định
a. Mục tiêu:
- Ổn định lớp học và nắm sĩ số lớp học trước khi dạy
b. Cách thức tổ chức:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
-GV: lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp học, tất cả các học sinh chuẩn bị dụng cụ học tập bộ môn đầy đủ để cũng học tiết hôm nay
HS: lớp trưởng báo cáo và lớp lắng nghe 
2.2. Hoạt Động 2: Đặt vấn đề giới thiệu bài mới.
a. Mục tiêu: Đặt ra vấn đề và dẫn dắt vào nội dung kiến thức mới
b. Thiết bị, đồ dùng: Máy chiếu, bài giảng Power point 
c. Cách thức tổ chức:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
-GV: tiết trước chúng ta đã tìm hiểu về động năng, dạng năng lượng nhờ chuyển động mà có được. Hôm nay chúng ta tiếp tục tìm hiểu một dạng năng lượng khác. Để biết đó là dạng năng lượng gì, thầy và trò chúng ta cùng tim hiểu thí nghiệm sau:
 + một cây đinh ghim sẵn vào miếng gỗ và đặt một quả nặng 200g lên cây đinh, bây giờ qua nặng có khả năng sinh công không?
 + nâng quả nặng lên độ cao Z1 cùng quan sát xem quả nặng có sinh khả năng sinh công không?
- Ta thấy khi nâng quả nặng lên độ cao Z1 thì quả năng có khả năng sinh công bằng việc thực hiện công lên cây đinh găm vào gỗ 1 đoạn. điều này chứng tỏ quả nặng có năng lượng khi được đưa lên độ cao Z1. Năng lượng mà quả nặng có được do đưa lên độ một độ cao nhất định được gọi là thế năng. Bây giờ chúng sẽ tìm hiểu kĩ hơn về thế em vào phần đầu tiên bài học
-HS: lắng nghe quan sát video
- HS: dạ không
- HS: dạ có
- HS:lắng nghe
d. Dự kiến sản phẩm: Câu trả lời của học sinh
2.3. Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm trọng trường, thế năng trọng trường. 
a. Mục tiêu:
- Phát biểu được định nghĩa trọng trường đều. Viết được biểu thức tính trọng lực của một vật 
- Phát biểu được định nghĩa và nêu ý nghĩa của thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn)
- Viết được biểu thức tính thế năng trọng trường và nêu ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có trong biểu thức 
- Định nghĩa được khái niệm mốc thế năng. 
- Nêu được một số ứng dụng, tác hại của thế năng trọng trường trong thực tế.
- Viết được hệ thức liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực.
b. Thiết bị, đồ dùng: Máy chiếu, bài giảng powerpoint
c. Cách thức tổ chức:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Tìm hiểu hiểu khái niệm trọng trường
-GV: Như đã học ở cấp 2, một bạn cho thầy biết tại sao chúng ta và mọi vật trên trái đất đều không bị rơi ra khỏi trái đất?
- Vậy khi quả nặng rơi thì lực nào làm quả nặng rơi?
- Lực hút của trái đất gọi là gì?
- Công thức tính trọng lực :
P=m. g 
với g là gia tốc rơi tự do ( gia tốc trọng trường) , m là khối lượng của vật.
- Bây giờ quan sát video về một du hành đang ở tàu không gian, tại sao các đồ vật sau khi bị buông tay vẫn không rơi nhưng bình thường?
- GV: vậy rõ ràng trọng lực của trái đất hút mọi vật về phía nó chỉ tồn tại trong một giới hạn không gian nào đó thôi đúng không các em.? Không gian xung quanh trái đất mà tại đó mọi vật có khối lượng m đều bị trọng lực tác dụng gọi là trọng trường.
- Ở một không gian không quá rộng thì tại mọi điểm gia tốc g đều song song và cùng chiều nên ta nói trong không gian đó trọng tường đều .
- GV: yêu cầu học sinh thực hiện C1 và nhận xét
Định nghĩa thế năng trọng trường 
- GV: Như ví dụ ở đầu tiết học quả nặng đưa lên cao có thế năng , nhờ trọng lực mà rơi xuống và thực hiện công nên lúc này ta nói thế năng của quả nặng là thế năng trọng trường 
- Vậy tổng quát một vật ở độ cao z thì có khả năng sinh công, nghĩa là mang năng lượng, năng lượng này gọi là thế năng trọng trường
-GV: ví dụ khác, ta xét một quả nặng được thả tự do ở độ cao z va vào đinh và thực hiện công khiến đinh găm vào gỗ một đoạn s, chúng ta cùng quan sát xem ở độ cao z khác nhau thì s sẽ như thế nào từ đó rút ra công ở trường hợp nào lớn hơn. Ví dụ này cũng là câu C2 sgk các em suy nghĩ hoàn thành.
- GV: Các em hãy tính công của trọng lực P làm một vật khối lượng m rơi tự do từ độ cao z tới mặt đất.
- GV: công các em đã tính ở trên cũng chính bằng thế năng trọng trường của một vật ở độ cao z so với mặt đất. Wt = A = mgz (26.2)
 + Trong đó: Wt là thế năng trọng trường (J)
A là công của trọng lực (J)
m là khối lượng của vật (kg)
g là gia tốc trọng trượng (m/S2)
z là dộ cao của vật so với mốc thế năng
 (m) 
- GV: các em lưu ý ta quy ước tính chiều cao của vật là từ mốc thế năng tính lên. 
vật ở cao hơn mốc thì z > 0;
thấp hơn mốc thì z <0.
-Để đơn giản ta thường lây mặt đất làm mốc thế năng để thuận tiên trong việc giải bài tập
-GV: Từ công thức (26.2) ta dễ dàng chứng minh được công của trọng lực làm vật rơi từ điểm M tới điểm N trong trọng trường chính bằng độ giảm thế năng của vật đó 
AMN = WtM –WtN
-GV: các em về nhà tham khảo sách và chứng minh mối liên hệ trên để lấy điểm cộng.
- hệ quả:
khi vật giảm độ cao , thế năng của vật giảm, trọng lực sinh công dương
khi vật tang độ cao, thế năng của vật tăng, trọng lực sinh công âm.
-HS: vì có lực hút của trái đất
- lực hút của trái đất
- HS: gọi là trọng lực ạ.
-HS: Vì các tàu không gian ở ngoài vũ trụ thì không có trọng lực của trái đất nên các vật không bị rơi.
- HS: lắng nghe
- HS lắng nghe và ghi chép
- HS lắng nghe
-HS Phân tích lựa ta chỉ thấy có trọng lực tác dụng , khi đó áp dụng định luật II Newton thì ta có P = ma = mg do vậy mà vật luôn chuyển động rơi tự do với gia tốc là g
- HS: lắng nghe
- HS: z càng lớn thì đinh găm đoạn s càng lớn, từ đó công cũng càng lớn. 
-HS: A=mgz
- HS: Lắng nghe
- HS: Lắng nghe
- HS: Lắng nghe
d. Dự kiến sản phẩm:
Bài 26: THẾ NĂNG
I. Thế năng trọng trường
1. Trọng trường
a. Khái niệm
Trọng trường là trường hấp dẫn do Trái Đất gây ra xung quanh nó.
b. Dấu hiệu nhận biết
Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường
P=mg
Trong đó: P là trọng lực (N)
m là khối lượng của vật (kg)
g là gia tốc trọng trường (gia tốc rơi tự do) (m/s2)
2. Thế năng trọng trường
a. Định nghĩa
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
b. Biểu thức tính thế năng trọng trường
Wt=mgz
Trong đó: Wt: Thế năng trọng trường của vât tại độ cao z so với mặt đất (J)
m: Khối lượng của vật (J)
g: Gia tốc trọng trường đều (m/s2)
z: độ cao của một vật so với mốc thế năg (m) 
c. Mốc thế năng
- Thế năng có tính tương đối
- Mốc thế năng là vị trí vật có thế năng bằng không
3. Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực.
Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ M đến N thì công của trọng lực vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N
A=Wt(M)-Wt(N)
Bài 26: THẾ NĂNG
2.4. Hoạt động 4: Tìm hiểu khái niệm của thế năng đàn hồi. Ứng dụng của thế năng đàn hồi
- Phát biểu được định nghĩa và nêu được ý nghĩa của thế năng đàn hồi. 
- Thiết lập được biểu thức tính thế năng đàn hồi và nêu ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có trong biểu thức
- Nêu được một số ứng dụng của thế năng đàn hồi trong thực tế
b. Thiết bị, đồ dùng: Phiếu học tập số 1, máy chiếu, bài giảng Powerpoint
c. Cách thức tổ chức:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Tìm hiểu khái niệm thế năng đàn hồi
-GV: các em cùng quan sát hình ảnh cung thủ bắn cung tên sau: 
 - Khi cung thủ giương cung, dây cung bị biết dạng đàn hồi và có khả năng sinh công, tương tự như thế năng trọng trường, lúc này công của lực đàn hồi bằng với thế năng đàn hồi.( có thể giải thích tương tự ví dụ minh họa về thế năng trọng trường ở tình huống đầu bài) 
-GV: dựa vào kiến thức về định luật Huc đã học các tính cho thầy lực đàn hồi của một lò xo có độ cứng là K bị giãn 1 đoạn ∆l tác dụng vào vật có khối lượng m gắn vào đầy tự do của lò xo
+ Theo định luật Húc thì lực đàn hồi có công thức tính là: F=-k∆l
+ Lực đàn hồi trung bình có dạng:
Ftb=(F∆l+F0)2=-k∆l+02=-k∆l2
+ Công của lực đàn hồi lúc này là:
A=F.s.cosα=Ftb.∆l.-1=-k∆l2.∆l. (-1)=k∆l22
Ađh = Fđh. ∆l = 12 k (∆l)2 = Wt
+Trong đó: Ađh là công của lực đàn hồi (J)
Fđh là lực đàn hồi trung bình (N)
∆l độ biết dạng của lò xo (m)
K là độ cứng của lò xo (N/m)
Wt là thế năng đàn hồi (J)
-HS: Fdh = K. ∆l
-HS: lắng nghe, ghi chép
d. Dự kiến sản phẩm:
II. Thế năng đàn hồi
1. Khái niệm
Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi (khi bị biến dạng đàn hồi)
2. Biểu thức tính thế năng đàn hồi
Wt=k∆l22
Trong đó: Wt: thế năng đàn hồi (J)
k: Độ cứng của lò xo (N/m)
∆l: Độ biến dạng của lò xo (m)
3. Ứng dụng của thế năng đàn hồi
+ Bàn đạp nhún đàn hồi
+ Gậy nhún lò xo
+ Cây sào nhảy cao
2.5. Hoạt động 5: Bài tập trắc nghiệm vận dụng và củng cố thông qua trò chơi “CON SỐ MAY MẮN”
a. Mục tiêu: 
- Vận dụng được kiến thức bài học để giải được các bài tập liên quan.
b. Thiết bị, đồ dùng: Phiếu học tập số 2, máy chiếu, bài giảng Powerpoint
c. Cách thức tổ chức:
Hoạt động của GV
Hoạt động của học sinh
- GV cho HS làm một số bài tập định tính và định lượng. Ở các bài định lượng giáo viên cho học sinh thảo luận nhóm và hướng dẫn cho học sinh và yêu cầu HS lên bảng thực hiện
- GV cho các HS khác nhận xét
- Giáo viên nhận xét và đưa ra kết quả
- Tiếp nhận yêu cầu của giáo viên, thảo luận theo nhóm để hoàn thành.
- HS trình bày kết quả của nhóm mình theo yêu cầu của giáo viên
- Nhận xét bài của các bạn 
- Lắng nghe và tiếp thu bài học
CÂU HỎI TRÒ CHƠI “CON SỐ MAY MẮN”
Câu 1: Một vật nằm yên trên trái đất có thể có
Động năng
Vận tốc.
Động lượng
Thế năng trọng trường
Câu 2: Thế năng đàn hồi của một lò xo không phụ thuộc vào
    A. độ cứng của lò xo
    B. độ biến dạng của lò xo
    C. chiều biến dạng của lò xo
    D. mốc thế năng
. Câu 4: Khẳng định nào dưới đây là đúng ? Nếu một vật chịu tác dụng của trọng lực thì 
công của trọng lực bằng độ giảm động năng của vật
công của trọng lực bằng độ giảm thế năng của vật
công của trọng lực bằng độ tăng thế năng của vật
công của trọng lực bằng hiệu thế năng và động năng của vật tại 1 điểm bất kì
Câu 5: Thế năng trọng trường không phụ thuộc vào
Khối lượng của vật
Vị trí đặt vật
Gia tốc trọng trường
Vận tốc của vật
Vận dụng giải bài tập
1.Một lò xo có độ cứng k = 200 N/m, bị nén ngắn lại ∆l=10 cm so với chiều dài tự nhiên ban đầu. Chọn mốc thế năng tại vị trí ban đầu. Thế năng đàn hồi của lò xo là?
d. Dự kiến sản phẩm: 
Kết quả trò chơi
1.
Wt=12k.∆l2=12.200.0,12=1J
2.6. Hoạt động 6: Chế tạo “BÌNH TƯỚI SIÊU TIẾT KIỆM” 
a. Mục tiêu:
- Nêu được một số ứng dụng, tác hại của thế năng trong thực tế.
- Vậng dụng được kiến thức bài học, tìm tòi thêm các kiến thức liên quan để chế tạo một số sản phẩm về thế năng có ứng dụng cao trong thực tế.
b. Thiết bị, đồ dùng: 
Bảng chỉ têu chế tạo “bình tưới siêu tiết kiệm”, 
máy chiếu, 
bài giảng Powerpoint
c. Cách thức tổ chức:
c. Cách thức tổ chức:
Hoạt động của GV
Hoạt động của học sinh
- GV chia lớp thành 4 nhóm
- GV: Các em hãy sử dụng kiến thức của các bài, động năng, thế năng để chế tạo một bình nước tưới cây đơn giản và tiết kiệm.
- Gợi ý cho các em bám theo kiến thức về thế năng mà chế tạo bình tưới cho cây thông minh linh hoạt trong việc điều chỉnh lượng nước vào các thời điểm khác nhau 
- 4 nhóm sẽ chăm sóc 1 cây hoa bất kìa ở ngay tại lớp mình. 
- GV phổ biến cho HS các tiêu chí để dánh giá sản phẩm
- GV: Thông báo cho HS thời gian nộp sản phẩm và đua xe thế năng vào tiết 46 
- HS lắng nghe và tiếp thu nhiệm vụ
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
DANH SÁCH NHÂN SỰ - CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ BÌNH TƯỚI SIÊU TIẾT KIỆM – BẢNG ĐÁNH GIÁ TỪNG THÀNH VIÊN TRONG NHÓM
1. Nhóm:  Lớp: ...
Họ và tên
Vị trí
Mô tả nhiệm vụ
Nhóm trưởng
Thư kí
Thủ quỹ
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
2. Tiêu chí đánh giá báo cáo sản phẩm
Tiêu chí
Điểm tối đa
Sản phẩm thật (100 điểm)
Tiêu chí 1: Hoạt Động tốt nhất
20
Tiêu chí 2: Sử dụng vật liệu (đơn giản, dễ kiếm, tái chế)
10
Tiêu chí 3: Tính sáng tao (Thiết kế độc đáo)
10
Tiêu chí 4: Có tính thẩm mĩ (thiết kế đạt chuẩn, màu sắc hài hòa)
10
Tiêu chí 5 : Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của của bình
20
Tiêu chí 6: Trình bày rõ ràng, logic, sinh động.
30
Tổng điểm
100
3. Đánh giá quá trình tham gia dự án của các thành viên
Nội dung đánh giá
Học sinh tự đánh giá
Nhóm đánh giá
Tham gia các buổi họp nhóm
Đầy đủ
Thường xuyên
Một vài buổi
Không buổi nào
Tham gia đóng góp ý kiến
Tích cực
Thường xuyên
Thỉnh thoảng
Không bao giờ
Hoàn thành công việc của nhóm giao đúng thời hạn
Luôn luôn
Thường xuyên
Thỉnh thoảng
Không bao giờ
Hoàn thành công việc của nhóm giao có chất lượng
Luôn luôn
Thường xuyên
Thỉnh thoảng
Không bao giờ
Có ý tưởng mới, hay, sáng tạo, có đóng góp cho nhóm
Luôn luôn
Thường xuyên
Thỉnh thoảng
Không bao giờ
Vai trò trong nhóm
Nhóm trưởng
Thư kí
Thành viên
NHẬN XÉT, KẾT LUẬN :
d. Dự kiến sản phẩm: Kết quả phiếu học tập số 2
IV. RÚT KINH NGHIỆM
GVHD
Trần Thị Thanh Nguyệt
GSTT
NGUYỄN TRƯƠNG TRÀ