Giáo án Vật Lí lớp 9 Chương 4: Sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng mới nhất

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Mục tiêu:

- Hiểu được cơ năng và nhiệt năng dựa trên những dấu hiệu quan sát trực tiếp được.

- Hiểu được quang năng, hoá năng, điện năng nhờ chúng đã chuyển hoá thành cơ năng hay nhiệt năng.

- Hiểu được khả năng chuyển hoá qua lại giữa các dạng năng lượng, mọi sự biến đổi trong tự nhiên đều kèm theo sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- GV: Yêu cầu HS đọc và trả lời C1, C2.

- GV: Chuẩn hoá kiến thức.

- GV: Khi vào ta Hiểu được một vật có cơ năng, nhiệt năng?

- GV: Kết luận.

- HS: Trả lời.

C1:- Tảng đá nằm trên mặt đất không có năng lượng vì không có khả năng sinh công.

- Tảng đá được năng lên khỏi mặt đất năng lượng ở dạng thế năng hấp dẫn.

- Chiếc thuyền chạy trên mặt nước có năng lượng ở dạng động năng.

C2:

- Làm cho vật nóng lên.

*Kết luận 1:

Ta Hiểu được một vật có cơ năng khi nó có khả năng thực hiện công, có nhiệt năng khi nó làm nóng các vật khác.

- GV: Cho máy sấy tóc làm việc.

Hỏi: Khi máy sấy tóc làm việc, đã có các dạng năng lượng nào? Có sự chuyển hoá giữa các dạng năng lượng hay không?

- GV: Kết luận

- GV: Yêu cầu HS quan sát bóng đèn điện đang hoạt động.

Hỏi: Có các dạng năng lượng nào? Có sự chuyển hoá giữa các dạng năng lượng hay không?

- GV: Yêu cầu HS hoạt động nhóm trả lời C3, C4.

- GV: Tổ chức thảo luận chung toàn lớp câu trả lời C3, C4.

→ GV chuẩn hoá kiến thức.

- Hỏi: Có thể Hiểu được các dạng năng lượng khi nào?

- GV: Kết luận.

- HS: Quan sát → Trả lời.

- HS: Quan sát → trả lời.

- HS: Thảo luận nhóm trả lời C3, C4.

- HS: Trả lời.

C3: Thiết bị A:

(1) Cơ năng thành điện năng

(2) Điện năng thành nhiệt năng

Thiết bị B:

(1) Điện năng thành cơ năng

(2) Động năng thành động năng

Thiết bị C:

(1) Hoá năng thành nhiệt năng

(2) Nhiệt năng thành cơ năng.

Thiết bị D:

(1) Hoá năng thành điện năng

(2) Điện năng thành nhiệt năng

Thiết bị E:

(1) Quang năng thành nhiệt năng

C4: - Hoá năng thành cơ năng trong thiết bị C

- Hoá năng thành nhiệt năng trong thiết bị D.

- Quang năng thành nhiệt năng trong thiết bị E.

- Điện năng thành cơ năng trong thiết bị B.

*Kết luận 2: Con người có thể Hiểu được các dạng năng lượng như hoá năng, quang năng khi chúng được biến đổi thành cơ năng hoặc nhiệt năng. Nói chung, mọi quá trình biến đổi trong tự nhiên đều có kèm theo sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác.

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1 : Có mấy dạng năng lượng?

A. 2

B. 4

C. 6

D. 8

Câu 2 : Trường hợp nào dưới đây vật không có năng lượng?

A. Tảng đá nằm trên mặt đất.

B. Tảng đá được nâng lên khỏi mặt đất.

C. Chiếc thuyền chạy trên mặt nước.

D. Viên phấn rơi từ trên bàn xuống

Câu 3 : Ta có thể Hiểu được các dạng năng lượng như hóa năng, quang năng, điện năng khi chúng được biến đổi thành

A. Cơ năng

B. Nhiệt năng

C. Năng lượng hạt nhân

D. A hoặc B

Câu 4 : Thả một quả bóng bàn rơi từ một độ cao nhất định, sau khi chạm đất quả bóng không nảy lên đến độ cao ban đầu vì

A. quả bóng bị Trái Đất hút.

B. quả bóng đã thực hiện công.

C. thế năng của quả bóng đã chuyển thành động năng.

D. một phần cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng do ma sát với mặt đất và không khí.

Câu 5 : Một ô tô đang chạy thì đột ngột tắt máy, xe chạy thêm một đoạn rồi mới dừng hẳn là do

A. thế năng xe luôn giảm dần

B. động năng xe luôn giảm dần

C. động năng xe đã chuyển hóa thành dạng năng lượng khác do ma sát.

D. động năng xe đã chuyển hóa thành thế năng.

Câu 6 : Những trường hợp nào dưới đây là biểu hiện của nhiệt năng?

A. làm cho vật nóng lên

B. truyền được âm

C. phản chiếu được ánh sáng

D. làm cho vật chuyển động

Câu 7 : Hãy chỉ ra năng lượng đã chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào qua các bộ phận (1) và (2) của xe đạp:

A. (1) cơ năng, (2) quang năng

B. (1) cơ năng, (2) cơ năng

C. (1) điện năng, (2) quang năng

D. (1) quang năng, (2) cơ năng

Câu 8 : Ta Hiểu được trực tiếp được một vật có nhiệt năng khi nó có khả năng nào?

A. Làm tăng thể tích vật khác.

B. Làm nóng một vật khác.

C. Sinh ra lực đẩy làm vật khác chuyển động.

D. Nổi trên mặt nước.

Câu 9 : Bằng các giác quan, căn cứ vào đâu mà ta Hiểu được là một vật có nhiệt năng?

A. Có thể kéo, đẩy các vật

B. Có thể làm biến dạng vật khác.

C. Có thể làm thay đổi nhiệt độ các vật.

D. Có thể làm thay đổi màu sắc các vật khác.

Câu 10 : Trong nồi cơm điện, năng lượng nào đã được chuyển hóa thành nhiệt năng?

A. Cơ năng

B. Điện năng

C. Hóa năng

D. Quang năng

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- GV: Yêu cầu HS hoạt động cá nhân giải C5.

- GV: Gọi 1 HS lên bảng trình bày C5.

- GV: Chuẩn hoá kiến thức.

- HS: Hoạt động cá nhân trả lời C5.

- HS: 1 HS trình bày bài trên bảng, HS khác theo dõi, nhận xét kết quả.

C5:

V = 2l → m = 2kg

t₁ = 20^oC

t₂ = 80^oC

C_n = 4200J/kg.K

Điện năng → nhiệt năng?

Giải: Điện năng = Nhiệt năng

- Nhiệt lượng mà nước nhận được làm cho nước nóng lên:

Q = m.c (t₂ -t₁) = 2.4200.(80-20) =504 000 (J)

Nhiệt lượng này do dòng điện tạo ra và truyền cho nước, vậy có thể nói rằng dòng điện có năng lượng gọi là điện năng, chính điện năng này đã chuyển thành nhiệt năng làm nước nóng lên. áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho các hiện tượng nhiệt và điện, ta có thể nói phần điện năng mà dòng điện đã truyền cho nước là 504 000 J

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Mục tiêu: định luật bảo toàn năng lượng và vận dụng được định luật để giải thích hoặc dự đoán sự biến đổi của 1 số hiện tượng.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

⇒ Giới thiệu bài: SGK/157

- GV: Yêu cầu HS đọc SGK tìm thí nghiệm hình 60.1 SGK

+ Mục đích thí nghiệm?

+ Dụng cụ cần thiết?

+ Các bước tiến hành thí nghiệm?

- GV: Hướng dẫn cách tiến hành TN.

- GV: Gọi 2 HS lên bảng cùng làm TN.

- GV: Yêu cầu HS thảo luận theo nhóm câu C1, C2, C3.

+ Thời gian thảo luận: 5 phút.

- GV: ? Thế năng và động năng của viên bi biến đổi như thế nào khi đi từ A → B → C?

- GV: Kết luận.

- GV: ?So sánh độ cao h₁; h₂ → Thế năng ban đầu tại A với thế năng ban đầu của viên bi tại B?

- GV: Yêu cầu HS nhóm 5, 6 trả lời C3.

- GV: Kết luận.

- GV: Yêu cầu HS rút ra kết luận.

- GV: ? Có bao giờ hòn bi chuyển động để hB > hA? Nếu có là do nguyên nhân nào? Lấy ví dụ chứng minh?

- GV: Chuẩn hoá kiến thức.

(h_B > h_A hay W_t đầu > W_t sau khi ta truyền thêm cho nó năng lượng)

- GV: Treo tranh vẽ hình 60.2 SGK

Giới thiệu qua cơ cấu và cách tiến hành thí nghiệm.

- GV: Yêu cầu HS nêu sự biến đổi năng lượng trong mỗi bộ phận.

- GV: Chuẩn hoá kiến thức.

? So sánh độ cao h1 và h2?

⇒ So sánh thế năng tại A và thế năng tại B?

- GV: Có kết luận gì về sự chuyển hoá năng lượng trong động cơ điện và máy phát điện?

- GV: Kết luận.

- HS: Tìm hiểu TN hình 60.1 SGK

- HS: Quan sát, nhận xét sự chuyển động của viên bi tới hai vị trí A và B.

- HS: Thảo luận và trả lời C1, C2, C3 theo nhóm.

- HS: Đại diện nhóm 1 trả lời.

Đại diện nhóm 2 nhận xét.

- HS: Nhóm 3 trả lời.

Nhóm 4 nhận xét.

- HS: Trả lời.

- HS: Quan sát hình 60.2

- HS: Trả lời.

- HS: Trả lời.

- HS: Rút ra kết luận.

1. Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng

a. Thí nghiệm

H 60.1 SGK

C1: +Từ A đến C: thế năng biến đổi thành động năng.

+Từ C đến B: Động năng biến đổi thành thế năng.

C2: Thế năng của viên bi ở A lớn hơn thế năng của viên bi ở B

C3: Viên bi không thể có thêm nhiều năng lượng hơn thế năng mà ta đã cung cấp cho nó lúc ban đầu, ngoài cơ năng còn có nhiệt năng xuất hiện do ma sát.

b, Kết luận: Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa thế năng và động năng, cơ năng luôn luôn giảm. Phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hoá thành nhiệt năng.

2. Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại, Hao hụt cơ năng

Thí nghiệm hình 60.2 SGK

C4: - Trong máy phát điện: Cơ năng biến đổi thành điện năng.

- Trong động cơ điện: Điện năng biến đổi thành cơ năng.

C5: h₁ > h₂ ⇒ W_tA > W_tB

Sự hao hụt là do chuyển hoá thành nhiệt năng.

* Kết luận 2: Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hoá thành cơ năng. Trong các máy phát điện, phần lớn cơ năng chuyển hoá thành điện năng. Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy. Phần năng lượng hao hụt đi đã biến đổi thành dạng năng lượng khác.

Nếu giữ nguyên thì có biến đổi tự nhiên không?

Trong quá trình biến đổi tự nhiên thì năng lượng chuyển hoá có sự mất mát không? Nếu có thì nguyên nhân mất mát?

- GV: Nêu nội dung của định luật bảo toàn năng lượng?

- GV: Kết luận. Lấy ví dụ về sự chuyển hoá năng lượng trong tự nhiên.

- HS: Trả lời.

- HS: Trả lời.

II. Định luật bảo toàn năng lượng.

Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1 : Trong quá trình biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại trong các hiện tượng tự nhiên. Cơ năng luôn luôn giảm, phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành:

A. Nhiệt năng

B. Hóa năng

C. Quang năng

D. Năng lượng hạt nhân

Câu 2 : Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có biến đổi giữa

A. điện năng và thế năng

B. thế năng và động năng

C. quang năng và động năng

D. hóa năng và điện năng

Câu 3 : Chọn phát biểu đúng

A. Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

B. Trong các máy phát điện, phần lớn cơ năng chuyển hóa thành hóa năng.

C. Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng lớn hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.

D. Phần năng lượng hao hụt đi biến đổi thành dạng năng lượng khác.

Câu 4 : Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về định luật bảo toàn năng lượng

A. Năng lượng có thể tự sinh ra hoặc tự mất đi và chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.

B. Năng lượng không tự sinh ra và tự mất đi mà có thể truyền từ vật này sang vật khác.

C. Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.

D. Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác.

Câu 5 : Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành

A. Điện năng

B. Hóa năng

C. Quang năng

D. Cơ năng

Câu 6 : Trong máy phát điện, điện năng thu được bao giờ cũng có giá trị nhỏ hơn cơ năng cung cấp cho máy. Vì sao?

A. Vì một đơn vị điện năng lớn hơn một đơn vị cơ năng.

B. Vì một phần cơ năng đã biến thành dạng năng lượng khác ngoài điện năng.

C. Vì một phần cơ năng đã tự biến mất.

D. Vì chất lượng điện năng cao hơn chất lượng cơ năng

Câu 7 : Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, điều gì luôn xảy ra với cơ năng?

A. Luôn được bảo toàn

B. Luôn tăng thêm

C. Luôn bị hao hụt

D. Khi thì tăng, khi thì giảm

Câu 8 : Hiệu suất pin mặt trời là 10%. Điều này có nghĩa nếu pin nhận được

A. điện năng là 100J thì sẽ tạo ra quang năng là 10J.

B. năng lượng mặt trời là 100J thì sẽ tạo ra điện năng là 10J.

C. điện năng là 10J thì sẽ tạo ra quang năng là 100J.

D. năng lượng mặt trời là 10J thì sẽ tạo ra điện năng là 100J.

Câu 9 : Nói hiệu suất động cơ điện là 97%. Điều này có nghĩa là 97% điện năng đã sử dụng được chuyển hóa thành

A. cơ năng

B. nhiệt năng

C. cơ năng và nhiệt năng

D. cơ năng và năng lượng khác

Câu 10 : Hiện tượng nào dưới đây không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng:

A. Bếp nguội đi khi tắt lửa.

B. Xe dừng lại khi tắt máy.

C. Bàn là nguội đi khi tắt điện.

D. Không có hiện tượng nào.

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- GV: Có thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu không? Vì sao?

- GV: Yêu cầu HS trả lời C7.

- GV: Kết luận.

- HS: Trả lời.

- HS: Trả lời C7.

C7: Nhiệt năng do củi đốt cung cấp 1 phần vào nồi làm nóng nước, phần còn lại truyền cho môi trường xung quanh. Theo ĐL bảo toàn năng lượng, bếp cải tiến có vách cách nhiệt, giữ cho nhiệt năng ít bị truyền ra ngoài, tận dụng được nhiệt năng để đun 2 nồi nước

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.