Giáo án Vật Lí Lớp 9 - Tiết 67, Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng - Năm học 2013-2014 - Phan Quang Hiệp

Tuần: 35 Ngày soạn: 10-05-2014 Tiết : 67 Ngày dạy : 12-05-2014 Bài 60: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Phát biểu được định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng. - Giải thích một số hiện tượng và quá trình thường gặp trên cơ sở vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng. 2. Kĩ năng: - Vận dụng định luật bảo toàn năng lượng để giải thích hoặc dự đoanù sự biến đổi một số hiện tượng. 3. Thái độ: - Biết làm việc tự lực để tiến hành có kết quả công việc. II. Chuẩn bị: 1. GV: - Thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. 2. HS: - Thiết bị biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. III. Tổ chức hoạt động dạy và học: 1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số vệ sinh lớp. 2. Kiểm tra bài cũ: - Nêu kết luận 1 và 2? Làm bài tập 59.2 SBT? 3.. Tiến trình: GV tổ chức các hoạt động Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt Hoạt động 1: Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu. Vì sao con người không thực hiện được ước mơ chế tạo động cơ vĩnh cửu, không cần cung cấp năng lượng mà vẫn chạy được: - Kể câu chuyện lịch sử: Nhiều người đã mơ ước chế tạo được động cơ có thể chạy được mãi mãi mà không cần cung cấp cho động cơ một nhiên liệu ban đầu nào cả. Ta hãy tìm hiểu xem, xét về phương diện năng lượng. Vì sao mơ ước ấy không thực hiện được. - Suy nghỉ các nhân trả lời câu hỏi của GV đưa ra dự đoán và không cần thảo luận. Hoạt động 2: Tìm hiểu sự biến đổi thế năng thành động năng và phát hiện luôn sự hao hụt cơ năng và xuất hiện nhiệt năng: - Yêu cầu hs làm TN như hình 60.1 SGK để tìm hiểu xem trong quá trình viên bi chuyển động thì thì năng lượng bị biến đổi từ dạng nào sang dạng nào? và tổng cơ năng của viên bi có thay đổi không? - Y/c HS lần lượt trả lời C1, C2, C3 Gọi một hs trình bày điều quan sát được và lập luận để chứng tỏ có sự biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại , có sự hao hụt cơ năng, có sự xuất hiện nhiệt năng? Nêu câu hỏi: Điều gì chứng tỏ năng lượng không tự sinh ra được mà do một dạng năng lượng khác biến đổi thành? Trong một quá trình biến đổi, nếu thấy một phần năng lượng bị hao hụt đi thì có phải là nó biến đi mất không? a) Làm việc theo nhóm. - Thực hiện TN và trả lời C1, C2, C3 C1: Từ A đến C: Thế năng biến đổi thành động năng . C2: Thế năng của viên bi ở A lớn hơn thế năng cùa viên bi ở B C3:Viên bi không thể có thêm nhiều năng lượng 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) Thảo luận chung cả lớp Trong khi lập luận , chỉ rõ dấu hiệu nào chứng tỏ vật có thế năng , động năng , nhiệt năng c) làm việc cá nhân . Tìm hiểu thông báo trong SGK . Rút ra kết luận (SGK) Trả lời câu hỏi của GV I. Sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơ nhiệt điện: 1) Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại, hao hụt cơ năng: C1: Từ A đến C: Thế năng biến đổi thành động năng . C2: Thế năng của viên bi ở A lớn hơn thế năng cùa viên bi ở B C3: Viên bi không thể có thêm nhiều năng lượng thế năng mà ta đã cung cấp cho nó lúc ban đầu . Ngoài cơ năng còn có nhiệt năng xuất hiện do ma sát . Kết luận :SGK Hoạt động 3: Tìm hiểu sự biến đổi cơ năng thành điện năng và ngước lại. Phát hiện sự hao hụt cơ năng và phát hiện dạng năng lượng khác ngoài điện năng: - Hướng dẫn hs tiến hành làm TN - Chỉ cho hs máy phát điện và động cơ điện - Cuốn dây treo quả nặng A của máy phát điện và quả năng B của động cơ điện sao cho khi A ở vị trí cao nhất Thì B ở vị trí thấp nhất chạm mặt bàn mà vẫn kéo căng dây treo - Đánh dấu vị trí cao nhất của A khi bắt đầu thả rơi ở vị trí cao nhất của B khi được kéo lên cao . Nêu câu hỏi : Hãy phân tích quá trình biến đổi cơ năng thành điện trong TN trên và so sánh năng lượng ban đầu ta cung cấp cho quả năng A và năng lượng cuối cùng mà quả năng B nhận được . - Gọi đại diện của một số nhóm trả lời C4 , C5 và thảo luận chung cho cả lớp . - Nêu câu hỏi : Trong TN trên ngoài cơ năng và điện năng còn xuất hiện thêm dạng năng lượng nào nữa ?Phần năng lượng mới xuất hiện này do đâu mà có . - a) Làm việc theo nhom - Tìm hiểu TN theo hình 60.2 SGK - Quan sát thu thập xử lý thông tin để trả lời C4, C5. Thảo luận chung ở lớp về nội dung trả lời C4: Trong máy phát điện cơ năng biến đổi thanh điện năng. Trong động cơ điện, điện năng biến đổi thành cơ năng C5: Thế năng ban đầu của quả nặng A lớn hơn thế năng mà quả nặng B thu được . Khi quả năng A rơi xuống thì chỉ có một phần thế năng biến thành động năng của chính quả nặng. Khi dòng điện làm cho động cơ điện quay , kéo quả năng B lên thì chỉ có một phần điện năng chuyển hoá thành cơ năng , còn một phần biến thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn . Do những hao phí như trên nên thế năng của quả B thhu được nhỏ hơn thế năng ban đầu của quả cầu A b) Rút ra kết luận 2 trong SGK :Cá nhân tự đọc SGK và trả lời câu hỏi của GV 2) Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại , hao hụt năng lượng: C4 : Trong máy phát điện cơ năng biến đổi thanh điện năng . Trong động cơ điện, điện năng biến đổi thành cơ năng C5 :Thế năng ban đầu của quả nặng A lớn hơn thế năng mà quả nặng B thu được . Khi quả năng A rơi xuống thì chỉ có một phần thế năng biến thành động năng của chính quả nặng .Khi dòng điện làm cho động cơ điện quay , kéo quả năng B lên thì chỉ có một phần điện năng chuyển hoá thành cơ năng , còn một phần biến thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn . Do những hao phí như trên nên thế năng của quả B thhu được nhỏ hơn thế năng ban đầu của quả cầu A Hoạt động 4: Tiếp thu thông báo của GV về định luật bảo toàn năng lượng : - Đặt vấn đề :Những kết luận vừa thu được khi kháo sát sự biến đổi cơ năng , điện năng ở trên liệu có đúng cho sự biến đổi thành các dạng năng lượng khác không ? - Thông báo các nhà khoa học đã khào sát rất nhiều quá trình biến đổi năng lượng khác có trong tự nhiên và thấy rằng kết luận trên luôn luôn đúng trong mọi trường hợp và được nêu lên thành định luật bảo toàn năng lượng Ngày này định luật này được gọi là định luật tổng quát nhất của tự nhiên , đúng ho mọi quá trình biến đổi . Mọi phát minh mới trái với định luật này đều là sai . - Nêu vấn đề Trong TN đun nước nóng bằng điện , điện năng đã biến đổi thành nhiệt năng , sau khi ngừng dun nước nguội đi và trở lại nhiệt độ ban đầu , điều đó có phải là nhiệt năng đã tự mất đi , trái với định luật bảo toàn năng lượng không ? tạo sao ? a) cá nhân nghe thông báo của GV . Tự đọc định luật bảo toàn năng lượng trong SGK Trả lời câu hỏi đặt vấn đề của GV . Chỉ ra được nhiệt năng đã truyền đi đâu không trái với định luật bảo toàn năng lượng b)Cá nhân suy nghĩ, thảo luận chung ở lớp để trả lời câu hỏi của GV . II. Định luật bảo toàn năng lượng : Năng lượng không tự sinh rahoặc mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác , hoặc truyền từ vật này sang vật khác . Hoạt động 5: Vận dung: - Ý định chế tạo động cơ vĩnh cữu trái với định luật bảo toàn năng lượng ở chỗ nào ? - Khi đun bếp , nhiệt năng bị hao hụt , mất đi rất nhiều . Có phải ở đây định luật bảo toàn năng lượng không đúng nữa không ? - Thảo luận câu bổ sung của GV C6: Động cơ vĩnh cửu không thể hoạt động được vì trái với định luật bảo toàn năng lượng . Động cơ hoạt động được là có cơ năng. Cơ năng này không thể tự nó sinh ra. Muốn có cơ năng này bắt buộc phải cung cấp cho máy một năng lượng ban đầu (dùng năng lượng của khí đốt, than, dầu C7: Nhiệt năng do củi đốt cung cấp một phần vào nôi làm nước nóng lên , phần còn lại truyền cho môi trương xung quanh theo định luật bảo toàn năng lượng . Bếp củi tiến có vạch cách nhiệt, giữ cho nhiệt năng ít truyền đi ra ngoài, tận dụng được nhiệt năng để đun hai nồi nước. III. Vận dụng : C6: Động cơ vĩnh cửu không thể hoạt động được vì trái với định luật bảo toàn năng lượng. Động cơ hoạt động được là có cơ năng. Cơ năng này không thể tự nó sinh ra. Muốn có cơ năng này bắt buộc phải cung cấp cho máy một năng lượng ban đầu (dùng năng lượng của khí đốt , than , dầu C7: Nhiệt năng do củi đốt cung cấp một phần vào nôi làm nước nóng lên , phần còn lại truyền cho môi trương xung quanh theo định luật bảo toàn năng lượng. Bếp củi tiến có vạch cách nhiệt, giữ cho nhiệt năng ít truyền đi ra ngoài, tận dụng được nhiệt năng để đun hai nồi nước. IV. Củng cố: - Gọi một đến 2 hs đọc phần ghi nhớ SGK? V. Hướng dẫn về nhà: - Làm bài tập 60.1 và 60.2 SBT. - Đọc mục có thể em chưa biết. Rút kinh nghiệm: .