Giáo án Bài 46. Năng lượng và sự truyền năng lượng

Tạo tình huống mở đầu, giúp HS nhận ra việc tay đẩy làm xe chuyển động là một sự truyền năng lượng và xác định nhiệm vụ học tập của bài.

GV đặt một xe đồ chơi trên bàn, dùng tay đẩy cho xe chạy rồi hỏi cả lớp:

• Vì sao xe chuyển động khi bạn đẩy?
• Tay bạn đã “đưa” cho xe điều gì?
• Ngoài chuyển động, còn hiện tượng nào có thể xảy ra với xe hoặc với tay bạn?
  HS ghi câu trả lời cá nhân vào vở trong 1 phút, sau đó trao đổi nhanh với bạn bên cạnh.

HS nêu được: tay đẩy làm xe thay đổi chuyển động, nên tay đã truyền cho xe năng lượng; ngoài chuyển động, có thể nhận thấy xe hoặc bàn tay nóng lên, có tiếng động. Từ đó HS xác định nhiệm vụ: năng lượng là gì, năng lượng truyền từ đâu đến đâu và nhận biết được bằng dấu hiệu nào.

Hình thành khái niệm năng lượng gắn với khả năng gây biến đổi hoặc thực hiện tác dụng lực; nhận ra năng lượng tồn tại ở nhiều dạng, không cần ngọn lửa.

HS làm việc theo nhóm 4 người. Nhóm quan sát mô phỏng lò xo đẩy bị nén 10 cm trong hộp phóng (trước khi mở chốt) và trả lời phần A của Phiếu học tập số 1:

• Lò xo nén 10 cm đang đứng yên có năng lượng không? Dựa vào đâu để biết?
• Theo em, năng lượng là gì? Khi nào ta nhận biết một vật có năng lượng?
• Xe đang chuyển động, pin và thức ăn có liên quan đến năng lượng không? Có cần ngọn lửa không?
  Nhóm thống nhất và ghi kết luận vào phiếu.

Kết quả thống nhất của nhóm:

• Lò xo bị nén 10 cm đứng yên nhưng vẫn có khoảng 1 J năng lượng, vì khi được mở chốt nó có thể đẩy xe chạy.
• Năng lượng gắn với khả năng gây biến đổi hoặc thực hiện tác dụng lực (làm vật chuyển động, biến dạng, nóng lên).
• Xe đang chuyển động, pin và thức ăn đều liên quan đến năng lượng; không cần ngọn lửa.
  Kiến thức HS rút ra: năng lượng là đại lượng gắn với khả năng gây biến đổi hoặc thực hiện tác dụng lực, không nhất thiết phải có ngọn lửa.

Hình thành khái niệm truyền năng lượng và nhận biết ba dấu hiệu truyền năng lượng (thay đổi chuyển động, biến dạng, nóng lên) qua mô phỏng.

Nhóm mở chốt để lò xo đẩy xe lăn 0,25 kg trên ray, quan sát và hoàn thành phần B của Phiếu học tập số 1. Sử dụng kĩ thuật mảnh ghép: mỗi cá nhân trong nhóm nhận một dấu hiệu (A: thay đổi chuyển động; B: biến dạng; C: nóng lên). Sau đó các thành viên có cùng dấu hiệu họp lại 2 phút để thống nhất, rồi quay về nhóm cũ báo cáo.
Nhiệm vụ: Năng lượng truyền từ đâu sang đâu? Dấu hiệu tương ứng quan sát được là gì? Khi nén lò xo 5 cm thì kết quả thay đổi thế nào?

Kết quả trong Phiếu học tập số 1, phần B:

• Năng lượng truyền từ lò xo sang xe.
• Dấu hiệu 1 (thay đổi chuyển động): xe chạy khi lò xo được mở chốt.
• Dấu hiệu 2 (biến dạng): xe ép lò xo ở cuối ray làm lò xo ngắn lại rồi dừng.
• Dấu hiệu 3 (nóng lên): ma sát làm bánh xe và ray nóng lên một chút.
• Năng lượng cộng lại vẫn đủ 1 J (năng lượng ban đầu của lò xo nén 10 cm).
• Nén 5 cm: lò xo chỉ có 0,25 J, xe chậm hơn và ép lò xo cuối ít hơn.
  Kiến thức HS rút ra: truyền năng lượng là năng lượng chuyển từ vật này sang vật khác; dấu hiệu truyền là vật thay đổi chuyển động, biến dạng hoặc nóng lên.

Củng cố cách phân biệt năng lượng, truyền năng lượng và dấu hiệu truyền.

HS làm nhanh các câu sau trên bảng con hoặc vở:

1. Trong bài này, năng lượng có đặc điểm nào? A. đồng nghĩa khối lượng; B. gắn với khả năng gây biến đổi hoặc thực hiện tác dụng lực; C. chỉ tồn tại khi có ngọn lửa.
2. Trong bài này, truyền năng lượng có đặc điểm nào? A. vật chất luôn phải chuyển hết theo; B. năng lượng tự sinh từ không có gì; C. năng lượng chuyển từ vật này sang vật khác.
3. Ghép khái niệm với đặc điểm: Năng lượng; Truyền năng lượng; Dấu hiệu truyền. Các đặc điểm: (a) năng lượng chuyển từ vật này sang vật khác; (b) vật thay đổi chuyển động, biến dạng hoặc nóng lên; (c) gắn với khả năng gây biến đổi hoặc thực hiện tác dụng lực.
   GV giơ bảng để kiểm tra nhanh.

Đáp án:

1. B. Năng lượng gắn với khả năng gây biến đổi hoặc thực hiện tác dụng lực; xe chuyển động, pin và thức ăn đều liên quan năng lượng dù không có ngọn lửa.
2. C. Truyền năng lượng là năng lượng chuyển từ vật này sang vật khác.
3. Năng lượng – (c); Truyền năng lượng – (a); Dấu hiệu truyền – (b).
   HS tự kiểm tra và sửa lỗi nếu có.

Vận dụng khái niệm để nhận xét đúng sai, nhận ra và bác bỏ quan niệm “năng lượng chỉ có ở vật đang cháy”.

HS làm bài tập sau:
4. Năng lượng chỉ có ở vật đang cháy. Đúng hay sai?
5. Chọn thuật ngữ phù hợp: “vật thay đổi chuyển động, biến dạng hoặc nóng lên” mô tả {{1}}.
8. Một bạn khẳng định: “Năng lượng chỉ có ở vật đang cháy.” Hãy bác bỏ bằng một lí do khoa học, chỉ ra một hệ quả của cách hiểu sai và viết lại kết luận đúng.
HS làm cá nhân, sau đó đổi chéo với bạn cùng bàn để kiểm tra.

Đáp án:
4. Sai. Xe chuyển động, pin và thức ánh đều liên quan đến năng lượng dù không có ngọn lửa.
5. Dấu hiệu truyền.
8. Lí do: xe đang chuyển động có động năng, thức ăn và pin có hóa năng dù không cháy. Hệ quả: nếu chỉ tính vật đang cháy thì không giải thích được pin làm đèn sáng. Kết luận sửa: năng lượng có nhiều dạng và nhận biết qua khả năng gây biến đổi, không cần ngọn lửa.

Vận dụng dấu hiệu truyền năng lượng để mô tả tình huống tay đẩy xe và giải thích hiện tượng cọ hai bàn tay thấy ấm.

Nhiệm vụ 1: Tay đẩy xe đồ chơi làm xe chuyển động. Mô tả sự truyền năng lượng.
Nhiệm vụ 2: Cọ hai bàn tay thấy ấm lên chứng tỏ điều gì?
HS làm cá nhân trong 3 phút, sau đó hai bạn trao đổi bài để góp ý.

Đáp án mẫu:

1. Năng lượng từ cơ thể truyền sang xe thông qua lực đẩy, làm xe tăng chuyển động; một phần cũng làm nóng hoặc phát âm.
2. Khi cọ hai bàn tay, năng lượng liên quan đến chuyển động được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt làm tay ấm lên. Hiện tượng này không phải do ma sát tạo ra năng lượng từ hư không.