1. Mục tiêu: Kiến thức: Mô tả được hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng. Nêu được áp suất có cùng trị số tại các điểm ở cùng một độ cao trong lòng một chất lỏng. Nêu được các mặt thoáng trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên thì ở cùng độ cao. Mô tả được cấu tạo của máy nén thủy lực và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy này là truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất tới mọi nơi trong chất lỏng. Kĩ năng: Vận dụng được công thức: p = dh đối với áp suất trong lòng chất lỏng. Thái độ: Có ý thức bảo vệ sinh vật và môi tr¬ờng n¬ớc khi đánh bắt cá. 2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh Hình thành và phát triển năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực ngôn ngữ, tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiện và xã hội, năng lực công nghệ, tin học, năng lực thẩm mỹ, thể chất. cụ thể như sau: + Năng lực tự học, đọc hiểu: đọc SGK, tài liệu, phiếu học tập, nghi chép … + Năng lực hợp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết quả thí nghiệm. + Năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo: áp dụng nghuyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy nén thủy lực để giải quyết tính toán trọng một số trường hợp cụ thể + Năng lực tính toán, năng lực thực hành thí nghiệm: các thao tác và cách bố trí thí nghiệm … + Năng lực chuyên biệt: năng lực sử dụng kiến thức, năng lực thành phần cá thể, năng lực trao đổi thông tin.
Trang 1Giáo án Vật Lí 8 Chủ đề:
ÁP SUẤT CHẤT LỎNG.
BÌNH THÔNG NHAU – MÁY NÉN THỦY LỰC
A XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ
I XÁC ĐỊNH CHUYÊN ĐỀ.
CHUYÊN ĐỀ: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG BÌNH THÔNG NHAU – MÁY NÉN THỦY LỰC
(2 tiết)
- Lí do chọn chuyên đề:
+ Hai bài có nội dung liên quan chặt chẽ đến nhau.
+ Để thuận cho việc dạy học theo hướng phát huy năng lực của học sinh
+ Phù hợp khi dạy các đối tượng học sinh
II XÁC ĐỊNH CHUẨN KIẾN THỨC, KỸ NĂNG, THÁI ĐỘ, NĂNG LỰC, PHẨM CHẤT HƯỚNG TỚI
1 Mục tiêu:
- Kiến thức: Mô tả được hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng Nêu
được áp suất có cùng trị số tại các điểm ở cùng một độ cao trong lòng một chất lỏng Nêu được các mặt thoáng trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên thì ở cùng độ cao Mô tả được cấu tạo của máy nén thủy lực và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy này là truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất tới mọi nơi trong chất lỏng
Trang 2- Kĩ năng: Vận dụng được công thức: p = dh đối với áp suất trong lòng chất lỏng.
- Thái độ: Có ý thức bảo vệ sinh vật và môi trờng nớc khi đánh bắt cá
2 Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh
- Hình thành và phát triển năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực ngôn ngữ, tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiện và xã hội, năng lực công nghệ, tin học, năng lực thẩm mỹ, thể chất cụ thể như sau:
+ Năng lực tự học, đọc hiểu: đọc SGK, tài liệu, phiếu học tập, nghi chép …
+ Năng lực hợp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết quả thí nghiệm
+ Năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo: áp dụng nghuyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy nén thủy lực để giải quyết tính toán trọng một số trường hợp cụ thể
+ Năng lực tính toán, năng lực thực hành thí nghiệm: các thao tác và cách bố trí thí nghiệm …
+ Năng lực chuyên biệt: năng lực sử dụng kiến thức, năng lực thành phần cá thể, năng lực trao đổi thông tin
III XÂY DỰNG NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
- Nội dung 1: Áp suất chất lỏng
- Nội dung 2: Bình thông nhau, máy nén thủy lực
IV XÂY DỰNG BẢNG MÔ TẢ VÀ CẤP ĐỘ TƯ DUY
Trang 3Nội dung Loại câu
hỏi/bài tập
Nhận biết (Mô tả yêu cầu cần đạt)
Thông hiểu (Mô tả yêu cầu cần đạt)
Vận dụng thấp (Mô tả yêu cầu cần đạt)
Vận dụng cao (Mô tả yêu cầu cần đạt) Nội dung 1:
Áp suất chất
lỏng
Câu hỏi/bài tập định tính
- Mô tả được hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng, áp suất khí quyển
Câu 2.1(K1, C1, X3)
- Hiểu được chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình mà lên cả thành bình và các vật
ở trong trong lòng chất lỏng
Câu 2.2(K1, C1)
- Nêu được áp suất có cùng trị
số tại các điểm
ở cùng một độ
Trang 4cao trong lòng một chất lỏng
Câu 2.3(K3, C1, X3)
Bài tập định lượng
- Vận dụng công thức
p = dh đối với áp suất trong lòng chất lỏng
Câu 3.1(K4, C1, X3)
- Từ công thức
p = dh đối với áp suất trong lòng chất lỏng
HS Tính được
h trong các trường hợp cụ thể
Câu 4.1 (K4, C1)
Nội dung 2:
Bình thông
nhau, máy
nén thuỷ lực
Câu hỏi/bài tập định tính
- Hiểu được các mặt thoáng trong bình thông nhau chứa một loại chất lỏng đứng yên thì ở cùng
Trang 5một độ cao Câu 2.4(K3, C1, X3)
- Mô tả được cấu tạo của máy nén thuỷ lực và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy này là truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất tới mọi nơi trong chất lỏng
Câu 2.5 ; Câu 2.6(X4, C1) Bài tập định
lượng
V XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP CỦA CHUYÊN
ĐỀ
Câu 2.1: Một bình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình được bịt bằng một màng
cao su mỏng Khi đổ nước vào bình thì hiện tượng xảy ra như thế nào?
Đáp án
- Khi đổ đầy nước vào bình, màng cao su ở đáy và các lỗ ở thành bình đều căng phồng ra Điều này chứng tỏ, cả đáy và thành bình đều chịu áp suất của nước
Câu 2.2: Lấy một bình trụ thuỷ tinh có đĩa D tách dời dùng làm đáy Muốn D đậy
kín đáy ống ta phải dùng tay kéo dây buộc đĩa lên Nhấn bình vào sâu trong nước
Trang 6rồi buông tay kéo sợi dây ra Mô tả hiện tượng xảy ra? Thí nghiệm này chứng tỏ điều gì?
Đáp án
- Hiện tượng: đĩa D vẫn không dời khỏi đáy Điều này chứng tỏ, chất lỏng gây áp suất lên các vật nhúng trong nó
Câu 2.3: So sánh áp suất chất lỏng tác dụng lên điểm A, B trong hình vẽ sau:
Đáp án
- Áp suất chất lỏng tác dụng lên điểm A, B có trị số bằng nhau.
Câu 3.1: Một thùng cao 1,2m đựng đầy nước Tính áp suất của nước tác dụng lên
đáy thùng và lên một điểm ở cách đáy thùng 0,4m
Tóm tắt
h = 1,2m
h1 = 0,4m
d= 10000N/m3
p = ?
p1 = ?
Giải
- Áp suất của nớc lên đáy thùng là:
p = d.h = 12000(N/m2)
- Áp suất của nớc lên một điểm cách đáy thùng 0,4m:
p1 = d.(h - h1) = 8000(N/m2)
Câu 4.1: Một tàu ngầm đang di chuyển dưới biển Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu chỉ áp
suất 2020 000 N/m2 Một lúc sau áp kế chỉ 860 000 N/m2
a) Tàu nổi hay đã lặn xuống? Vì sao khẳng định được như vậy?
b) Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên Cho biết trọng lượng riêng của nước biển bằng 10 300 N/m2
h
Trang 7Đáp án
a) Áp suất tác dụng lên vỏ tàu ngầm giảm, tức là cột nước ở phía trên tàu ngầm giảm Vậy tàu ngầm nổi lên
b) Áp dụng công thức p = d.h, suy ra h = p/d
- Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm trước: h1= p1/d= 2 020 000/10300= 196m
- Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm sau: h2 = p2/d = 860 000/10300 = 83,5m
Câu 2.4: Cho hai bình A, B thông nhau Bình A có tiết diện lớn hơn bình B Đổ vào
bình A một lít nước Khi nước trong bình đã đứng yên thì mực nước ở hai bình sẽ như thế nào? Vì sao?
Đáp án
- Mực nước ở hai bình bằng nhau (cùng một độ cao) Vì Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên,các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng một độ cao
Câu 2.5: Mô tả được cấu tạo của máy nén thuỷ lực?
Đáp án
- Cấu tạo của máy ép thủy lực: Bộ phận chính của máy ép thủy lực gồm hai ống hình trụ tiết diện s và S khác nhau, thông với nhau, trong có chứa chất lỏng, mỗi ống
có một pít tông
Câu 2.6: Nêu và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy nén thuỷ lực?
Đáp án
- Nguyên tắc hoạt động của máy nén thuỷ lực: Khi ta tác dụng một lực f lên pít tông
A lực này gây một áp suất p lên mặt chất lỏng p = áp suất này được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn tới pit tông B và gây ra lực F = pS nâng pít tông B lên
B THIẾT KẾ, THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ
Trang 8I XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU CỦA CHUYÊN ĐỀ
1 Mục tiêu:
- Kiến thức: Mô tả được hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng Nêu
được áp suất có cùng trị số tại các điểm ở cùng một độ cao trong lòng một chất lỏng Nêu được các mặt thoáng trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên thì ở cùng độ cao Mô tả được cấu tạo của máy nén thủy lực và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy này là truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất tới mọi nơi trong chất lỏng
- Kĩ năng: Vận dụng được công thức: p = dh đối với áp suất trong lòng chất lỏng.
- Thái độ: Có ý thức bảo vệ sinh vật và môi trường nước khi đánh bắt cá (không
dùng mìn để dánh bắt cá)
II XÁC ĐỊNH HÌNH THỨC, PHƯƠNG PHÁP, KỸ THUẬT DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ
1 Hình thức
- Học ở trong phòng bộ môn vật lí
2 Phương pháp
- Dạy học theo nhóm
- Dạy học nêu, giải quyết vấn đề
- Dạy học vấn đáp
3 Kỹ thuật dạy học
- Khăn trải bàn
III CHUẨN BỊ CỦA GV, HS
1 Giáo viên
1.1. Chuẩn bị phương tiện dạy học
Trang 9- Mỗi nhóm: 1 bình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình bịt màng cao su mỏng,
1 bình trụ có đĩa D tách rời làm đáy, 1 cốc thuỷ tinh
Lập kế hoạch dạy học:
- Đọc kĩ nội dung kiến thức liên quan đến chuyên đề trong sách hướng dẫn GV, SGK Vật lí lớp 8
- Phân tích, nắm vững mục tiêu chuyên đề
- Xác định được nội dung trọng tâm
- Phương pháp dạy học: Trực quan kết hợp đàm thoại nêu vấn đề theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của HS Học sinh hoạt động cá nhân, nhóm
- Soạn giáo án theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của HS
1.2 Học sinh
- Chuẩn bị kiến thức đã học có liên quan
- Tài liệu học tập (SGK)
IV TIẾN TRÌNH BÀI HỌC MỚI
1 Tổ chức: Kiểm tra sĩ số
2 Kiểm tra bài cũ:
- Áp suất là gì? Viết công thức tính? Đơn vị tính?
- Nêu công thức tính áp suất chất lỏng và giải thích các đại lượng, đơn vị trong công thức?
3 Bài mới:
* Tìm hiểu nguyên tắc bình thông nhau.
- GV giới thiệu bình thông nhau
- Yêu cầu HS so sánh pA, pB và dự đoán nước chảy như thế nào (C5)?
Trang 10- Yêu cầu HS làm thí nghiệm (với HSG: yêu cầu giải thích)
- Yêu cầu HS rút ra kết luận từ kết quả thí nghiệm
- GV yêu cầu HS trả lời: Câu 2.4
* Tìm hiểu về máy nén thuỷ lực.
- Quan sát H8.9/SGK, yờu cầu HS trả lời: Câu 2.5
- GV hớng dẫn HS tìm hiểu
- Quan sát H8.9/SGK, yêu cầu HS trả lời: Câu 2.6
- GV hướng dẫn HS tìm hiểu
- Máy ép thủy lực là một máy cơ đơn giản Do khác nhau về diện tích nên dẫn đến
khác nhau về lực
Hoạt động 3: Luyện tập, vận dụng vào thực tế
- Yêu cầu HS trả lời C6
- GV yêu cầu HS trả lời: Câu 3.1- C7
- Gọi 2 HS lên bảng chữa
- GV chuẩn lại biểu thức và cách trình bày của HS
- GV yêu cầu HS trả lời: Câu 4.1
- Nếu HS không giải được, GV có thể gợi ý
- Yêu cầu cá nhân HS trả lời C8,9
- GV hướng dẫn HS trả lời C8: ấm và vòi hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?
- Yêu cầu HS quan sát H8.8 và giải thích hoạt động của thiết bị này?
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1: Khởi động
- Tại sao khi lặn sâu người thợ lặn phải mặc bộ
Trang 11áo lặn chịu được áp suất lớn?
Hoạt động 2 Hành thành kiến thức: áp suất
chất lỏng
* Nghiên cứu sự tồn tại của áp suất trong lòng
chất lỏng.
- Khi đổ chất lỏng vào trong bình thì chất lỏng
có gây áp suất lên bình? Nếu có thì có giống
áp suất của chất rắn?
- GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm, nêu rõ
mục đích của thí nghiệm
- Yêu cầu HS dự đoán hiện tượng, kiểm tra dự
đoán bằng thí nghiệm
- Tổ chức cho HS hoạt động nhóm
- Yêu cầu HS thảo luận trả lời: Câu 2.1.
, C1,C2
- Các vật đặt trong chất lỏng có chịu áp suất do
chất lỏng gây ra không?
- GV giới thiệu dụng cụ, cách tiến hành thí
nghiệm, cho HS dự đoán hiện tượng xảy ra
- Tổ chức cho HS hoạt động nhóm
- GV yờu cầu HS trả lời: Câu 2.2- C3
- HS đa ra dự đoán
I Sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng.
1 Thí nghiệm 1
- HS nêu dự đoán Nhận dụng cụ làm thí nghiệm kiểm tra theo nhúm, quan sát hiện tượng và trả lời C1,C2
C1: Màng cao su bị biến dạng chứng tỏ chất lỏng gây ra áp lực
và áp suất lên đáy bình và thành bình
- HS trả lời C2: Chất lỏng gây asuất lên mọi phơng
2 Thí nghiệm 2
- HS nhận dụng cụ ,nắm đợc cách tiến hành và dự đoán kết quả thí
Trang 12- Tổ chức thảo luận chung để thống nhất phần
kết luận
? Vì sao không nên đánh bắt cá bằng thuốc
nổ.
* Xây dựng công thức tính áp suất chất lỏng.
- Yêu cầu HS dựa vào công thức tính áp suất ở
bài trớc để tính áp suất chất lỏng
+ Biểu thức tính áp suất?
+ áp lực F ?
Biết d,V tính P = ?
- GV yêu cầu HS trả lời: Câu 2.3
nghiệm
- HS hoạt động nhóm làm thí nghiệm theo sự hướng dẫn của GV
- Trả lời C3: Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên các vật
ở trong lòng nó
3 Kết luận: Chất lỏng không chỉ
gây ra áp suất lên đáy bình mà lên cả thành
bình và các vật ở trong lòng nó
- Hủy diệt sinh vật, ô nhiễm môi trường sinh thái
II Công thức tính áp suất chất lỏng.
p = d.h
Vậy: p = d.h Trong đó: p- áp suất ở đáy cột chất lỏng
d- trọng lượng riêng chất lỏng (N/
m2)
Trang 13h- chiều cao của cột chất lỏng từ điểm cần tính áp suất lên mặt thoáng (m2)
- Đơn vị: Pa
Chú ý: Trong một chất lỏng đứng yên áp suất tại những điểm có cùng độ sâu có độ lớn như nhau
- HS hoạt động cá nhân trả lời
III Bình thông nhau
- Giới thiệu về bình thông nhau và cho học
sinh quan sát
- Yêu cầu học sinh đọc câu C5 và dự đoán
- Làm thí nghiệm cho học sinh quan sát và yêu
cầu học sinh điền kết luận
GV: treo bảng phụ cho học sinh điền
- HS thảo luận nhóm để dự đoán kết quả
- Tiến hành thí nghiệm theo nhóm và rút ra kết
luận (Chọn từ thích hợp điền vào kết luận)
Kết luận: Trong bình thông nhau chứa cùng
một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở
các nhánh luôn luôn ở cùng một độ cao.
III Bình thông nhau
Hs quan sát bình thông nhau do
gv đưa ra
- Đọc thông tin C5 SGK
HS nêu dự đoán và thảo luận
- Quan sát thí nghiệm và thảo luận
Tham gia thảo luận chung
Hs điền vào phần kết luận trong
vở ghi sau đó lên bảng điền trên bảng phụ
Hs nhắc lại kết luận
Kết luận: Trong bình thông
nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng một
độ cao.
Trang 14- HS trả lời câu hỏi
IV Hoạt động 2: Tìm hiểu máy dùng chất
lỏng.
Gv giới thiệu nhà Vật lý học Pascal
Gv tiếp tục giới thiệu về nguyên lý Pascal như
sau: “Chất lỏng chứa đầy một bình kín có khả
năng truyền nguyên vẹn áp suất bên ngoài tác
dụng lên nó.”
Gv Treo bảng phụ vẽ hình lên bảng
Gv chỉ vào hình vẽ: Khi tác dụng một lực f
lên pit tông nhỏ có diện tích s thì lực này gây
áp suất p=f/s lên chất lỏng áp suất này được
chất lỏng truyền nguyên vẹn tới pit tông lớn
có diện tích S và gây nên lực nâng F lên pit
tông này: F=p.S=
Suy ra
Như vậy pit tông lớn có diện tích lớn hơn pit
tông nhỏ bao nhiêu lần thì lực nâng F có độ
lớn lớn hơn lực f bấy nhiêu lần
Máy nén thuỷ lực
II Máy dùng chất lỏng.
Hs lắng nghe, theo dõi
Hs ghi nguyên lý
Pascal vào vở
“Chất lỏng chứa đầy một bình kín có khả năng truyền nguyên vẹn áp suất bên ngoài tác dụng lên nó.”
1 Cấu tạo:
- Bộ phận chính của máy ép thủy lực gồm hai ống hình trụ tiết diện
s và S khác nhau, thông với nhau, trong có chứa chất lỏng, mỗi ống
có một píttông
2 Nguyên tắc hoạt động:
- Khi ta tác dụng một lực f lớn píttông A lực này gây một áp suất p lên mặt chất lỏng p = áp suất này được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn tới píttông B và gây
ra lực
F = p.S nâng píttông B lớn
F= p.S
F f
S s
Trang 15III Vận dụng
- HS hoạt động cá nhân làm bài tập C6 & C7:
C7: Tóm tắt
h =1,2m; h1 = 0,4m
d = 10000N/m3
p = ? ; p1=? Giải:
- Áp suất của nớc lên đáy thùng là:
P = d.h = 12000(N/m2)
- Áp suất của nớc lên một điểm cách đáy thùng
0,4m:
p1 = d.(h - h1) = 8000(N/m2)
- HS trả lời C8 &C9
C8: Vòi của ấm a cao hơn vòi của ấm b nên
ấm a chứa đợc nhiều nớc hơn
C9: Mực chất lỏng trong bình kín luôn bằng
mực chất lỏng mà ta nhìn thấy ở phần trong
suốt (ống đo mực chất lỏng)
- Như vậy píttông lớn có diện tích
lớn hơn píttông nhỏ bao nhiêu lần thì lực nâng F cú độ lớn lớn hơn
lực f bấy nhiêu lần
Công thức:
f s
IV Vận dụng
- HS trả lời C6 & C7 C7: Tóm tắt Giải
h =1,2m áp suất của nước lên đáy
h1 = 0,4m thùng là:
d = 10000N/m3 p = d.h =
12000 (N/m2)
p =? áp suất của nước lên một
p1 =? điểm cách đáy thùng 0,4m:
p1 = d.(h - h1) =
8000 (N/m2)
- C8: Vòi của ấm a cao hơn vòi của ấm b nên ấm a chứa được nhiều nước hơn Nguyên tắc bình thông nhau
- C9: Mực chất lỏng trong bình kín luôn bằng mực chất lỏng mà
ta nhìn thấy ở phần trong suốt (ống đo mực chất lỏng)
- HS đứng tại lớp trả lời
- Biện pháp an toàn:
+ Tuyên truyền để ngư dân không sử dụng chất nổ để đánh bắt cá;
+ Có biện pháp ngăn chặn hành vi đánh bắt cá kiểu này.
Trang 16V CỦNG CỐ, HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
1 Củng cố
- Chất lỏng gây ra áp suất có giống chất rắn không?
- Công thức tính áp suất chất lỏng?
- Đặc điểm bình thông nhau?
- Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy nén thuỷ lực?
2 Hướng dẫn về nhà
- Học bài và làm bài tập 8.1 đến 8.6 (SBT)
- Đọc trước bài 9: áp suất khí quyển
Tam Dương, ngày 08 tháng 12 năm 2018
Người thực hiện
Triệu Như Vũ