Giáo án Vật lý Lớp 8 - Tiết 10: Bình thông nhau. Máy nén thủy lực

Tuần 10 - Tiết chương trình: 10
BÌNH THÔNG NHAU - MÁY NÉN THỦY LỰC
I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức:
+ 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 và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy nén thủy lực.
2. Kĩ năng:
+ Vận dụng được nguyên tắc bình thông nhau để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống.
+ Vận dụng được nguyên tắc hoạt động của máy nén thủy lực để giải một số bài tập cơ bản.
3. Thái độ:
+ Rèn tính trung thực, cẩn thận, hợp tác thu thập thông tin nhóm và yêu thích môn học.
4. Năng lực cần hướng tới: .
a. Năng lực chung: Năng lực tự học; Năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực sáng tạo; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán;
b. Năng lực chuyên biệt:
- Năng lực sử dụng kiến thức: K1; K2; K3; K4;
- Năng lực về phương pháp: P1; P3; P4; P5; P8; P9;
- Năng lực trao đổi thông tin: X1; X2; X3; X5; X6; X7;
- Năng lực cá thể: C1; C4; C5; C6.
II. CHUẨN BỊ: 
1. Giáo viên:
+ Mỗi nhóm học sinh: 
Bình thông nhau có van khóa giữa;
Bình đựng nước, khăn lau;
- 	Mô hình máy thủy lực;
Phiếu học tập.
+ Cả lớp:
Bình thông nhau có van khóa giữa;
Bình đựng nước, khăn lau;
Mô hình hệ thống sử dụng nước trong gia đình, cơ quan 
Mô hình máy thủy lực;
Bình tưới nhỏ giọt;
Các pit-tông, xinh lanh có độ lớn khác nhau;
Phần trình chiếu về các câu hỏi, bài tập, tranh ảnh, . có liên quan đến bài học bằng Power Point.
2. Học sinh: Sách giáo khoa, sách bài tập.
III. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Thuyết trình, vấn đáp, luyện tập, hoạt động nhóm, thực hành.
IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP
1. Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số 
2. Kiểm tra bài cũ (2 phút):	
Viết công thức tính áp suất chất lỏng? Nêu ý nghĩa và đơn vị của các đại lượng trong công thức?
Trả lời:	công thức tính áp suất chất lỏng: p= d. h 
trong đó : 	- p là áp suất (N/m2 hoặc Pa);
- d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3);
- h là độ sâu của điểm tính áp suất (m).
3. Tổ chức các hoạt động
A. Hoạt động khởi động (3 phút ): 
Tổ chức tình huống học tập:
Trong cuộc sống, các nhà khoa học đã chế tạo ra máy thuỷ lực có kích thước nhỏ nhưng có thể nâng cả chiếc ô tô hoặc nâng được những vật với khối lượng rất lớn. 
Cho học sinh xem video clip về con đội thủy lực nâng ô tô. Vậy máy thuỷ lực có cấu tạo và hoạt động theo nguyên tắc như thế nào mà nó có thể nâng được một chiếc ô tô có khối lượng lớn như vậy được, ta sẽ tìm hiểu vấn đề này trong bài học ngày hôm nay.
B. Hoạt động hình thành kiến thức và luyện tập
Hoạt động 1 (8 phút ): Hình thành, xây dựng nguyên tắc bình thông nhau.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
Tiết 10. BÌNH THÔNG NHAU - MÁY NÉN THỦY LỰC
-Yêu cầu học sinh đọc to C5 SGK. Rồi tách thành 2 ý:
+C5. Đổ nước vào bình có 2 nhánh thông nhau (bình thông nhau). Hãy dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng và đặc điểm của áp suất chất lỏng để so sánh áp suất pA, pB trong ba trạng thái vẽ ở hình 8.6a, b, c.
-Gợi ý: dùng công thức
 pA =d.hA; pB =d.hB. 
để so sánh áp suất pA, pB ta so sánh:
- Hình a) Vì hA>hB nên pA>pB 
- Hình b) Vì hA<hB nên pA<pB 
- Hình c) Vì hA=hB nên pA=pB 
+C5. Dự đoán xem khi nước trong bình đứng yên thì các mực nước sẽ ở trạng thái nào trong 3 trạng thái ở hình 8.6 a, b, c.
-Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.
+Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm và hướng dẫn thí nghiệm.
+Cho 4 nhóm nhận dụng cụ và thí nghiệm kiểm chứng.
+Yêu cầu các nhóm rút ra nhận xét sau khi tiến hành thí nghiệm.
+Nhận xét hoạt động của các nhóm.
-Cho học sinh điền vào chỗ trống trong câu kết luận trang 30 SGK.
-Gv rút ra kết luận và thông báo đây chính là nguyên tắc bình thông nhau.
-Gọi 2 học sinh đọc to kết luận trong SGK.
-Đọc SGK theo yêu cầu của GV.
-Trả lời theo gợi ý của GV.
-Trả lời dự đoán của cá nhân.
-Các nhóm nhận dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng theo yêu cầu của giáo viên.
+Nêu nhận xét của nhóm mình.
-Hoàn thành câu kết luận
-Đọc to kết luận
III. BÌNH THÔNG NHAU
Kết luận: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao.
Hoạt động 2 ( 10 phút ): Luyện tập kiến thức bình thông nhau.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
-Cho học sinh quan sát bình tưới cây, bình trà, ấm nước. 
+Cả 3 vật này có đặc điểm gì chung? 
+Hoạt động dựa trên nguyên tắc nào? 
-Thông báo: nghiêng bình thì nước sẽ chảy ra vòi.
-Cho học sinh quan sát hệ thống cung cấp nước trong gia đình qua các hình ảnh của các vật dụng thông dụng ở nhà như: vòi rửa, máy giặt vận dụng nguyên tắc bình thông nhau.
-GV hướng dẫn học sinh về nhà có thể lắp ráp bình tưới cây nhỏ giọt, gồm:
+ Bình nhựa đựng nước.
+Dây dẫn nước.
+Van nước
-Yêu cầu các nhóm (bàn học) thảo luận để trả lời câu C8, C9.
-Gọi 1 học sinh đọc to kết quả thảo luận của bàn mình về C8.
-Nhận xét câu trả lời của học sinh.
-Gọi 1 học sinh đọc to kết quả thảo luận của bàn mình về C9.
-Nhận xét câu trả lời của học sinh.
-Gắn 1 chiếc xi lanh nhỏ, 1 chiếc xi lanh lớn chứa đầy nước vào dây nhựa rồi gắn 2 pit-tông vào. Giáo viên giới thiệu mô hình máy thủy lực.
-Vậy máy thủy lực có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào, ta sang phần IV. Máy thủy lực.
-Quan sát hình ảnh do giáo viên cung cấp.
+Cả 3 vật này đều có: vòi và bình chứa (2 nhánh của bình thông nhau). 
+Chúng hoạt động theo nguyên tắc bình thông nhau.
-Học sinh quan sát, theo dõi
- Học sinh quan sát cách thực hiện của giáo viên.
-Thảo luận theo bàn học.
-Chuẩn bị câu trả lời để Gv gọi và đọc kết quả thảo luận của nhóm mình.
Trả lời C8: Ấm có vòi cao hơn (ấm A) thì đựng được nhiều nước hơn vì ấm và vòi ấm là bình thông nhau nên mực nước ở ấm và vòi luôn luôn ở cùng một độ cao.
Trả lời C9: Bình A và thiết bị B là hai nhánh của bình thông nhau. Do đó ta có thể biết chất lỏng ở thiết bị B trong suốt.
- Học sinh quan sát.
Hoạt động 3 (8 phút ): Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy thủy lực.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
-Cho các nhóm quan sát mô hình máy thủy lực, yêu cầu đọc SGK trang 30 kết hợp với mô hình để nêu cấu tạo của máy thủy lực.
-Gọi 1 học sinh nêu cấu tạo
-Vậy máy thủy lực hoạt động theo nguyên lý như thế nào, chúng ta chuyển sang phần 2. Nguyên lý hoạt động: 
-Yêu cầu học sinh đọc SGK trang 30, 31, để trả lời các câu hỏi của giáo viên.
+Tác dụng lực f, sẽ gây ra áp suất lên pit-tông nhỏ được tính với công thức như thế nào?
-Thông báo: Trong lòng chất lỏng, áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn trong bình kín từ pit-tông này tới pit-tông kia
+Áp suất này sẽ gây ra lực F lên pit-tông lớn được tính với công thức như thế nào?
+Thế vào F=p.S ta được biểu thức gì?
+Chuyển f về bên kia dấu =, ta được biểu thức gì ?
+Nhận xét về tính chất tỉ lệ thuận của các đại lượng F, f và S, s có trong biểu thức.
-Vậy ta tác dụng lực nhỏ f lên pit-tông có tiết diện s, thì bên pit-tông lớn tiết diện S sẽ sinh ra một lực lớn F.
-Và đây chính là nguyên lý hoạt động của máy thủy lực. GV nêu nguyên lý và yêu cầu 2 học sinh nhắc lại.
-Thông báo: 
+Khi sử dụng biểu thức này thì S và s phải cùng đơn vị.
+Nhiều sách tham khảo có dùng biểu thức 
+Với F1 là lực sinh ở pit-tông có tiết diện S1.
+Với F2 là lực sinh ở pit-tông có tiết diện S2.
-Cho hs quan sát các máy thủy lực được vận dụng trong thực tế.
-Bây giờ ta sẽ sử dụng những kiến thức mới hình thành để trả lời những câu hỏi trong phần V. Vận dụng
- Các nhóm đọc SGK, quan sát mô hình và thảo luận về cấu tạo của máy thủy lực.
-Học sinh nêu cấu tạo
-Thực hiện theo yêu cầu của giáo viên.
-Áp suất tác dụng lên pit-tông nhỏ	 
-Lực tác dụng lên pit-tông lớn F=p.S.
-Thế vào F=p.S ta được F=.S
- Suy ra 
-Tiết diện S lớn hơn s bao nhiêu lần thì lực F sẽ lớn hơn lực f bấy nhiêu lần.
-Tác dụng lực nhỏ f lên pit-tông có tiết diện s, thì bên pit-tông lớn tiết diện S sẽ sinh ra một lực lớn F.
-Quan sát các hình ảnh máy thủy lực được sử dụng trong cuộc sống.
IV. MÁY THỦY LỰC
1. Cấu tạo: gồm 
-Hai xi lanh chứa đầy chất lỏng, một nhỏ, một to được nối thông với nhau.
-Dùng pit-tông đậy kín hai xi lanh.
2. Nguyên lý hoạt động: 
-Biểu thức:
-Nguyên lý hoạt động: Tác dụng lực nhỏ f lên pit-tông có tiết diện s, thì bên pit-tông lớn tiết diện S sẽ sinh ra một lực lớn F.
V. VẬN DỤNG
Hoạt động 4 (4 phút ): Luyện tập cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy thủy lực.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
-Yêu cầu học sinh các bàn thảo luận để hoàn thành C10.
-Gọi 1 học sinh lên bảng hoàn thành C10.
-Nhận xét câu trả lời của học sinh.
-Thảo luận và hoàn thành C10
-Cá nhân thực hiện theo yêu cầu của giáo viên.
-Học sinh nhận xét kết quả bài làm của bạn
Tóm tắt: f=1000N, F=50000N. So sánh S và s
Ta có , 
Thế số, f=1000N, F=50000N; 
 hay S=50.s
Vậy, diện tích của pít-tông lớn lớn gấp 50 lần diện tích pít-tông nhỏ của máy thủy lực
C. Hoạt động vận dụng và tìm tòi mở rộng
Hoạt động 1 (3 phút ): Vận dụng
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
Bài 1 (8.2 SBT). Hai bình A, B thông nhau. Bình A đựng dầu, bình B đựng nước tới cùng một độ cao. Khi mở khóa K, nước và dầu có chảy từ bình này sang bình kia không?
A. Không, vì độ cao của cột chất lỏng ở hai bình bằng nhau.
B. Dầu chảy sang nước vì lượng dầu nhiều hơn.
C. Đầu chảy sang nước vì dầu nhẹ hơn.
D. Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn dầu.
-Đọc bài tập trắc nghiệm.
-Chọn đáp án:
D. Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn dầu.
Bài 2. Trong các kết luận sau, kết luận nào không đúng đối với bình thông nhau?
A. Bình thông nhau là bình có 2 hoặc nhiều nhánh thông nhau.
B. Tiết diện của các nhánh bình thông nhau phải bằng nhau.
C. Trong bình thông nhau có thể chứa 1 hoặc nhiều chất lỏng khác nhau.
D. Trong bình thông nhau chứa cùng 1 chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn ở cùng 1 độ cao.
-Đọc bài tập trắc nghiệm.
-Chọn đáp án:
B. Tiết diện của các nhánh bình thông nhau phải bằng nhau.
Hoạt động 2 (4 phút ): Tìm tòi mở rộng
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
-Giới thiệu mô hình máy thủy lực đầu tác dụng lực 1 pit-tông, phía nâng vật 4 pit-tông, để học sinh có thể tự tay tạo ra một máy thủy lực đơn giản.
+Phần tác dụng lực có 1 pit-tông, phần nâng xe có 4 pit-tông, vậy mô hình này ta lợi bao nhiêu lần về lực?
-Cho học sinh xem clip về mô hình xe chuyển hàng dùng hệ thống pit-tông máy thủy thực. 
-Gợi ý cho các em về cuộc thi khoa học kĩ thuật sáng tạo được phòng GD&ĐT Nha Trang tổ chức hàng năm.
-Quan sát mô hình
-Mô hình cho ta lợi 4 lần về lực.
-Xem video clip
Hoạt động 3 (3 phút ): Ghi nhớ và hướng dẫn về nhà
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
* Học thuộc phần ghi nhớ.
- Học bài và làm bài tập 8.13, 8.16 SBT.
- Bài sắp học: “Áp suất khí quyển”
+Các em tìm hiểu sự tồn tại của áp suất khí quyển và lấy ví dụ chứng tỏ sự tồn tại áp suất khí quyển? 
-Hướng dẫn học sinh về nhà vẽ một bản đồ tư duy với từ trung tâm: BÌNH THÔNG NHAU – MÁY NÉN THỦY LỰC
Nghe giáo viên dặn dò.
-Quan sát, lắng nghe và ghi chép.
Hiệu trưởng
Tổ trưởng
Giáo viên
Đỗ Thế Trung
Nguyễn Trần Thông
Bản đồ tư duy:
Phiếu học tập 
Thí nghiệm kiểm tra. 
Bước 1: Đổ nước vào nhánh A cao hơn nhánh B, mở khóa (van), nhận xét hiện tượng (bằng cách trả lời các câu hỏi dưới):
Mở khóa, nước chảy từ nhánh nào sang nhánh nào? Và đến khi nào thì ngừng chảy?
Bước 2: Đổ thêm ít nước vào nhánh B (cao hơn nhánh A), mở khóa, nhận xét hiện tượng (bằng cách trả lời các câu hỏi dưới):
Mở khóa, nước chảy từ nhánh nào sang nhánh nào? Và đến khi nào thì ngừng chảy?
Rút ra nhận xét chung: