GA tích hợp NLS và AI Vật lí 12 Bài 9: Định luật Boyle

Giáo án năng lực số và AI Vật lí 12 Bài 9: Định luật Boyle được biên soạn theo định hướng phát triển phẩm chất – năng lực. Nội dung có tích hợp NLS và AI giúp HS rèn luyện khả năng ứng dụng công nghệ, thao tác số ngay trong tiết học. Tài liệu ở dạng file Word, dễ chỉnh sửa – dễ tải về, phù hợp cho GV sử dụng từ năm học 2026.

Nội dung chi tiết

Ngày soạn:…/…/….

Ngày dạy:…/…/….

BÀI 9: ĐỊNH LUẬT BOYLE

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

  • Thực hiện được thí nghiệm khảo sát định luật Boyle.
  • Vận dụng được phương pháp xử lí các số liệu thu được bằng thí nghiệm vào việc xác định mối quan hệ giữa p và V trong quá trình đẳng nhiệt.
  • Vận dụng được định luật Boyle để giải thích một số hiện tượng đơn giản có liên quan.
  • Vận dụng được định luật Boyle để giải được các bài tập có liên quan.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

  • Năng lực tự học: Chủ động, tích cực suy nghĩ độc lập và tự tin đưa ra câu trả lời, tự tin đưa ra ý kiến thảo luận trước lớp.
  • Năng lực giao tiếp hợp tác: Phối hợp với các bạn trong nhóm cùng thảo luận để đưa ra được phương án thí nghiệm, thực hiện được thí nghiệm khảo sát được định luật Boyle.
  • Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến định luật Boyle, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực vật lí:

  • Nêu được ba thông số p, V, T xác định trạng thái của một khối khí xác định. 
  • Trả lời được thế nào quá trình biến đổi trạng thái, quá trình đẳng nhiệt. 
  • Thực hiện thí nghiệm khảo sát được định luật Boyle: Khi giữ không đổi nhiệt độ của một khối lượng khí xác định thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó. Từ thí nghiệm ghi được bảng số liệu p, V và dùng bảng số liệu đó vẽ được đồ thị sự phụ thuộc p theo V. 
  • Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức định luật Boyle. 
  • Vẽ được đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ p – V. 
  • Vận dụng định luật Boyle giải được một số bài tập đơn giản và giải thích được một số hiện tượng trong cuộc sống

Năng lực số:

  • 1.1.NC1a: HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV.
  • 1.1.NC1b: Áp dụng được kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
  • 2.1.NC1a: Sử dụng được nhiều công nghệ số để tương tác.
  • 5.2.NC1b: Áp dụng được các công cụ số khác nhau và các giải pháp công nghệ có thể có để giải quyết vấn đề.
  • 6.2.NC1a: Lựa chọn và sử dụng được các công cụ AI phù hợp để nâng cao hiệu suất và giải quyết các vấn đề phức tạp.

Năng lực AI

  • 12.A3.1 (Trách nhiệm công dân trong xã hội có AI): Phân tích được nội hàm của "trách nhiệm công dân trong xã hội AI" thông qua việc sử dụng AI một cách an toàn, trung thực và có đạo đức. Thể hiện qua việc HS tự giác rèn luyện kỹ năng tư duy vật lí cá nhân, không lạm dụng các ứng dụng AI chụp ảnh giải bài tập tự động để đối phó; thực hiện khai báo trung thực mức độ hỗ trợ của AI trong quá trình tự học.
  • 12.C2.1 (Ứng dụng AI trong học tập và cuộc sống): Lựa chọn được ý tưởng thiết kế một số công cụ AI để thực hiện các công việc khác nhau. Từ kiến thức về quá trình đẳng nhiệt của khối khí xác định, HS đề xuất được ý tưởng tích hợp AI vào thiết bị giám sát áp suất lốp xe thông minh nhằm đảm bảo an toàn giao thông trong cuộc sống.

3. Phẩm chất

  • Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

  • SGK, SBT, KHBD Vật lí 12.
  • Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh xác định các thông số trạng thái của một lượng khí, hình ảnh trạng thái và quá trình, hình ảnh quả bóng bay khi để trong bóng mát và khi để ngoài nắng,…
  • Máy chiếu, máy tính (nếu có).

2. Đối với học sinh:

  • SGK, SBT Vật lí 12.
  • Dụng cụ thí nghiệm: xilanh, pít-tông, áp kế, giá đỡ thí nghiệm, thước đo.
  • Các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
  • Máy chiếu, máy tính kết nối Internet (nếu có).
  • Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.
  • Bộ câu hỏi trắc nghiệm trên phần mềm Quizizz.

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về các thông số trạng thái của chất khí

a. Mục tiêu: 

- Xác định được ba thông số mô tả trạng thái của một lượng khí gồm thể tích, áp suất, nhiệt độ tuyệt đối; biết kí hiệu và đơn vị của các đại lượng. 

- Nêu được quá trình biến đổi trạng thái. 

- Phân biệt được trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về các thông số trạng thái của một lượng khí và quá trình biến đổi trạng thái.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tìm hiểu về các thông số trạng thái của một lượng khí.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và tìm hiểu về các thông số trạng thái của một lượng khí.

- GV đặt câu hỏi:

+ Một lượng khí đựng trong bình kín được xác định bởi những đại lượng nào?

+ Thông số trạng thái là gì?

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr37)

Các thông số trạng thái của một lượng khí đều là đại lượng có thể đo hoặc xác định được bằng các dụng cụ đo lường.

1. Người ta dùng các dụng cụ nào để đo, xác định các thông số trạng thái của lượng khí ở trong hộp kín ở Hình 9.1?

kenhhoctap

2. Nêu tên đơn vị của các đại lượng này trong hệ SI.

- GV chiếu hình ảnh trạng thái và quá trình (hình 9.2) cho HS quan sát và tìm hiểu về quá trình biến đổi trạng thái và đẳng quá trình.

kenhhoctap

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr37)

Hãy so sánh các thông số trạng thái của không khí trong một quả bóng bay đã được bơm khi để trong bóng mát và khi để ngoài nắng (hình 9.3).

kenhhoctap

- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK – tr37) để tìm hiểu về áp suất chất khí.

- GV kết luận về nội dung các thông số trạng thái của một lượng khí.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr37)

1. Người ta dùng các dụng cụ: nhiệt kế để đo nhiệt độ (t), áp kế để đo áp suất (p), thước kẻ để đo độ dài rồi tính thể tích V.

2. Tên đơn vị của các đại lượng nhiệt độ, áp suất, thể tích trong hệ SI: K, Pa, m³.

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr37)

- So sánh các thông số trạng thái trong quả bóng bay đã được bơm khi để trong bóng mát và khi để ngoài nắng: V1 <V2; T1 < T2; p1 < p2.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Các thông số trạng thái của một lượng khí.

- GV chuyển sang nội dung Định luật Boyle.

I. CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA MỘT LƯỢNG KHÍ

- Một lượng khí đựng trong một bình kín được xác định bởi bốn đại lượng là khối lượng (m), thể tích (V), nhiệt độ (T) và áp suất (p).

- Khi thể tích, nhiệt độ và áp suất của một khối lượng khí xác định không thay đổi, ta nói lượng khí ở trạng thái cân bằng. Thể tích, áp suất và nhiệt độ của lượng khí được gọi là các thông số trạng thái của nó.

- Khi chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác bằng các quá trình biến đổi trạng thái, gọi tắt là quá trình.

- Tuy nhiên, để thuận lợi cho việc tìm hiểu mối quan hệ giữa các thông số trạng thái, người ta thực hiện những quá trình đơn giản trong đó chỉ có hai thông số biến đổi còn một thông số không đổi, gọi là các đẳng quá trình.

   

Hoạt động 2. Tìm hiểu định luật Boyle

a. Mục tiêu: 

- HS nêu được quá trình đẳng nhiệt.

- HS đề xuất được phương án tiến hành thí nghiệm và thực hiện thí nghiệm khảo sát được định luật Boyle.

- HS phát biểu được nội dung và viết được biểu thức của định luật Boyle.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để khảo sát định luật Boyle.

c. Sản phẩm: 

- Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tiến hành được thí nghiệm về định luật Boyle.

- Hoàn thành nội dung Phiếu học tập.

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨMNLS

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và nêu quá trình đẳng nhiệt.

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi: Nếu giữ nhiệt độ của một khối khí không đổi, khi thay đổi thể tích của khối khí đó thì áp suất của nó thay đổi thế nào?

- GV chia lớp thành 4 – 6 nhóm.

- GV yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát và vẽ hình mô tả phương án thí nghiệm.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm và yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo nội dung Hoạt động (SGK – tr38) và hoàn thành phiếu học tập.

- GV yêu cầu: Các nhóm tổng hợp kết quả vào Padlet chung của lớp. Sử dụng phần mềm GeoGebra vẽ đồ thị p – V.

kenhhoctap

- Sau khi HS hoàn thành nhiệm vụ, GV kết luận về thí nghiệm khảo sát định luật Boyle.

- GV yêu cầu HS phát biểu định luật Boyle và biểu thức của định luật Boyle.

- GV chiếu hình ảnh và giới thiệu về đường đẳng nhiệt cho HS.

kenhhoctapkenhhoctap

- GV hướng dẫn HS vận dụng định luật Boyle để trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr39)

1. Nếu vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của p vào 1/V thì đường biểu diễn sẽ có dạng như thế nào? Tại sao?

2. Tìm ví dụ về quá trình đẳng nhiệt trong đời sống.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về nội dung định luật Boyle.

- Để củng cố kiến thức vừa học, GV hướng dẫn HS trả lời nội dung Bài tập ví dụ (SGK – tr39)

Một lượng khí có thể tích là 10 lít ở áp suất 10 Pa. Tính thể tích của lượng khí này ở áp suất 1,25.105 Pa. Biết nhiệt độ của khí không đổi.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi.

- Đăng tải thông tin lên Padlet.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ trước lớp.

- GV chiếu Padlet. Đại diện các nhóm báo cáo kết quả Phiếu học tập.

*Trả lời Phiếu học tập

(HS thực hiện thí nghiệm và ghi kết quả)

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr39)

1. Vì p/V = hằng số nên p ~ 1/V. Do đó đường biểu diễn sự phụ thuộc của p vào 1/V là đường thẳng đi qua O.

kenhhoctap

2. Ví dụ: Bơm xe đạp, bình xịt khử trùng, nén khí trong bình,…

*Trả lời Bài tập ví dụ (SGK – tr39)

(HS tham khảo các bước giải trong SGK).

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Định luật Boyle.

- GV chuyển sang nội dung Luyện tập.

II. ĐỊNH LUẬT BOYLE

1. Quá trình đẳng nhiệt

- Quá trình biến đổi trạng thái của một khối lượng khí xác định khi nhiệt độ giữ không đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt.

2. Thí nghiệm

- Bố trí thí nghiệm như hình 9.4.

- Dịch chuyển từ từ pít-tông để làm thay đổi thể tích khí.

- Đọc và ghi kết quả thí nghiệm vào vở tương tự mẫu ở bảng 9.1.

3. Định luật Boyle

- Khi nhiệt độ của một khối lượng khí xác định giữ không đối thì áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó:

pV = hằng số

- Đồ thị biểu diễn định luật Boyle là một nhánh của đường hypebol.

- Nếu gọi p1, V1 là áp suất và thể tích của khí ở trạng thái 1; p2, V2 là áp suất và thể tích của khí ở trạng thái 2 thì:

p1V1 = p2V2

- 2.1.NC1a: Lựa chọn được công nghệ số cụ thể để tương tác trong lớp học.

- 2.4.NC1a: HS lựa chọn công cụ Padlet được xác định rõ ràng để hợp tác tổng hợp kết quả nhóm.

- 5.2.NC1b: Sử dụng phần mềm để vẽ đồ thị.

   

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS củng cố những kiến thức, kĩ năng đã học về định luật Boyle.

b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến định luật Boyle.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

   

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Vận dụng được định luật Boyle giải được một số bài tập đơn giản.

b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.

d. Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..