Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn

Bài 35 BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phân biệt được các loại biến dạng của các vật rắn. - Phát biểu được định luật Húc. - Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. 2. Kĩ năng: - Vận dụng định luật Húc để giải các bài tập trong bài. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình ảnh các kiểu biến dạng. 2. Học sinh: Một ống kim loại, dây coa su, dây chì, lá thép mỏng. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Tiết 60 1. Hoạt động 1: Tìm hiểu biến dạng đàn hồi của vật rắn. (15 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Xem hình 35.1. Nếu giữ chặt đầu A của thanh thép AB và tác dụng vào đầu B một lực nén đủ lớn để gây ra biến dạng, thì độ dài của thanh l và tiết diện S thay đổi như thế nào? - Từ đó dẫn dắt học sinh đến tính đàn hồi. - Khi vật rắn chịu tác dụng của lực quá lớn thì nó bị biến dạng mạnh, không thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu, trong trường hợp này vật mất tính đàn hồi và biến dạng của vật gọi là biến dạng không đàn hồi hay biến dạng dẻo. - Giới hạn đàn hồi là gì? - Độ dài giảm, tiết diện tăng. - Ghi nhận. - Trả lời theo SGK. Biến dạng cơ là gì? Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực gọi là biến dạng cơ. I. Biến dạng đàn hồi 1. Tính đàn hồi và tính dẻo: Khi tác dụng lực vào một vật rắn làm cho nó biến dạng: - Nếu thôi tác dụng lực, vật có thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu thì vật đó có tính đàn hồi, biến dạng của vật gọi là biến dạng đàn hồi. - Nếu thôi tác dụng lực, vật không lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu thì biến dạng của vật gọi là biến dạng dẻo và vật ấy có tính dẻo. 2. Giới hạn đàn hồi: Giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi gọi là giới hạn đàn hồi. 2. Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật Húc (25 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Mức độ biến dạng của thanh rắn được xác định bởi đại lượng nào? - Độ biến dạng tỉ đối phụ thuộc vào những đại lượng nào? - Một thanh thép chịu tác dụng một lực và bị biến dạng. Nếu tiết diện của thanh càng lớn thì mức độ biến dạng của thanh càng lớn hay càng nhỏ? - Để biết mức độ biến dạng của vật rắn nhiều hay ít người ta đưa ra đại lượng gọi là ứng suất. - Vậy ứng suất có ý nghĩa gì? - Nếu ứng suất càng lớn thì độ biến dạng tỉ đối của vật nhứ thế nào? Ngược lại? - Đưa ra nội dung định luật. - Lực đàn hồi xuất hiện như thế nào? - Độ biến dạng tỉ đối. - Phụ thuộc vào cường độ lực tác dụng và tiết diện ngang của vật rắn. - Mức độ biến dạng của nhỏ, tức là độ biến dạng tỉ đối của vật càng nhỏ. - Ứng suất? - Lực tác dụng lên một đơn vị diện tích ngang của vật rắn. - càng lớn, nguợc lại càng nhỏ. - Ghi nhận. - Chống lại biến dạng của vật. II. Định luật Húc 1. Ứng suất: - Độ biến dạng tỉ đối của thanh rắn phụ thuộc vào thương số: s =. Đại lượng s gọi là ứng suất. - Đơn vị của ứng suất là Paxcan. (Pa = N/m2) 2. Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn tỉ lệ thuân với ứng suất tác dụng vào vật đó: e = = a.s Trong đó a là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn. 3. Lực đàn hồi: - Khi lự kéo làm vật rắn biến dạng thì trong vật rắn xuất hiện lực đàn hồi chống lại biến dạng của vật. - Độ lớn của lực đàn hồi: = .= k. Trong đó: E = gọi là suất đàn hồi hay saú6t young đặc trưng cho tính đàn hồi của vật rắn có đơn vị là Paxcan (Pa). Đại lượng k = gọi là độ cứng hay hệ số đàn hồi của vật rắn (N/m) 3. Hoạt động 3: Tìm hiểu về giới hạn bền và hệ số an toàn (25 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức III. Giới hạn bền và hệ số an toàn 1. Giới hạn bền: - Khi thanh rắn chịu tác dụng của lực kéo F đủ lớn, nó sẽ mất tính đàn hồi và bị biến dạng dẻo. Khi F tăng đến Fb thì thanh rắn sẽ bị đứt. - Thương số Fb và tiết diện ngang S của thanh gọi là giới hạn bền của vật liệu làm thanh: . Đơn vị của giới hạn bền là (N/m2) 2. Hệ số an toàn: - Khi thiết kế và sử dụng cách thanh rắn chịu lực, bao giờ người ta cũng tính toán để cho tiết diện S của thanh rắn chịu một lực F sao cho đại lượng s = có giá trị nhỏ hơn n lần giới hạn bền của nó: . - Hệ số n càng lớn thì thanh rắn chịu lực càng an toàn. Thông thường n có giá trị từ 1,7 đến 10. 4. Hoạt động 4: Củng cố và dặn dò (5 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY: