Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 60 - Bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn

Ngày Soạn: 20/03/07 Tiết: 60 Bài 35: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I. Mục tiêu. a. Về kiến thức: Nêu ra được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt được 2 loại biến dạng: biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo) của các vật rắn dựa trên tính chất bảo toàn (giữ nguyên) hình dạng và kích thước của chúng. Phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng. Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. b. Về kĩ năng: Phát biểu và vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập ra trong bài. Nêu được ý nghĩa thực tiễn của giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. c. Thái độ: II. Chuẩn bị. GV: Bản vẽ các kiểu biến dạng dẻo của vật rắn. HS: Lá thép mỏng, thanh tre, dây cao su, dây chỉ, III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5’). Chất rắn kết tinh là gì? Hãy nêu các tính chất của loại chất rắn này? 3. Bài mới. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Trong bài trước chúng đã nghiên cứu những tính chất của chất rắn. Bài hôm nay và bài tiếp theo chúng ta sẽ nghiên cứu một số tính chất cơ và nhiệt của vật rắn. + Khi sử dụng cật rắn một trong những điều ta phải quan tâm đầu tiên là sự biến dạng cơ của chúng. Vậy biến dạng cơ của vật rắn là gì & phụ thuộc vàp những yếu tố nào? - Chúng ta không thể tiến hành TN hình 35.1 được vì không có dụng cụ (máy kéo, nén thủy lực và các dụng cụ đo phải chính xác) nhưng trong phần này chúng ta có thể dùng những TN khác để thay thế. Do đó chỉ giới thiệu TN hình 35.1 - Các em hãy cho biết mục đích của TN này là gì? Cách tiến hành TN như thế nào? - Trình bày độ biến dạng tỉ đối. - Nếu vật rắn thứ nhất có độ biến dạng tỉ đối lớn hơn vật thứ 2 thì điều đó có nghĩa như thế nào? (cùng ngoại lực) - Các em trả lời C1. - Hãy phân biệt biến dạng nén và biến dạng kéo. - Chúng ta có thể sử dụng dây cao su để làm TN kiểm chứng (3 giai đoạn biến dạng đàn hồi, không đàn hồi và dây bị đứt) - Các em tiến hành Tn trình bày trong C2 à rút ra nhận xét. - Chúng ta sẽ nghiên cứu định luật Húc một cách tổng quát hơn so với ở học kỳ I - Gv trình bày về ứng suất như SGK. - Hãy xác định ứng suất - Trình bày về định luật Húc như SGK - Nếu có thể thì cho hs so sánh ĐL Húc trong bày này với ĐL Húc trong bài 12 - Trình bày về lực đàn hồi như SGK. - Từ (3): Với gọi là suất đàn hồi; đơn vị (Pa) - Áp dụng ĐL III Niu-tơn và (4) ta có: Với gọi là độ cứng hay hệ số đàn hồi. (N/m) - Các em hãy cho biết ý nghĩa vật lý của k và E ? + Gợi ý: Tại sao nói độ cứng đối với một thanh rắn (hay vật rắn) còn suất đàn hồi E đối với chất liệu làm thanh rắn (hay vật rắn)? Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập. - Nhận thức vấn đề bài học. Hoạt động 2: So sánh biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi. - Theo dõi gv giải thích vì sao không thể tiến hành TN được. - Đọc SGK để trả lời các câu hỏi của gv (mục đích: ; cách tiến hành: ) - Nghi nhận độ biến dạng tỉ đối (1) - Nghĩa là vật thứ 2 có tiết diện lớn hơn vật thứ nhất. - C1: Thanh bị co ngắn lại l < l0; đồng thời S ở giữa phình to ra. - Hs phân biệt () - Quan sát gv biểu diễn TN. - Tiến hành TN à rút ra nhận xét Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật Húc. - Theo dõi gv trình bày ứng suất (2) - Đơn vị N/m2 hay Pa - Theo dõi gv trình bày về định luật Húc. (3) trong đó: là hệ số tỉ lệ. Trong gh đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. - Theo dõi, ghi nhận; Hay (4) - Lực đàn hồi: Với gọi là độ cứng hay hệ số đàn hồi. (N/m) - Thảo luận để tìm hiểu sâu hơn. I. Biến dạng đàn hồi 1. Thí nghiệm Hình 35.1 Tăng dần lực kéo , ta thấy thanh thép AB bị dãn ra có độ dài l > l0 đông fthời tiết diện ở phần giữa của thanh hơi bị co nhỏ lại. Độ biến dạng tỉ đối: (1) Biến dạng cơ là sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Tuỳ thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là biến dạng đàn hồi hoặc không đàn hồi. 2. Giới hạn đàn hồi Giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó gọi là giới hạn đàn hồi. II. Định luật Húc 1. Ứng suất (2) Đơn vị N/m2 hay Pa 2. Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn. Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. (3) Trong đó: là hệ số tỉ lệ. 3. Lực đàn hồi Từ (3) Hay (4) Lực đàn hồi: Với gọi là độ cứng hay hệ số đàn hồi. (N/m) IV. CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được: -Nêu ra được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. -Phân biệt được loại biến dạng -Phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng. -Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. -Phát biểu và vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập ra trong bài. -Nêu được ý nghĩa thực tiễn của giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. V. DẶN DÒ. - Phát biểu và viết công thức định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn. - Về nhà làm bài tập trong SGK và SBT, chuẩn bị bài tiếp theo.