Giáo án giảng dạy môn Vật lý 10 - Tiết 62 - 63: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Tiết 62 - 63 : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức : - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt; Nói rõ được phương, chiều và độ lớn của lực căng bề mặt. Nêu được ý nghĩa và đơn vị đo của hệ số căng bề mặt. - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt; mô tả được sự tạo thành mặt khum của bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó trong trường hợp dính ướt và không dính ướt. - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng mao dẫn. 2. Kỹ năng : - Vận dụng được công thức tính lực căng bề mặt để giải các bài tập. - Vận dụng được công thức tính độ chênh của mức chất lỏng bên trong ống mao dẫn so với bề mặt chất lỏng bên ngoài ống để giải các bài tập đã cho trong bài. II. CHUẨN BỊ Giáo viên : Bộ dụng cụ thi nghiệm chứng minh các hiện tượng bề mặt của chất lỏng, hiện tượng căng bề mặt, hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt, hiện tượng mao dẫn. Học sinh : - Ôn lại nội dung về lực tương tác phân tử và các trạng thái cấu tạo chất. - Máy tính bỏ túi. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Tiết 1 Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ : Cho hai học sinh lên bảng giải hai bài tập 7 và 8 trang 197. Hoạt động 2 (25 phút) : Tìm hiểu hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Tiến hành thí nghiệm hình 37.2. Cho học sinh thảo luận. Yêu cầu học sinh trả lời C1. Nêu và phân tích về lực căng mặt ngoài chất lỏng : Phương, chiều và công thức tính độ lớn. Giới thiệu về hệ số căng mặt ngoài. Yêu cầu học sinh tìm một số ví dụ có ứng dụng lực căng mặt ngoài. Nhận xét và nêu thêm các ứng dụng mà học sinh chưa tìm được. Quan sát thí nghiệm. Thảo luận để giải thích hiện tượng. Trả lời C1. Ghi nhận về lực căng mặt ngoài. Ghi nhận hệ số căng mặt ngoài. Tìm các ví dụ ứng dụng lực căng mặt ngài trong thực tế. Ghi nhận các ứng dụng của lực căng mặt ngoài. I. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. 1. Thí nghiệm. Chọc thủng màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ ta thấy vòng dây chỉ được căng tròn. Hiện tượng cho thấy trên bề mặt màng xà phòng đã có các lực nằm tiếp tuyến với bề mặt màng và kéo nó căng đều theo mọi phương vuông góc với vòng dây chỉ. Những lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng bề mặt chất lỏng. 2. Lực căng bề mặt. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt của chất lỏng và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ dài của đoạn đường đó : f = sl. Với s là hệ số căng mặt ngoài, có đơn vị là N/m. Hệ số s phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng : s giảm khi nhiệt độ tăng. 3. Ứng dụng. Nhờ có lực căng mặt ngoài nên nước mưa không thể lọt qua các lổ nhỏ giữa các sợi vải căng trên ô dù hoặc trên các mui bạt ôtô. Hoà tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể lực căng mặt ngoài của nước, nên nước xà phòng dễ thấm vào các sợi vải khi giặt để làm sạch các sợi vải, Hoạt động 3 (10 phút) : Vận dụng để xác định lực căng mặt ngoài và hệ số căng mặt ngoài. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Cho học sinh tìm lực căng mặt ngoài tác dụng lên vòng dây. Giải thích lí do phải nhân đôi lực căng. Hướng dẫn học sinh xác định các lực tác dụng lên vòng nhôm khi bắt đầu nâng được vòng nhôm lên. Yêu cầu học sinh trả lời C2. Xác định lực căng tác dụng lên vòng dây. Ghi nhận lực căng tác dụng lên vòng dây. Xác định các lực tác dụng lên vòng nhôm. Suy ra lực căng mặt ngoài. Trả lời C2. Lực căng mặt ngoài tác dụng lên vòng chỉ trong thí nghiệm 37.2 : Fc = s.2pd Với d là đường kính của vòng dây, pd là chu vi của vòng dây. Vì màng xà phòng có hai mặt trên và dưới phải nhân đôi. Xác định hệ số căng mặt ngoài bằng thí nghiệm : Số chỉ của lực kế khi bắt đầu nâng được vòng nhôm lên : F = Fc + P => Fc = F – P. Mà Fc = sp(D + d) => s = Tiết 2 Hoạt động 1 (20 phút) : Tìm hiểu hiện tượng dính ướt và không dính ướt. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Tiến hành thí nghiệm hình 37.4, yêu cầu học sinh quan sát. Yêu cầu học sinh trả lời C3. Cho học sinh quan sát mặt chất lỏng ở gần thành bình. Yêu cầu học sinh giải thích. Giới thiệu phương pháp “tuyển nỗi” Nhận xét giọt nước trong các thí nghiệm. Trả lời C3. Quan sát và nhận xét. Giải thích bề mặt của chất lỏng ở sát bình chứa trong từng trường hợp. Ghi nhận phương pháp làm giàu quặng. II. Hiện tượng dính ướt và không dính ướt. 1. Thí nghiệm. Giọt nước nhỏ lên bản thuỷ tinh sẽ bị lan rộng ra thành một hình dạng bất kỳ, vì nước dính ướt thuỷ tinh. Giọt nước nhỏ lên bản thuỷ tinh phủ một lớp nilon sẽ vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực, vì nước không dính ướt với nilon. Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lỏm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt. 2. Ứng dụng. Hiện tượng mặt vật rắn bị dính ướt chất lỏng được ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp “tuyển nổi”. Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu hiện tượng mao dẫn. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm. Yêu cầu học sinh nhận xét các kết quả thí nghiệm. Nhận xét và tổng hợp các kết quả thí nghiệm. Kết luận về hiện tượng. Cho học sinh tìm các ứng dụng. Nhận xét các câu trả lời của học sinh. Tiến hành làm thí nghiệm theo từng nhóm. Nêu các kết quả. Ghi nhận đầy đủ các kết quả. Ghi nhận hiện tượng mao dẫn. Tìm các ứng dụng. Ghi nhận các ứng dụng. III. Hiện tượng mao dẫn. 1. Thí nghiệm. Nhúng các ống thuỷ tinh có đường kính trong nhỏ vào trong chất lỏng ta thấy : + Nếu thành ống bị dính ướt, mức chất lỏng bên trong ống sẽ dâng cao hơn bề mặt chất lỏng ở ngoài ống và bề mặt chất lỏng trong ống có dạng mặt khum lỏm. + Nếu thành ống không bị dính ướt, mức chất lỏng bên trong ống sẽ hạ thấp hơn bề mặt chất lỏng ở ngoài ống và bề mặt chất lỏng trong ống có dạng mặt khum lồi. + Nếu có đường kính trong càng nhỏ, thì mức độ dâng cao hoặc hạ thấp của mức chất lỏng bên trong ống so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống càng lớn. Hiện tượng mức chất lỏng ở bên trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn. Các ống trong đó xẩy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn. Hệ số căng mặt ngoài s càng lớn, đường kính trong của ống càng nhỏ mức chênh lệch chất lỏng trong ống và ngoài ống càng lớn. 2. Ứng dụng. Các ống mao dẫn trong bộ rể và thân cây dẫn nước hoà tan khoáng chất lên nuôi cây. Dầu hoả có thể ngấm theo các sợi nhỏ trong bấc đèn đến ngọn bấc để cháy. Hoạt động 3 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Yêu cầu học sinh tóm tắt những kiến thức trong bài. Y/c h/s về nhà trả lời các câu hỏi và các bt trang 202, 203. Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY