Giáo án môn Vật lý 10 - Tên bài: Sự nở vì nhiệt của vật rắn (1 tiết)

Tên người soạn : Lê Thái Trung Lớp dạy: 10/5, 10/7. Ngày soạn : 26/3/09 Tuần 30. Tiết: 60 Tên bài: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN(1tiết) (Chương trình chuẩn) I. Mục tiêu : 1. Kiến thức : - Mô tả được các dụng cụ và phương pháp tiến hành thí nghiệm để xác định độ nở dài của vật rắn. - Dựa vào Bảng 36.1 ghi kết quả đo độ dãn dài Dl của thanh rắn thay đổi theo nhiệt độ Dt = t – t0 , tính được giá trị trung bình của hệ số nở dài a. Từ đó suy ra công thức nở dài. - Phát biểu được quy luật về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn. Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối. 2. Kỹ năng : - Vận dụng được công thức về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn để giải các bài tập đã cho trong bài. - Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật. 3. Thái độ : - Có niềm tin, gần gũi với vật lí học. Thích thú môn học, say mê tìm hiểu khoa học. II. Chuẩn bị : 1. Giáo viên : - SGK, SBT và các tài liệu tham khảo cần thiết. - Phiếu học tập(PHT). - Bộ dụng cụ thí nghiệm minh hoạ sự nở dài và sự nở khối của vật rắn(nếu cúp điện). - Laptop, máy chiếu vật thể, máy projector + màn chiếu. - Gợi ý sử dụng CNTT: Soạn giảng PowerPoint(bài giảng chính), Violet 1.5(câu hỏi kiểm tra bài cũ, vận dụng) có tích hợp: + Mô phỏng thí nghiệm hình 36.2 SGK/194. +Video về thí nghiệm sự nở dài và sự nở khối của vật rắn. + Phần mềm(PM) học tốt Vật Lý 10. - Dự kiến nội dung ghi bảng. Tiết 60. Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN(1tiết) I - Sự nở dài 1. Thí nghiệm (SGK/194+195) 2. Kết luận (SGK/195) - Độ nở dài ; trong đó, là hệ số nở dài(phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn), đơn vị 1/K hay K-1. - Bài tập ví dụ : + Tóm tắt: t0 = 15oC l0 =12,5m t = 500C α = 11.10-6 K-1 Δl =? + Giải: Ta có: Δl = l – l0 = αl0Δt = 11.10-6.12,5.(50-15) = 0,0048125(m) II - Sự nở khối - Xét vật rắn đồng chất, đẳng hướng. - Độ nở khối ; trong đó gọi là hệ số nở khối với , đơn vị 1/K hay K-1. III. Ứng dụng (SGK/196) 2. Học sinh : - Máy tính bỏ túi. - Chuẩn bị bài mới. III. Tổ chức hoạt động dạy học : Hoạt động 1 : Ổn định lớp. Kiểm tra bài cũ. Đặt vấn đề bài mới.(5phút) Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên. - TL. - Nhận xét, bổ sung. - Tiếp thu, ghi nhớ. - TL. - Điểm danh, kiểm tra tác phong học sinh. - Câu 1: Sử dụng câu hỏi điền khuyết theo nội dung phần tóm tắt bài học ở SGK/191. - Gọi HS nhận xét. - Câu 2: Vật nào dưới đây chịu biến dạng kéo ? A.Trụ cầu. D. Cột nhà. C. Móng nhà. D. Dây cáp của cần cẩu đang chuyển động. - Nhận xét(chọn D), đánh giá, ghi điểm. * ĐVĐ: Một thanh thép bị dãn khi ta kéo một lực đủ lớn. Còn cách nào khác để làm thanh thép đó dãn ra mà ta không tác dụng lực kéo? - Giới thiệu bài học mới. Hoạt động 2 : Thí nghiệm khảo sát sự nở dài vì nhiệt của vật rắn.(15phút) Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - TL. - Nhận xét, bổ sung. - Tiếp thu, ghi nhớ. - TL. - TL - Nhận xét, bổ sung. - Hoàn thành PHT đến phần TL C1. - Nhận xét, bổ sung. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Theo hướng dẫn. - TL. - Nhận xét, bổ sung. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Nghiên cứu mục I. 2 SGK/195 TL. - TL C2 - Nhận xét, bổ sung. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Chiếu video. Video này diễn tả điều gì? (TN sự nở dài của vật rắn) - Giới thiệu thí nghiệm hình 36.2. Nêu mục đích thí nghiệm:“Khảo sát mối liên hệ giữa độ nở dài và độ tăng nhiệt độ”. - Dụng cụ thí nghiệm gồm những thiết bị nào? Nguyên tắc hoạt động của đồng hồ micrômét? + Gợi ý: Đo t và Dl bằng gì? - Trình bày phương án thí nghiệm? - Trình chiếu TN ảo. - Nêu C1. + Hướng dẫn xử lí số liệu trong bảng 36.1 để hoàn thành C1. Nhắc gợi ý có trong PHT. + Kiểm tra quá trình làm việc của HS. - Trình bày kết luận về sự nở dài của thanh rắn. (Với mọi độ biến thiên nhiệt độ của thanh đồng, ta luôn có hằng số) - Hướng dẫn học sinh xây dựng biểu thức 36.2. Nêu rõ tên, ý nghĩa và đơn vị các đại lượng vật lí(ĐLVL) có trong đó? - Thông báo ý c. - Sự nở dài là gì? - Công thức tính độ nở dài? - Nêu C2. + Nhắc gợi ý có trong PHT. - Tổng kết. Hoạt động 3 : Vận dụng công thức sự nở vì nhiệt.(5phút) Hoạt động của học sinh. Trợ giúp của giáo viên. - Tóm tắt và giải bài tập ví dụ SGK/196. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Nêu bài tập ví dụ. - Gợi ý: chọn t0 = ? oC, t = ? oC, tra bảng 36.2 xác định αFe = ? Các thanh ray sẽ không bị cong nếu khoảng cách giữa hai thanh ít nhất bằng độ nở dài của hai thanh khi nhiệt độ tăng. (Nếu cần thiết, sử dụng PM mô phỏng CASIO 570MS để hướng dẫn HS áp dụng) - Tổng kết. Hoạt động 3 : Tìm hiểu sự nở khối của vật rắn.(5phút) Hoạt động của học sinh. Trợ giúp của giáo viên. - Quan sát. - TL. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Chiếu video., giới thiệu sự nở khối. - Sự nở khối là gì? - Thông báo CT tính DV, đơn vị b? - Lưu ý: Xét vật rắn đồng chất đẳng hướng. Áp dụng cả chất lỏng(trừ nước gần 4oC) - Tổng kết. Hoạt động 3 : Tìm hiểu các ứng dung của sự nở vì nhiệt.(5phút) Hoạt động của học sinh. Trợ giúp của giáo viên. - TL. - Nhận xét, bổ sung. - Quan sát, tiếp thu, ghi nhớ. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Yêu cầu HS cho một vài ví dụ thực tế của sự nở vì nhiệt của vật rắn. + Gợi ý: có hại - cách khắc phục và có lợi - ứng dụng? - Trình chiếu. - Tổng kết. Hoạt động 4 : Củng cố và vận dụng. Giao nhiệm vụ về nhà.(10 phút) Hoạt động của học sinh. Trợ giúp của giáo viên. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Thảo luận và làm bài tập. - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nghe, ghi(nếu cần) - Sử dụng phần mềm học tốt Vật Lý 10 để tóm tắt lý thuyết nhấn mạnh kiến thức trong bài. + Hãy viết công thức xác định quy luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài vật rắn. + Hãy viết công thức xác định quy luật phụ thuộc nhiệt độ của thể tích vật rắn. - Cho HS thảo luận các câu hỏi TNKQ(TC Violet) - Tổng kết + Đáp án 1. A-Đ, B-S, C-Đ, D-Đ; 2. D; 3. D; 4. A, 5. D + Gợi ý câu 1: Khối lượng riêng + mà - Ghi điểm thưởng cho HS TL đúng(2®3 lần). - Giao bài về nhà cho HS 1 ® 9 SGK/197. - Nhắc nhở HS chuẩn bị bài mới “Bài 13. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng” SGK/198. - Nhận xét, đánh giá tiết học. IV. Rút kinh nghiệm. - - - V. Bổ sung. - PHIẾU HỌC TẬP(PHT) Tiết 60 – BÀI 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN Thông tin bổ sung I - Sự nở dài 1. Thí nghiệm (SGK/194+195) 2. Kết luận. - Sự nở dài vì nhiệt là: - Độ nở dài Dl của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với Dl = .. trong đó, là .......... (phụ thuộc vào . .), đơn vị .. Bài tập ví dụ : Tóm tắt: Giải: II - Sự nở khối. - Sự nở khối là......... ... - Độ nở khối của vật rắn đồng chất đẳng hướng được xác định theo công thức : . trong đó gọi là ........ đơn vị .. - Công thức liên hệ giữa và α là: .. III - Ứng dụng . . Mục đích thí nghiệm.. Dụng cụ thí nghiệm Tiến hành và kết quả Bảng 36.1 - Xử lí số liệu Nhiệt độ ban đầu: t0 = 20oC Độ dài ban đầu: l0 = 500mm STT 1 30 0,25 2 40 0,33 3 50 0,41 4 60 0,49 5 70 0,58 Giá trị trung bình: = .. Sai số tỉ đối: = Kết quả đo: . - C1: So sánh với các giá trị α ở bảng giá trị, với sai số cho phép, ta thấy giá trị α thay đổi hay không thay đổi? TL C1:.. - Gợi ý câu C2: - Ta có: l là . l0 là Khi Dt = 1(tăng thêm 1 độ) Þ α = . . Kết luận: ...... ...... BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1 : Câu nào đúng, câu nào sai trong các câu sau đây? Ghi Đ/S A. Chất rắn nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. B. Quả cầu nóng lên, thể tích quả cầu giảm. C. Quả cầu nóng lên, khối lượng của quả cầu không thay đổi. D. Quả cầu nóng lên, khối lượng riêng của vật giảm. Câu 2 : Tại sao khi đổ nước sôi vào cốc thủy tinh thì cốc thủy tinh hay bị nứt vỡ, còn cốc thạch anh không bị nứt vỡ? A. Vì cốc thạch anh có đáy dài hơn. B. Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh. C. Vì cốc thạch anh có thành dày hơn. D. Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh. Câu 3 : Một lọ thuỷ tinh được đậy bằng nút thuỷ tinh. Nút bị kẹt. Hỏi phải mở nút bằng cách nào trong các cách sau đây? A. Hơ nóng nút. C. Hơ nóng đáy lọ. B. Hơ nóng cổ lọ. D. Hơ nóng cả nút và cổ lọ. Câu 4 : So sánh sự nở dài của nhôm, đồng và sắt bằng cách liệt kê chúng theo thứ tự giảm dần của hệ số nở dài. Phương án nào sau đây là đúng? A. Nhôm, đồng, sắt. C. Sắt, đồng, nhôm. B. Đồng, nhôm, sắt. D. Sắt, nhôm, đồng. Câu 5 : Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào dưới đây KHÔNG liên quan đến sự nở vì nhiệt? A. Băng kép. C. Nhiệt kế kim loại. B. Ampe kế nhiệt. D. Đồng hồ bấm giây. BTVN: Một dây tải điện ở 20oC có độ dài 1800m. Hãy xác định độ nở dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến 50oC về mùa hè. Cho biết hệ số nở dài của dây tải điện là α = 11,5.10-6 K-1. Đáp số: Dl = 0,621(m).