Giáo án Vật lý 10 nâng cao tiết 59 đến 63

Ngày soạn : Ngày dạy : Chương VII : Chất rắn và chất lỏng Tiết 59 : Vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình Mục tiêu : 1.Phân biệt được vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình dựa trên cấu trúc vi mô và những tính chất vĩ mô của chúng. 2.Phân biệt được vật rắn đơn tinh thể và vật rắn đa tinh thể dựa trên tính dị hướng và tính đẳng hướng. 3.Kể ra được những yếu tố ảnh hưởng đến các tính chất của các vật rắn dựa trên cấu trúc tinh thể, kích thước tinh thể và cách sắp xếp các tinh thể. 4.Kể ra được những ứng dụng của các vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình trong sản suất và đời sống. Chuẩn bị : 1.Giáo viên : Kẻ sẵn bảng phân loại các vật rắn và so sánh những đặc điểm của chúng theo mẫu câu C2 trong bài 31 sgk trên bảng hoặc trên giấy khổ A2. 2.Học sinh : Chuẩn bị sẵn trong vở nội dung trả lời câu C2 của bài này. Tổ chức các hoạt động dạy và học : 1- Tổ chức: Kiểm tra sĩ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài. Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS . 2- Kiểm tra bài cũ : 3- Bài mới. Hoạt động 1 : Đặt vấn đề vào bài. GV : - Người ta phân biệt vật rắn kết tinh và vật rắn vô định hình, cách phân biệt này dựa trên những cơ sở nào ? HS : - Theo dõi lời giảng và trả lời câu hỏi của gv. Hoạt động 2 : Giải quyết vấn đề GV : - Quan sát các hạt muối ăn (NaCl) qua kính hiển vi (h. 31.1) ta thấy kết quả như thế nào ? - Mạng tinh thể của các tinh thể khác nhau có hình dạng ntn ? - Câu hỏi C1 ? - VD : Các bon : + Tinh thể kim cương. + Tinh thể than chì . - Các chất bán dẫn có rất nhiều ứng dụng trong kỹ thuật điện tử thông tin liên lạc, đời sống... - Đường (dùng để ăn) có thể là chất kết tinh, vừa là chất vô định hình (khi bị ẩm, chảy nước) HS : I . Vật rắn tinh thể Cấu trúc tinh thể Cấu trúc có hình dạng đối xứng xác định gọi là cấu trúc tinh thể ĐN tinh thể : sgk - Tính tuần hoàn trong không gian của tinh thể được biểu diễn bằng mạng tinh thể. 2. Vật rắn đơn tinh thể và vật rắn đa tinh thể. - ĐN : sgk. VD : Vật rắn đơn tinh thể : Hạt muối, viên kim cương Vật rắn đa tinh thể : sắt, nhôm , đồng... 3. Một số đặc tính của vật rắn tinh thể. a) Các vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng Các vật rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng b) Nếu cùng một loại vi hạt nhưng cấu trúc tinh thể khác nhau thì chúng có tính chất khác nhau. c) Mỗi vật rắn nóng chảy (hoặc đông đặc) ở một nhiệt độ xác định. d) Trong các tinh thể thường có những khuyết tật. 4. Ưng dụng của vật rắn tinh thể. - Kim cương dùng làm mũi khoan, dao cắt kính. - Si, Ge dùng làm các linh kiện bán dẫn, vi mạch... - Các kim loại và hợp kim dùng trong chế tạo máy, kỹ thuật xây dựng... II Vật rắn vô định hình. - Vật rắn vô định hình là loại vật rắn không có cấu trúc mạng tinh thể. - Vật rắn vô định hình có tính đẳng hướng và không có nhiệt độ nóng chảy xác định. - Một số vật rắn như S, thạch anh, đường ... có thể vừa là chất kết tinh, vừa là chất vô định hình. * Ưng dụng : Dùng trong nhiều ngành công nghệ khác nhau : - Thuỷ tinh : chế tạo các dụng cụ quang học, đồ gia dụng... - Các loại nhựa, thuỷ tinh hữu cơ...có nhiều đặc tính quý; dùng trong đồ gia dụng, tấm lợp nhà, ống nước. Hoạt động 3 :Vận dụng kiến thức đã học củng cố bài , hướng dẫn hs học tập ở nhà. GV : - Nhắc lại phần in đậm cuối bài. - Nêu câu hỏi 1, 2, 3,4 sgk. - Cho bài tập về nhà 5, 6,7, 8, 9 cho cả lớp. Bài tập 10 cho hs khá. - Giờ sau học bài mới. HS : - Trả lời câu hỏi và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của giáo viên Ngày soạn : Ngày dạy : Tiết 60: Biến dạng cơ của vật rắn Mục tiêu : 1.Nêu được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt được hai loại biến dạng : biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo (hay còn dư) của các vật rắn dựa trên tính chất bảo toàn (giữ nguyên) hình dạng và kích thước của chúng. 2.Phân biệt được các kiểu biến dạng khác nhau : kéo, nén, cắt, xoắn và uốn của vật rắn dựa trên đặc điểm (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng. 3.Phát biểu và vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập cho trong bài. 4.Định nghĩa được hệ số an toàn của vật rắn., đồng thời nêu được ý nghĩa vật lý của hiện tượng này. Chuẩn bị : 1.Giáo viên : Bản vẽ các kiểu biến dạng: kéo, nén, cắt, xoắn và uốn của vật rắn 2. Học sinh : - Chuẩn bị một lá thép mỏng, một thanh tre hoặc nứa, một dây cao su, một sợi dây chì.... •Một ống thép mỏng, 1 ống tre, sậy, hoặc ống nứa, 1 ống nhựa. Tổ chức các hoạt động dạy và học: 1- Tổ chức: Kiểm tra sĩ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài. Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS . 2-Kiểm tra bài cũ : 3-Bài mới. Hoạt động 1 : Đặt vấn đề vào bài. GV : - Khi vật rắn chịu tác dụng của ngoại lực đủ lớn thì hình dạng và kích thước của nó bị thay đổi . Sự thay đổi này có đặc điểm gì và tuân theo qui luật nào ? HS : - Theo dõi lời giảng và trả lời câu hỏi của gv. Hoạt động 2 : Giải quyết vấn đề GV : - Khi bị ngoại lực tác dụng , hình dạng và kích thước của vật rắn bị thay đổi. - Tính đàn hồi và tính dẻo phụ thuộc vào thời gian và cường độ của ngoại lực tác dụng. - Cho ví dụ về các cấu trúc rỗng nhưng chịu lực tốt. (Nếu còn thời gian cho hs làm BT thí dụ tại lớp, nếu không cho hs về nhà tự đọc theo sgk) HS : I . biến dạng cơ của vật rắn 1.Tính đàn hồi và tính dẻo - Tác dụng ngoại lực => vật rắn thay đổi hình dạng và kích thước => biến dạng cơ. - Khi ngoại lực thôi tác dụng : + Nếu vật rắn trở lại hình dạng và kích thước ban đầu : biến dạng đàn hồi, vật rắn có tính đàn hồi. + Nếu vật rắn không trở lại như lúc ban đầu: tính dẻo, (biến dạng dẻo, hay biến dạng còn dư). a) Biến dạng kéo : Khi thanh chịu tác dụng của hai lực kéo ngược hướng, làm tăng độ dài, giảm tiết diện ngang của thanh. b) Biến dạng nén. Khi thanh chịu tác dụng của hai lực kéo ngược hướng, làm giảm độ dài, tăng tiết diện ngang của thanh c) Biến dạng cắt. Khi thanh chịu tác dụng của hai lực kéo vuông góc với trục của thanh, làm cho các tiết diện tiếp giáp của thanh trượt song song với nhau. d) Biến dạng xoắn. Một đầu của thanh được giữ cố định , đầu kia chịu tác dụng của hai lực vuông góc với trục của thanh, làm cho các tiết diện tiếp giáp của thanh quay lệch nhau. e) Biến dạng uốn. Một đầu của thanh được giữ cố định , đầu kia chịu tác dụng của lực vuông góc với trục của thanh làm thanh này bị cong xuống. * Khi bị biến dạng uốn, nửa phía trên bị giãn, nửa phía dưới bị nén. Lớp ở giữa gọi là lớp trung hoà, ở gần lớp trung hoà, thanh rắn hầu như không chịu lực. * Ưng dụng : Các thanh chịu lực (thanh ray, dầm cầu), các ống thép tròn, thân cây tre, sậy, trúc, xương động vật... đều có cấu trúc hình ống,vừa nhẹ, vừa bền vững. II. Định luật Húc về biến dạng đàn hồi kéo ( hoặc nén) của vật rắn. ĐL : sgk. Fđh = kDl k =ES / l0 E : suất đàn hồi (Đơn vị là Pa) 1Pa = 1N /m2 III. Giới hạn bền và hệ số an toàn. 1. Giới hạn bền. sb gọi là giới hạn bền (Pa) 2. Hệ số an toàncủa thanh rắn. s = F / S (gọi là ứng suất) n gọi là hệ số an toàn của thanh rắn, n thường từ 1,7 đ10 Hoạt động 3 :Vận dụng kiến thức đã học củng cố bài , hướng dẫn hs học tập ở nhà. - Nhắc lại phần in đậm cuối bài. - Nêu câu hỏi 1, 2, 3,4, 5, 6 sgk. - Cho bài tập về nhà 7, 8, 9, 10 cho cả lớp. Bài tập 11 cho hs khá. Giờ sau học bài mới. - Trả lời câu hỏi và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của giáo viên Ngày soạn : Ngày dạy : Tiết 61: sự nở vì nhiệt của vật rắn Mục tiêu : 1. Mô tả các dụng cụ và phương pháp tiến hành thí nghiệm để xác định độ nở dài của vật rắn 2. Vẽ được đồ thị biểu diễn độ nở dài tỉ đối Dl / l0 của một thanh kim loại (đồng, nhôm,...) thay đổi phụ thuộc độ tăng nhiệt độ t. Dựa vào đồ thị này, suy ra được công thức nở dài của thanh kim loại. 3. Phát biểu được qui luật về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn. Đồng thời nêu ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối. 4. Vận dụng được các công thức về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn để giải các bài tập cho trong bài 5. 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. Chuẩn bị : 1. Giáo viên : Bộ dụng cụ thí nghiệm dùng đo độ nở dài của vật rắn 2. Học sinh : - Ghi sẵn ra giấy các số liệu trong bảng 33.1,bài 33 SGKTĐ •Giấy kẻ ô li để vẽ đồ thị và máy tính bỏ túi. Tổ chức các hoạt động dạy và học : 1- Tổ chức: Kiểm tra sĩ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài. Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS . 2- Kiểm tra bài cũ : 3- Bài mới. Hoạt động 1 : Đặt vấn đề vào bài. GV : - Trong gia đình chúng ta có những thiết bị thông minh : tủ lạnh biết tự ngắt điện khi đã đủ độ lạnh, bàn là tự ngắt điện khi đủ nóng...vì sao chúng thông minh như vậy ? HS : - Theo dõi lời giảng và trả lời câu hỏi của gv. Hoạt động 2 : Giải quyết vấn đề GV : tính tỉ số Dl/l0 suy ra HS : I . Sự nở dài 1.Thí nghiệm. a) Làm TN h. 33.2 sgk ị nhận xét . b) Làm TN với các thanh rắn có độ dài và chất liệu khác nhau ta thấy kết quả tương tự nhưng a khác nhau. 2. Kết luận Dl tỉ lệ với độ dài l0 Dl = l - l0 = al0t a gọi là hệ số nở dài . Đơn vị đo là 1/ K hay K-1 Độ dài của vật rắn ở t0C l = l0(1 + at) Bài tập thí dụ : t 1 = 150C l1 = 12,5 m Dl =? ở t2 = 500C Giải : l1 = l0(1 + at1) l2 = l0(1 + at2) Û vì at1ô 1 nên coi gần đúng : Dl = l2 - l1 ằ l1a (t2 - t1) ằ 12,5.12.10-6 (50 - 15) = 5,25mm Vậy khe hở giữa các đầu của hai thanh ray ít nhất là 5,25mm. II sự nở khối. Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối. - Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ với thể tích V0 của nó ở 00C và độ tăng nhiệt độ t DV = V - V0 ằ bV0t. b = 3a Đơn vị đo là 1/K hay K-1. Hệ số nở khối b có độ lớn bằng tỉ số DV /V0 khi t tăng 10C hoặc 10 K. Ta có Vằ V0 ( 1+bt ) Hoạt động 3 :Vận dụng kiến thức đã học củng cố bài , hướng dẫn hs học tập ở nhà. GV : - Nhắc lại phần in đậm cuối bài. - Nêu câu hỏi 1, 2, 3,4 sgk. - Cho bài tập về nhà 5, 6,7, 8, 9 cho cả lớp. Bài tập 10 cho hs khá. - Giờ sau học bài mới. HS : - Trả lời câu hỏi và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của giáo viên Ngày soạn : Ngày dạy : Tiết 62-63: các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng Mục tiêu : 1. Đối với hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng mặt ngoài - Nói rõ được phương chiều, độ lớn của lực căng mặt ngoài . Nêu được ý nghĩa và đơn vị đo của hệ số lực căng mặt ngoài. - Vận dụng được công thức tính lực căng mặt ngoài để giải các bài tập . 2. Đối với hiện tượng dính ướt và không dính ướt chất lỏng. - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và không dính ướt. - Mô tả được sự tạo thành mặt khum của mặt thoáng chất lỏng ở sát thành bình chứa nó trong trường hợp dính ướt và không dính ướt. 3. Đối với hiện tượng mao dẫn. - Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng mao dẫn. - Vận dụng được công thức tính độ chênh của mực chất lỏng trong ống mao dẫn so với mặt thoáng bên ngoài ống để giải các bài tập. Chuẩn bị : 1. Giáo viên : Chuẩn bị các bộ dụng cụ thí nghiệm chứng minh các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng , bao gồm : hiện tượng căng mặt ngoài, hiện tượng dính ướt và không dính ướt, hiện tượng mao dẫn. 2. Học sinh : - Ôn lại các nội dung về " Lực tương tác phân tử và các trạng thái cấu tạo chất "trong bài 24, sgk. - Máy tính bỏ túi. Tổ chức các hoạt động dạy và học : 1- Tổ chức: Kiểm tra sĩ số của học sinh và ghi tên HS vắng mặt vào sổ đầu bài. Chia lớp thành từng nhóm từ 6 - 8 HS . 2- Kiểm tra bài cũ: Sự nở vì nhiệt là gì ? ứng dụng sự nở vì nhiệt trong thực tế và kỹ thuật. 3- Bài mới. Hoạt động 1 : Đặt vấn đề vào bài. GV : - Trong thực tế ta thấy lưỡi dao cạo râu, cái kim có thể nổi trên mặt nước, mặt thoáng của nước ở chỗ tiếp xúc với thành ống bị uốn cong lên hoặc lõm xuống...? - Vì sao lại như vậy ? - Ta giải thích các hiện tượng ấy trong bài học hôm nay. HS : - Theo dõi lời giảng và trả lời câu hỏi của gv. Hoạt động 2 : Giải quyết vấn đề GV : - Hs trả lời câu hỏi C1 ? - Hs trả lời câu hỏi C2 ? Khung dây thép Vòng dây chỉ Màng xà phòng - Gv giới thiệu thí ngiệm, cho hs quan sát TN trong sgk, sau đó gv nêu kết quả d D FC FC F ống thuỷ tinh Nước HS : I . hiện tượng căng mặt ngoài 1.Thí nghiệm. a) Làm TN h. 34.2 sgk ị nhận xét . b) Quan sát, rút ra nhận xét. 2. Lực căng mặt ngoài. - Nhận xét : Ta thấy vòng dây có dạng hình tròn Û Mặt thoáng của màng xà phòng đã co lại, tác dụng lực kéo căng đều lên vòng dây. Những lực này gọi là lực căng mặt ngoài của chất lỏng. - Đặc điểm : sgk. 3. Đo lực căng mặt ngoài. a) Phương pháp đo : Phương pháp bứt vòng. - Qua thí nghiệm ta thấy Fc ~ l Fc = sl s : hệ số căng mặt ngoài, phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của chất lỏng. Đơn vị đo s là N / m Ưng dụng : + Do hiện tượng căng mặt ngoài của chất lỏng nên nước không thể chảy lọt qua các lỗ nhỏ của chiếc ô, tấm bạt.. + Khi nước có lẫn xà phòng, nó dễ thấm vào các sợi vải khi giặt. II Hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt. 1.Thí nghiệm. - Làm TN hình 34.6 sgk. Ta thấy nước làm ướt thuỷ tinh và không làm ướt nhôm. - Giải thích + sự dính ướt xảy ra khi Fhút P/t Rắn- lỏng > Fhút P/t lỏng - lỏng + sự k dính ướt xảy ra khi Fhút P/t Rắn - lỏng < Fhút P/t lỏng- lỏng 2. Góc bờ và mặt khum. a) Mức độ dính ướt và không dính ướt chất lỏng phụ thuộc vào góc bờ q = nằm tại phần tiếp giáp giữa chất lỏng và chất rắn. - Nếu có dính ướt : q < 900 - Nếu không dính ướt : q > 900 - Qua nhiều thí nghiệm ta nhận thấy mặt thoáng chất lỏng ở sát thành bình có dạng mặt khum. - Nếu thành bình dính ướt chất lỏng : mặt khum lõm. - Nếu thành bình không dính ướt ch lỏng mặt khum lồi. 3. ứng dụng Dùng để loại bỏ bẩn quặng, tạp chất... ra khỏi quặng III. Hiện tượng mao dẫn. 1.Thí nghiệm. a) Nhúng thẳng đứng các ống thuỷ tinh hở hai đầu vào trong một cốc nước màu, ta nhận thấy : - Nếu ống dính ướt chất lỏng : mức chất lỏng trong ống dâng lên cao hơn....mặt thoáng chất lỏng có dạng mặt khum lõm. - Nếu ống không dính ướt chất lỏng: mức chất lỏng trong ống hạ xuống thấp hơn....mặt thoáng chất lỏng có dạng mặt khum lồi. - Đường kính trong của ống càng nhỏ thì độ chênh lệch mực chất lỏng so với bên ngoài càng cao. Nhận xét : * Hiện tượng như vậy gọi là hiện tượng mao dẫn. * Các ống trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn. 2. Mức chất lỏng trong ống mao dẫn. Nhúng thẳng đứng một ống thuỷ tinh vào trong nước. Do nước hoàn toàn làm ướt thành ống nên nước dâng lên tới độ cao h nếu .....thì h là độ hạ mực chất lỏng so với mặt thoáng bên ngoài 3. ứng dụng - Do hiện tượng mao dẫn, nước có thể vận chuyển trong ống mao mạch, dầu hoả có thể ngấm theo các sợi bấc lên miệng ống muống. - Bài tập thí dụ : sgk. Hoạt động 3 :Vận dụng kiến thức đã học củng cố bài , hướng dẫn hs học tập ở nhà. GV : - Nhắc lại phần in đậm cuối bài. - Nêu câu hỏi 1đ 10 sgk. - Cho bài tập về nhà 11 đ 15 cho cả lớp. Bài tập 16 cho hs khá. - Giờ sau học bài mới. HS : - Trả lời câu hỏi và thực hiện đầy đủ các yêu cầu của giáo viên