TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI
VẬT LÝ 10 - HK II
Bài 47
I. MỤC ĐÍCH U CẦU
- Hiểu được sự nở dài và sự nở khối của vật rắn.
- Biết được vai trò của sự nở vì nhiệt trong đời sống kỹ thuật.
- Giải thích và ứng dụng được những hiện tượng nở vì nhiệt đơn giản.
II. CHUẨN BỊ
- Giáo án điện tử
- Bộ dụng cụ thí nghiệm dãn nở các thanh kim loại khác nhau, bộ thí nghiệm đốt nóng
quả cầu.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn định lớp học
1) Kiểm tra bài củ :
+ Câu 1: Phân biệt biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo ?
+ Câu 2: Phát biểu định luật Huc ? Nêu ý nghĩa đại lượng và đơn vị ? .
+ Câu 3: Phân biệt biến dạng nén và biến dạng kéo và biến dạng lệch.
2) Nội dung bài giảng :
Phần làm việc giữa Giáo Viên và HS
SỰ NỞ VÌ NHIỆT
GV tiến hành thí nghiệm nung nóng thanh
sắt và qủa cầu
GV : tại sao quả cầu nung nóng không lọt
qua lổ tròn ?
HS : Vì quả cầu nở ra vì nhiệt
→ Sự nở vì nhiệt
GA VL 10 BAN TN (47 – 49) HK II - 1
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI
VẬT LÝ 10 - HK II
GV : các có thể nhắc lại thế nào là tính dò
hướng ?
HS : Khi một vật nở ra hay co lại theo một
hướng nhất đònh nào đó ta nói vật rắn mang
tính dò hướng
GV : Giả sử ta có một thanh vật rắn mang
tính dò hướng theo trục khi nhiệt độ tăng,
khi đo thanh sẽ nở dài ra ⇒ Sự nở dài
GV : Thuyết giảng sự nở dài l = l0 ( 1 + α.t )
Ta có l1 = l0 (1 + α.t1 ) ;
l2 = l0 (1 + α.t2 ) và ∆l = l2 – l1
Các em có thể chứng minh công thức :
∆l = α.l0.∆t
GV gọi HS lên chứng minh : ∆l = α.l0.∆t
∆l = l2 – l1 = l0 (1 + α.t2 ) - l0 (1 + α.t1 )
= α.l0.∆t
GV : chứng minh công thức :
l2 = l1(1 + α.∆t)
chiều dài của thanh tăng thêm một đoạn ∆l
và có độ dài : l = lο + ∆l
(1)
(4)
⇒ l2 = l1 (
) = l1 ( 1 + α( t2 – t1))
1+α.t 1
Kết quả thí nghiệm cho ta:
∆V = β Vο t
(2)
⇒ l2 = l1(1 + α.∆t)
Từ(4)
và
(5)
_
V
=
Vο
(1
+ β t) (6)
β là
Áp dụng công thức gần đúng :
hệ số nở khối ( K-1 hay độ-1 )
1+ε 1
= 1 + ε1 – ε2 ; (ε1, ε2 : là những Hệ số nở thể tích phụ thuộc vào bản chất của
1+ε 2
chất tạo nên vật rắn.
con số rất nhỏ )
Hệ số nở khối β của một chất xấp xỉ bằng 3
GV : Giảng giải cho HS phân biệt l0 ( Chiều lần hệ số nở dài của chính chất ấy
dài của thanh ở 00C ) khác l0 ( chiều dài ban
β = 3α
(7)
( Vì α2, α3
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn đònh lớp học
1) Kiểm tra bài củ :
+ Câu 01 : Đònh nghóa và viết công thức sự nở dài ?
+ Câu 02 : Đònh nghóa và viết công thức sự nở khối ?
+ Câu 03 : Chó một số thí dụ về ứng dụng của sự nở vì nhiệt ?
2) Nội dung bài giảng :
Phần làm việc của giáo viên
I. CẤU TRÚC CHẤT LỎNG
1) Mật độ phân tử
Mật độ phân tử ở chất lỏng lớn gấp nhiều
lần mật độ phân tử ở chất khí và gần bằng
mật độ phân tử chất rắn.
2) Cấu trúc trật tự gần
Chất lỏng có cấu trúc trật tự gần nghóa là
đối với một hạt nào đó thì các hạt khác gần
kề nó được phân bố có trật tự , càng đi xa hạt
nói trên thì tính trật tự càng mất dần.
Phân bố trật tự gần này không cố đònh vì
các hạt ở chất lỏng có thể dời chỗ do chuyển
động nhiệt.
3) Chuyển động nhiệt ở chất lỏng :
GV thuyết giảng : Trong chất lỏng các phân
tử ở gần nhau sắp xếp theo một trật tự nhất
đònh , nhưng chỉ được giữ trong một nhóm
phân tử , các nhóm nhỏ phân tử có trật tự này
lại kết hợp với nhau một cách hỗn độn trong
chất lỏng. Với cách sắp xếp này thì có những
lỗ trống không có phân tử . Như vậy cấu trúc
phân tử chất lỏng có phần giống cấu trúc của
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI
ba lần kích thước phân tử ) còn trong phạm vi
lớn thì cấu trúc này không còn giữ được trật
tự đều đặn như chất kết tinh nữa. Chất lỏng
có cấu trúc phân tử giống chất vô đònh hình.
Do đó sự chuyển từ trạng thái vô đònh hình
sang trạng thái lỏng được thực hiện một cách
liên túc.
4) Thời gian cư trú
GV thuyết giảng : Mỗi phân tử chất lỏng luôn
luôn dao động hỗn độn quanh một vò trí cân
bằng xác đònh. Sau một khỏang thời gian nào
đó phân tử chuyển dời tới một lổ trống, dao
động quanh vò trí cân bằng mới và để lại ở vò
trí cân bằng cũ một lỗ trống mới … Đây chính
là cơ chế của tính lỏng.
II. HIỆN TƯNG CĂNG MẶT NGOÀI
Thí dụ : Một cái đinh ghim nhờn mỡ có thể
nổi trên mặt nước
1) Thí nghiệm
GV : tiến hành hay mô tả thí nghiệm trên
tranh vẻ. Nhúng khung chữ nhật làm bằng
thép mảnh có cạnh AB có thể di chuyển dể
dàng vào nước xà phòng , rồi lấy ra nhẹ
nhàng.
Nếu để mặt khung nằm ngang thì thanh AB
bò di chuyển tới vò trí A’B’ do màng xà phòng
bò co lại
- Hiện tượng này chứng tỏ rằng : Từ mặt
thoáng của chất lỏng có lực tác dụng lên
GV : ĐỖ HIẾU THẢO
VẬT LÝ 10 - HK II
này có độ lớn trung bình vào bậc 10 -11. Nhiệt
độ càng cao thời gian cư trú cáng ngắn. Ở
nhiệt độ không cao, chất lỏng có cấu trúc gần
với chất rắn vô đònh hình → Thời gian cư trú ở
chất rắn vô đònh hình thì lớn hơn rất nhiều .
II. HIỆN TƯNG CĂNG MẶT NGOÀI
Thí dụ : Một cái đinh ghim nhờn mỡ có thể
nổi trên mặt nước
Giọt nước có dạng hình cầu
Bong bóng xà phòng lơ lững có dạng
hình cầu.
1) Thí nghiệm
- Dùng một khung hình chữ nhật làm bằng
giây thép mảnh có cạnh CD di chuyển dể
dàng dọc theo hai cạnh BC và AC
- Nhúng thẳng đứng khung này vào nước xà
phòng rồi lấy ra nhẹ nhàng ta được một màng
xà phòng hình chữ nhật. Màng xà phòng là
một khối dẹt dung dòch xà phòng
- Nếu bây giờ ta nâng khung cho nó dần dần
nằm ngang thì sẽ quan sát thấy thanh Chuyển
động bò kéo về phía cạnh AB do màng xà
phòng thu bé diện tích lại
Học sinh vẽ hình 6.15 a) và 6.15 b) SGK tr209
B
A
nhau. Khi phân tử ở gần mặt thóang thì hợp
lực các lực hút phân tử lên nó không cân
bằng nhau mà hướng vào trong chất lỏng.
Các phân tử sát mặt thóang có xu hướng bò
kéo vào trong lòng chất lỏng, nghóa là có xu
hướng làm cho diện tích mặt thóang giảm và
căng ra. Một khối lỏng bao giờ cũng có mặt
thóang ở dạng sao cho diện tích có giá trò nhỏ
nhất có thể có được. Nếu không có ngọai lực
tác dụng thì mặt thóang là mặt cầu.
VẬT LÝ 10 - HK II
Thanh CD phải đủ mảnh để trọng lượng của
nó nhỏ hơn lực căng mặt ngoài của màng xà
phòng tác dụng lên thanh. Ta móc thêm các
gia trọng để cân bằng với lực căng mặt ngoài
Độ lớn lực căng mặt ngoài F tỉ lệ với độ dài
l của đường giới hạn mặt ngoài của khối chất
lỏng :
F = δ. l
σ : hệ số căng mặt ngoài ( Suất căng mặt
ngoài của chất lỏng )
F :Lực căng mặt ngoài (N)
l : Độ dài đường giới hạn mặt ngoài
Tính chất thu nhỏ diện tích mặt ngoài của
chất lỏng này sinh từ lực tương tác giữa các
phân tử ở lớp mặt ngoài với các phân tử ở
trong lòng chất lỏng
+ Hiểu được hiện tượng dính ướt và không dính ướt, biết được nguyên nhân của các hiện
tượng này.
+ Hiểu được hiện tượng mao dẫn và nguyên nhân của hiện tượng này.
+ Giải thích được hiện tượng mao dẫn đơn giản trong thực tế.
+ Sử dụng công thức tính độ chênnh lệch của mực chất lỏng ở hiện tượng mao dẫn trong
những trường hợp không phức tạp.
II. CHUẨN BỊ
+ Dụng thí nghiệm hiện tượng mao dẫn
+ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn đònh lớp học
1) Kiểm tra bài củ :
+ Câu 01 : Trình bày về mật độ phân tử và chuyển động nhiệt của các phân tử chất lỏng.
+ Câu 02 : Trình bày về lực căng mặt ngòai( điểm đặt, phương, chiều và độ lớn)
2) Nội dung bài giảng :
Phần làm việc của giáo viên
Phần ghi chép của học sinh
I. SỰ DÍNH ƯỚT VÀ KHƠNG I. SỰ DÍNH ƯỚT VÀ KHƠNG DÍNH
DÍNH ƯỚT
ƯỚT
1) Quan s át
GV : Yêu cầu HS nhỏ một vài giọt nước lên
tấm thủy tinh lên lá sen . Em có nhận xét
giọt nước như thế nào trong hai trường hợp
trên ?
HS : Giọt nước trên tấm thủy tinh chảy lan
rộng ra , giọt nước trên là sen có dạng hình
cầu dẹp.
thì xày ra hiện tượng khơng dính ướt
3) Ứng dụng
Sư dính ướt được ứng dụng vào việc tuyển
quặng
Dạng mặt chất lỏng ở chổ tiếp xúc với thành
GA VL 10 BAN TN (47 – 49) HK II - 7
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI
f0 : là lực hút giữa các phân tử chất
lỏng với nhau.
f > f0 ⇒ Hiện tượng không dính ướt.
f < f0 ⇒ Hiện tượng dính ướt.
GV : Trong thực tế ở đường ranh giới của
một chất lỏng thường có sự tiếp xúc của cả
ba chất rắn, lỏng và khí. Vì lực tương tác
giữa các phân tử trong chất khí với các
phân tử trong chất lỏng không đáng kể so
với lực tương tác giữa các phân tử trong
chất lỏng không đáng kể so với lực tương
tác giữa các phân tử trong chất lỏng và chất
rắn nên ta có thể coi sự dính ướt và không
dính ướt chỉ là hệ quả của tương tác rắn –
lỏng
3) Ứng dụng
VẬT LÝ 10 - HK II
bình
+ Khi chất lỏng dính ướt với thành bình thì
lực hút giửa phân tử chất rắn và chất lỏng
cầu đường kính d khi đó lực căng mặt ngòai so với mực chất lỏng ở bình rộng
được tính như thế nào ?
* nếu chất lỏng dính ướt thành ống mao
dẫn thì chất lỏng dâng lên trong ống , còn
nếu chất lỏng khơng dính ướt với thành ống
thì nó tụt xuống
2) Cơng thức tính độ chênh lệch mực
chất lỏng ở hiện tượng mao dẫn
d
HS : Lực căng mặt ngoài có độ lớn là F =
δ2πR = δπd.
Trọng lượng cột nước dâng lên làP = mg
với m =
DV và V =
SR
=
π.d 2
D.π.d 2 .h.g
.h ⇒ P =
4
4
h
h
Thuỷ ngân
Sau khi chất lỏng đã dâng lên ổn đònh, ta
Trong đó :
σ : hệ số căng mặt ngồi của chất lỏng
(N/m).
ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng
3
(kg/m ).
g : Gia tốc trọng trường (m/s2).
d : Dường kính ống mao dẫn (m).
h : Độ dâng lên ( hay hạ xuống) của
mực
chất lỏng trong ống (m).
3) Ý nghĩa hiện tượng mao dẫn
* Một số biểu hiện của hiện tượng mao
dẫn
- Giấy thấm hút nước.
- Mực thấm theo rãnh ngòi bút.
- bấc đèn hút dầu.
3) Cũng cố :
1) Khi nào chất lỏng dính ướt và khi nào chất lỏng không dính ướt với chất rắn ?
2) Thế nào là hiện tượng mao dẫn và khi nào xảy ra hiện tượng mao dẫn rõ rệt ?
3) Nếu chỉ có lực căng mặt ngoài thôi thì hiện tượng mao dẫn có xảy ra không ?
4) Dặn dò học sinh :
- Trả lời câu hỏi 1 ; 2; 3
- Làm bài tập : 1; 2; 3
GV : ĐỖ HIẾU THẢO