Bài 42 : Sự chảy thành dòng của chất lỏng - Định luật Béc-nu-li

Ngày soạn : Địa điểm thực tập : Thời gian thực tập : BÀI 42: SỰ CHẢY THÀNH DÒNG CỦA CHẤT LỎNG VÀ KHÍ. ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI I. MỤC TIÊU: * Kiến thức:  Hiểu được khái niệm chất lỏng lí tưởng, dòng, ống dòng.  Tìm mối quan hệ giữa s và v thong qua đặc điểm của khí lí tưởng.  Thiết lập được định luật Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang. * Kỹ năng:  Giải thích được một số hiện tượng vật lý liên quan.  Vận dụng được kiến thức để giải toán. II. CHUẨN BỊ: * Học sinh:  Nắm vững bài áp suất thủy tĩnh, nguyên lý pax-can. * Giáo viên:  Bài giảng powerpoint.  Phiếu học tập: Câu 1: Áp suất ở đáy bình chất lỏng không phụ thuộc. a) Gia tốc trọng trường. b) Chiều cao chất lỏng. c) Diện tích mặt thoáng. d) Khối lượng riêng của chất lỏng. Câu 2: Khi nói về áp suất phát biểu nào sau đây không đúng? a) Khi xuống càng sâu trong nước thì ta chịu áp suất càng lớn. b) Độ tăng áp suất lên bình kín được truyền đi nguyên vẹn lên khắp bình. c) Áp suất của chất lỏng không phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng. d) Độ chênh lệch áp suất tại hai vị trí khác nhau trong chất lỏng không phụ thuộc áp suất khí quyển trên mặt thoáng. Câu 3: Phát biểu ba định luật Kê-ple. Câu 4: Khi chảy ổn định lưu lượng chất lỏng trong một ống dòng là: a) Luôn luôn thay đổi. b) Không thay đổi. c) Không xác định. d) Xác định khác nhau tại các vị trí khác nhau. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: * Hoạt động 1: Ổn định tổ chức,kiểm tra và nhắc lại kiến thức cũ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Ổn định lớp. - Kiểm tra bài cũ.  Câu 1 trong phiếu học tập  Câu 2 trong phiếu học tập  Câu 3 trong phiếu học tập - Nhắc lại kiến thức.  Đưa ra mô hình sơ đồ máy nén thủy lực.  Nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của máy nén thủy lực. → Ứng dụng: Dùng để cân xe. → Câu c → Câu c →  Định luật I: “Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm”  Định luật II: “Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kì quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau”  Định luật III: “Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kỳ quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời. 2 2 3 2 2 1 3 1 T r T r = → Nguyên tắc hoạt động: Ứng dụng???????? * Hoạt động 2: Đặt vấn đề cho bài học. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Đặt vấn đề:  Các xe được thiết kế với các hình dạng khác nhau, điều này ảnh hưởng đến yếu tố nào khi xe chuyển động?  Vậy dựa vào tính chất nào để nghiên cứu được hình dạng nào của chiếc xe là tối ưu nhất?  Khi trời có gió, tại những khe núi ta thấy gió mạnh hơn ở những nơi khác, tại sao lại như vậy?  Cùng một máy bơm nước, khi ta gắn vào máy ống dây có tiết diện nhỏ hơn thì → Ảnh hưởng đến tốc độ của xe. → Học sinh suy nghĩ. nước chảy ra mạnh hơn, tại sao?  Hai hiện tượng trên được giải thích như thế nào? Nó có lien quan gì với nhau?  Để trả lời các câu hỏi trên, chúng ta đi vào nghiên cứu bài mới, bài: “SỰ CHẢY THÀNH DÒNG CỦA CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ. ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI” * Hoạt động 3: Tìm hiểu về đặc điểm chất lỏng lý tưởng, đường dòng, ống dòng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Chiếu slide về chuyển động của dòng nước và chuyển động của khói thuốc. - Chuyển động của chất lỏng rất phức tạp, song có thể chia thành 2 loại chính, đó là:  Chảy ổn đinh (chảy thành dòng).  Chảy không ổn định ( chảy cuộn xoáy). - Theo em sự chảy của chất lỏng gọi là ổn định khi nào? …lưu ý: chất khí cũng có thể chảy thành dòng, trong một số trường hợp ta có thể coi chất khí chảy thành dòng giống như chất lỏng chảy thành dòng và áp dụng chung các kết quả. - Để đơn giản ta chỉ xét chuyển động của chất lỏng lý tưởng chạy thành dòng ổn định. - Trước tiên, em hãy cho cô biết chất lỏng lý tưởng là gì? - Điều kiện để chất lỏng trở thành chất lỏng lý tưởng là gì?  Vật chuyển động trong chất lỏng không nhớt thì không chịu một lực cản nào.  Khi đó vận tốc của tất cả các điểm có thể là khác nhau, nhưng không thay đổi theo thời gian về độ lớn cũng như về hướng. → Sự chảy của chất lỏng gọi là ổn định khi:  Vận tốc chảy là nhỏ, chất lỏng chảy thành lớp, không có xoáy.  Vận tốc tại mỗi điểm không đổi theo thời gian.  Ma sát giữa các lớp chất lỏng và giữa chất lỏng với thành bình là không đáng kể → Chất lỏng chạy thành dòng và không nén được gọi là chất lỏng lý tưởng. → Điều kiện:  Chất lỏng không nhớt, tức là bỏ qua ma sát trong lòng chất lỏng.  Sự chảy là ổn định hay thành lớp, thành dòng.  Chất lỏng không chịu nén, tức là khối lượng riêng của chất lỏng không đổi. s 1 s 2 1 v  2 v  * Hoạt động 4: Tìm hiểu đường dòng, ống dòng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Khi chất lỏng chảy ổn định, mỗi phần tử của chất lỏng chuyển động theo một đường nhất định gọi là đường dòng. …. Đặc điểm: tại mỗi điểm khác nhau trên đường dòng vận tốc có thể khác nhau, nhưng tại một điểm nhất định trên đường dòng thì vận tốc của chất lỏng không đổi. - Tính chất của các phần tử chất lỏng trên một đường dòng là gì? - Ống dòng là một phần của chất lỏng chuyển động có mặt biên tạo bởi các đường dòng. - Trong những điều kiện nhất định, ống dẫn nước, ống dẫn dầu có thể được xem như một ống dòng. → Tính chất:  Có phương tiếp tuyến với đường dòng tại điểm đó và hướng theo dòng chảy.  Tại những điểm khác nhau thì vận tốc có thể khác nhau, nhưng tại một điểm nhất định thì vận tốc không đổi. * Hoạt động 5: Tìm hiểu hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng. Lưu lượng chất lỏng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - (*) chính là hệ thức liên hệ giữa tốc độ vào tiết diện trong một ống dòng. - Vậy có thể rút ra kết luận gì ở đây? - Từ (*) suy ra: v 1 S 1 =v 2 S 2 =A (lưu lượng chất lỏng). - Định nghĩa: Lưu lượng chất lỏng chính là thể tích chất lỏng chuyển qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. - Tương tự nếu ta xét một tiết diện S k bất - Thể tích chất lỏng chảy qua diện tích S 1 , S 2 sau thời gian t ∆ là: tvSV ∆= 111 ; tvSV ∆= 222 - Do chất lỏng không bị nén, nên: V 1 =V 2 1 2 2 1 2211 S S v v tvStvS =⇒∆=∆⇒ (*) - Kết luận: Trong một ống dòng vận tốc của chất lỏng tỉ lệ nghịch với thiết diện → Khi sự chảy là ổn định, lưu lượng chất lỏng trong một ống dòng là không kỳ, thì ta cũng có: v 1 S 1 =v 2 S 2 =….=v k S k =A=const (**) - Hãy phát biểu thành lời biểu thức (**) - Đơn vị của lưu lượng chất lỏng trong hệ đơn vị SI là gì? - Đặt vấn đề:  Khi chất lỏng đứng yên, áp suất tĩnh tại mỗi điểm trên mặt phẳng nằm ngang có giá trị như thế nào?  Vậy khi chất lỏng chuyển động, áp suất tĩnh tại mọi điểm trong mặt phẳng nằm ngang có bằng nhau hay không? → Để nghiên cứu vấn đề này chúng ta đi vào phần 5. Định luật Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang. đổi. → Đơn vị trong hệ SI là m 3 /s → Khi chất lỏng đứng yên, áp suất tĩnh tại mỗi điểm trên mặt phẳng nằm ngang có giá trị như nhau. → Học sinh suy nghĩ. * Hoạt động 6: Tìm hiểu định luật Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Trong một ống dòng nằm ngang. Gọi: p là áp suất tĩnh tại một vị trí bất kì. 2 1 ρ v 2 là áp suất động tại vị trí đó. Ta có biểu thức của định luật Béc-nu-li là: constvp =+ 2 2 1 ρ (***) - Phát biểu thành lời định luật Béc-nu-li → Phát biểu: “ Trong một ống dây nằm ngang, tổng áp suất tĩnh và áp suất động tại một điểm bất kì là một hằng số” * Hoạt động 7: Từ biểu thức định luật Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang chứng minh biểu thức liên hệ giữa v và S. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Từ (***), ta thấy: pv /1≈ (1) - Mà dp hp ≈ ≈ với h:chiều cao, d:chiều rộng - Suy ra: Sp ≈ 2 hay pS /1/1 ≈ (2) - Từ (1) và (2), suy ra: Sv /1 ≈ - Hay v.S=const (đpcm) * Hoạt động 8: Bài tập củng cố Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Thực hiện yêu cầu 4 trong phiếu học tập. - câu b Hội An, ngày….tháng… năm 2010 Giáo sinh thực hiện Giáo viên hướng dẫn . soạn : Địa điểm thực tập : Thời gian thực tập : BÀI 4 2: SỰ CHẢY THÀNH DÒNG CỦA CHẤT LỎNG VÀ KHÍ. ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI I. MỤC TIÊU: * Kiến thức:  Hiểu được khái niệm chất lỏng lí tưởng, dòng, . nghiên cứu bài mới, bài: “SỰ CHẢY THÀNH DÒNG CỦA CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ. ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI” * Hoạt động 3: Tìm hiểu về đặc điểm chất lỏng lý tưởng, đường dòng, ống dòng. Hoạt động của giáo viên. l :  Chảy ổn đinh (chảy thành dòng) .  Chảy không ổn định ( chảy cuộn xoáy). - Theo em sự chảy của chất lỏng gọi là ổn định khi nào? …lưu : chất khí cũng có thể chảy thành dòng, trong một số