Tiết 59 Bài 35 biến dạng cơ của vật rắn Ngày soạn 04 - 04 - 2010 i. mục tiêu 1. Kiến thức - Nêu đợc nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt đợc hai loại biến dạng: biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo) của các vật rắn dựa trên tính chất bảo toàn (giữ nguyên) hình dạng và kích thớc của chúng. - Phân biệt đợc các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc điểm (điểm đặt, phơng, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng. - Phát biểu đợc định luật Húc. - Định nghĩa đợc giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. 2. Kĩ năng - Vận dụng đợc định luật Húc để giải các bài tập đã cho trong bài. - Nêu đợc ý nghĩa thực tiễn của các đại lợng: giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn. 3. Thái độ tình cảm - Có hứng thú tìm hiểu một số ứng dụng và giải thích các hiện tợng liên quan đến sự biến dạng cơ của vật rắn - Thấy đợc ý nghĩa của việc xác định đợc giới hạn đàn hồi, giới hạn bền trong thực tiễn II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Hình ảnh các kiểu biến dạng kéo, nén, cắt, xoắn và uốn của vật rắn. - Hình ảnh về một số ứng dụng của sự biến dạng của vật rắn Học sinh: - Một lá thép mỏng, một thanh tre hoặc nứa, một dây cao su, lò xo - Học bài cũ , đọc trớc bài mới III. Tiến trình dạy học 1- ổn định tổ chức lớp (1 phút) Ngày dạy Lớp Tiết Học sinh vắng 2- Kiểm tra bài cũ (3 phút) -Yêu cầu trả lời các câu hỏi: + Chất rắn kết tinh là gì? + Phân biệt chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình? + Chất rắn vô định hình là gì ? Hãy nêu các tính chất của loại chất rắn này? 3- Bài mới * Đặt vấn đề : Bình thờng các vật rắn luôn giữ nguyên hình dạng và kích th- ớc của nó. Nhng khi chịu tác dụng của ngoại lực thì hình dạng và kích thớc của nó bị biến đổi. Vậy sự biến đổi đó ngời ta gọi là gì, có đặc điểm nh thế nào và tuân theo quy luật nào? bài hôm nay ta sẽ nghiên cứu điều đó. * Hoạt động 1 (12 phút): Tìm hiểu biến dạng cơ của vật rắn. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Lắng nge, quan sát, nhận xét và ghi nhận I. Biến dạng cơ của vật rắn 1. Khái niệm - Nhận xét : Các vật bị thay đổi hình dạng và kích thớc - Ghi nhận : - Biến dạng cơ của vật rắn là sự thay đổi hình dạng và kích thớc của vật rắn khi chịu tác dụng của ngoại lực. - Tiến hành mô phỏng các thí nghiệm về sự biến dạng. - Yêu cầu HS quan sát và nhận xét hiện tợng xảy ra khi các vật chịu tác dụng của ngoại lực ? => Đó chính là sự biến dạng cơ của vật rắn. - Yêu cầu phát biểu thành khái niệm ? - Ghi nhận - Thông báo : Vật rắn có thể biến dạng theo các cách khác nhau. Dựa và các tiêu chí khác nhau ta có thể phân loại biến dạng cơ của vật rắn. Liên quan đến cấu trúc bên trong ta có các loại biến dạng, còn liên quan đến đặc điểm tác dụng của ngoại lực thì ta có các kiểu biến dạng - Quan sát, nhận xét Khi ngoại lực thôi tác dụng thì vật rắn vẫn lấy lại đợc hình dạng và kích thớc ban đầu - Ghi nhận 2. Phân loại a. Các loại biến dạng - Biến dạng đàn hồi là biến dạng mà khi ngoại lực thôi tác dụng thì vật rắn vẫn lấy lại đợc hình dạng và kích th- ớc ban đầu - Tiến hành mô phỏng về biến dạng đàn hồi. Yêu cầu quan sát và nhận xét hiện tợng khi ngoại lực thôi tác dụng ? => đó chính là biến dạng đàn hồi - Quan sát, nhận xét Khi ngoại lực thôi tác dụng thì vật rắn không lấy lại đợc hình dạng và kích thớc ban đầu - Ghi nhận - Biến dạng không đàn hồi (biến dạng dẻo) là biến dạng mà khi ngoại lực thôi tác dụng thì vật rắn không lấy lại đợc hình dạng và kích thớc ban đầu - Tiến hành mô phỏng về biến dạng không đàn hồi. Yêu cầu quan sát và nhận xét hiện tợng khi ngoại lực thôi tác dụng ? => đó chính là biến dạng không đàn hồi ( biến dạng dẻo) - Quan sát, nhận xét Ngoại lực có tác dụng làm cho vật rắn bị nén, kéo, cắt, xoắn, uốn, trợt - Ghi nhận b. Các kiểu biến dạng Tuỳ theo đặc điểm về phơng, chiều,điểm đặt của ngoại lực mà vật rắn bị biến dạng theo các kiểu khác nhau :nén,kéo, cắt, xoắn, uốn, trợt - Đa ra hình ảnh mô phỏng về các kiểu biến dạng. Yêu cầu HS quan sát và nhận xét về tác dụng của ngoại lực đối với vật rắn ? => Tuỳ theo đặc điểm về phơng, chiều,điểm đặt của ngoại lực mà vật rắn bị biến dạng theo các kiểu khác nhau : nén, kéo, cắt, xoắn, uốn, trợt - Ghi nhận 3. Giới hạn đàn hồi - Giới hạn đàn hồi là giới hạn trong đó vật rắn còn gĩ đợc tính đàn hồi - Ghi nhận - Giới hạn bền là giới hạn trong đó nếu vợt qua giói hạn đó vật rắn sẽ bị đứt, gẫy - Giới hạn đàn hồi và giới hạn bền có ý nghĩa rất quan trọng trong thực tiễn - Thông báo : Đối với vật rắn biến dạng đàn hồi, có một giới hạn mà trong đó khi vợt qua giới hạn đó thì vật rắn bị mất tính đàn hồi. Ta gọi giới hạn đó là giới hạn đàn hồi - Đa ra khái niệm về giới hạn bền và ý nghĩa của nó trong thực tiễn Hoạt động 2 (12 phút): Tìm hiểu định luật Húc cho biến dạng đàn hồi của vật rắn. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ghi nhận II. Định luật Húc 1. Độ biến dạng tỉ đối - Quan sát và phát biểu + Độ dãn (nén) : 0 l l l = - Ghi nhận - Dới đây ta đi tìm quy luật đối với vật rắn biến dạng đàn hồi - Tiến hành thí nghiệm mô phỏng nh H.35.1 SGK- 188. Yêu cầu HS quan sát và tính độ dãn ( nén) của thanh rắn khi biến dạng đàn hồi? - Mức độ biến dạng của thanh rắn xác định bởi độ biến dạng tỉ đối Mức độ biến dạng của thanh rắn xác định bởi độ biến dạng tỉ đối 0 0 0 (35.1) l l l l l = = 0 0 0 l l l l l = = - Quan sát và phát biểu 1/S F F S + => + : : : - Tiến hành thí nghiệm mô phỏng, Yêu cầu quan sát và nhận xét xem độ biến dạng tỉ đối phụ thuộc vào yếu tố nào? - Ghi nhận 2. ứng suất (35.2) F S = + F: Độ lớn của ngoại lực + S: Tiết diện ngang của vật rắn + ứng suất là đại lợng đợc đo bằng thơng số F S = , nó đặc trng cho tác dụng kéo (nén) của ngoại lực. - Nếu đặt F S = => : và gọi là ứng suất, nó đặc trng cho tác dụng kéo (nén) của ngoại lực - Đơn vị: Pa 2 1 Pa = 1 N/m - Hãy xác định đơn vị của ứng suất? - Lắng nghe, ghi nhận 3. Định luật Húc - Nội dung: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó - Biểu thức : . (35.3) = là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn - Thông báo: Ta biết : , bây giờ ta đi tìm mối quan hệ cụ thể về mặt định lợng. - Dẫn dắt tới công thức . = Mối quan hệ trên do nhà bác học Rô- bớt Húc tìm ra và đợc phát biểu thành định luật Húc - Yêu cầu phát biểu nội dung và viết lại biểu thức của định luật ? - Ghi nhận - Chú ý phạm vi áp dụng của định luật: áp dụng cho vật rắn bị biến dạng kéo (nén) trong giới hạn đàn hồi Hoạt động 3 ( 8 phút): Tìm hiểu về lực đàn hồi Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhớ lại và ghi nhận - ở bài 12 ta đã biết một lò xo khi bị biến dạng thì xuất hiện lực đàn hồi. Với vật rắn biến dạng cũng vậy. Dới đây ta nghiên cứu về lực đàn hồi xuất hiện trong vật rắn bị biến dạng kéo (nén) trong giới hạn đàn hồi - Ghi nhận 0 = . (35.4) l F E S l = Với 1 E = gọi là suất đàn hồi ( Suất Y-âng) đặc trng cho tính đàn hồi của vật rắn - Biến đổi : 0 0 1 => = . l l F l S l = = = Đặt 0 1 => = . l F E E S l = = E gọi là suất đàn hồi hay suất Y-âng đặc trng cho tính đàn hồi của vật rắn - Phát biểu : - Đơn vị : Pa - Yêu cầu tìm đơn vị của E ? -Quan sát, nhận xét - Cho HS quan sát H.35.1 SGK- 190 về suất đàn hồi của một số chất. Yêu cầu nhận xét - Ghi nhận - Nhấn mạnh lại và nói lên ý nghĩa của việc xác định suất đàn hồi của các chất trong thực tiễn. - Quan sát và phát biểu Lực đàn hồi phải có phơng, chiều sao cho chống lại sự biến dạng của vật - Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng về lực đàn hồi trong vật rắn biến dạng. Yêu cầu trả lời câu hỏi C4 ? - Thực hiện 0 . . dh l F F E S l = = - Yêu cầu áp dụng định luật III Niu- Tơn để tìm độ lớn của F đh ? - Ghi nhận . (35.5) dh F k l = Với 0 ES k l = là độ cứng của vật rắn - Nếu đặt 0 ES k l = thì . dh F k l= k gọi là độ cứng của vật rắn - Ghi nhận - Thông báo : Công thức 35.5 chứng tỏ độ lớn của lực đàn hồi trong vật rắn biến dạng tỉ lệ thuận với độ biến dạng giống nh lò xo. Tuy nhiên nó còn chứng tỏ độ cứng k không chỉ phụ thuộc vào chất liệu mà còn phụ thuộc cả kích thớc : Tiết diện ngang S, chiều dài ban đầu l 0 của vật rắn Hoạt động 4 (4 phút): Vận dụng. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Làm bài tập ví dụ SGK. - Yêu cầu làm bài tập ví dụ trong SGK-190 - Phân tích, hớng dẫn 4. Củng cố (4 phút) - Yêu cầu trả lời phiếu học tập - Nhắc lại kiến thức trọng tâm và các công thức cần nhớ 5. Giao nhiệm vụ về nhà (1 phút) - Yêu cầu học bài cũ và làm bài tập 7,8,9 SGK- 192 - Đọc phần em có biết? SGK-192,193 IV.Rút kinh nghiệm