Bài 35. Biến dạng cơ của vật rắn

Bài 35. Biến dạng cơ của vật rắn tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh...

Bài 35: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN ĐẶT VẤN ĐỀ VÀO BÀI Bình thường vật rắn luôn giữ nguyên kích thước và hình dạng của nó. Nhưng khi vật rắn chịu tác dụng của ngọai lực đủ lớn thì kích thước và hình dạng của nó bị thay đổi. Sự thay đổi này có những đặc điểm gì và tuân theo những quy luật nào? I. Biến dạng đàn hồi: 1. Thí nghiệm: a. Mức độ biến dạng của thanh rắn xác định bởi độ biến dạng tỉ đối: 00 0 l l l ll ∆ = − = ε I. Biến dạng đàn hồi: 1. Thí nghiệm: b. Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực gọi là biến dạng cơ. Nếu vật rắn lấy lại được kích thước và hình dạng ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi. I. Biến dạng đàn hồi: C1: Em hãy đọc nội dung của C1  Nếu thanh thép chịu tác dụng của lực nén đủ lớn để gây ra biến dạng thì thanh bị co ngắn và có độ dài l nhỏ hơn độ dài ban đầu l 0 , đồng thời tiết diện S ở phần giữa của thanh hơi bị phình to ra. I. Biến dạng đàn hồi: C2: Em hãy đọc nội dung của C2  Lần đầu kéo nhẹ để lò xo hơi dãn rồi buông tay ra thì lò xo bị biến dạng đàn hồi. I. Biến dạng đàn hồi: 2. Giới hạn đàn hồi: * Khi vật rắn chịu tác dụng của lực quá lớn thì nó bị biến dạng mạnh, không thể lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu biến dạng này là biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo). * Giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó gọi là giới hạn đàn hồi. II. Định luật Hooke: C3: Em hãy đọc nội dung của C3  Một thanh thép chịu tác dụng của lực F, nếu tiết diện ngang S của thanh càng to thì mức độ biến dạng của thanh càng nhỏ, và ngược lại. II. Định luật Hooke: 1. Ứng suất: • ε phụ thuộc vào lực F và tiết diện ngang của thanh S. • nếu F càng lớn và S càng nhỏ thì ε càng lớn Vậy ε phụ thuộc vào thương số: S F = σ II. Định luật Hooke: Đại lượng б gọi là ứng suất. Đơn vị của ứng suất là paxcan (Pa). 1Pa = 1N/m 2 [...]... thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi Củng cố bài học Phát biểu và viết biểu thức của định luật Hooke về biến dạng cơ của vật rắn  Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào nó ε = ∆l/l0 = ασ α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vhất liệu của vật rắn Giao nhiệm vụ về nhà: * Học sinh làm các bài tập... Young, đơn vị của E là paxcan (Pa) II Định luật Hooke: 3 Lực đàn hồi: Độ lớn lực đàn hồi: Fđh = E.S/l0 ∆l.= k ∆l, với k = E.S/l0 Hệ số k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của vật rắn, đơn vị: N/m Củng cố bài học Biến dạng đàn hồi của vật rắn là gì?  Sự thay đổi kích thước và hình Trường : THPT Trần Hưng Đạo • GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 10 • Tiết PPCT: 59 • GV: Mai Thị Huệ KIỂM TRA BÀI CŨ Phân loại chất rắn cho ví dụ ? Nêu đặc tính chất rắn? TIẾT 59 - BÀI 35 BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I – BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI Thí nghiệm Giới hạn đàn hồi II – ĐỊNH LUẬT HÚC Ứng suất Định luật Húc biến dạng vật rắ n Lực đàn hồi I – BiẾN DẠNG ĐÀN HỒI Thí nghiệm Xét thép AB đồng chất , hình trụ, có độ dài l, tiết diện ngang S a) Nhận xét: - Thanh thép dãn ( nén) có độ dài l so với độ dài ban đầu l0 : + Có độ biến dạng ( độ dãn hay nén): l = l − l0 - Mức độ biến dạng rắn ( bị kéo nén ) xác định độ biến dạng tỉ đối: l − l0 ∆l ε= = l0 l0 (1) Thế gọi biến dạng vật rắn ? Biến dạng thay đổi kích thước hình dạng vật rắn tác dụng ngoại lực Khi tác dụng lực F đủ lớn vào lò xo có chiều dài ban đầu l0 Nhận xét tượng xảy ra? Giới hạn đàn hồi Khi vật rắn chịu tác dụng lực lớn bị biến dạng mạnh, lấy lại kích thước hình dạng ban đầu , biến dạng biến dạng không đàn hồi (biến dạng dẻo) Giới hạn đàn hồi ? Giới hạn vật rắn giữ tính đàn hồi gọi giới hạn đàn hồi II – ĐỊNH LUẬT HÚC Độ biến dạng tỉ đối ε phụ thuộc vào yếu tố ? - Độ biến dạng tỉ đối ε phụ thuộc vào độ lớn lực tác dụng : ε ~ F - Phụ thuộc vào tiết diện ngang vật rắn : ε ~1/S Ứng suất F σ = S (2) Trong : F(N) : Lực tác dụng S(m2) : Tiết diện ngang Đơn vị ứng suất σ : 1Pa = 1N/m2 Định luật Húc biến dạng vật rắn • Định luật Húc : • Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối vật rắn ( hình trụ đồng chất ) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật • α : hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu vật rắn ∆l ε = = ασ l0 (3) Lực đàn hồi ∆l ∆l F Có : σ = = ασ ⇒ σ = Mà σ = l0 α l0 S ∆l F ⇒σ = =E S l0 ∆l ⇒F = ES l0 (4) Với E= 1/α: suất đàn hồi hay suất Y-âng( Young) uuur ur Áp dụng Định luật III Niu tơn: Fdh = − F Độ lớn : Fđh= F S Fdh = E ∆l = k ∆l Do l0 Với S k = E l0 (5) k(N/m): độ cứng( hay hệ số đàn hồi) •Chú ý: S Fdh = E ∆l = k ∆l l0 (5) - Công thức (5) chứng tỏ độ lớn lực đàn hồi Fđh vật rắn tỉ lệ thuận với độ biến dạng ∆l  - Độ cứng k vật rắn phụ thuộc vào chất liệu, kích thước vật rắn( tiết diện ngang S độ dài ban đầu l0) - Độ cứng k lớn vật rắn cứng khó biến dạng III BÀI TẬP VẬN DỤNG • Câu 1: Mức độ biến dạng rắn (bị kéo nén) phụ thuộc vào yếu tố đây? A Độ lớn lực tác dụng B Độ dài ban đầu C Tiết diện ngang D D Độ lớn lực tác dụng tiết diện ngang Câu 2: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối rắn tỉ lệ thuận với đại lượng đây? A Tiết diện ngang B B Ứng suất tác dụng vào C Độ dài ban đầu D Cả ứng suất độ dài ban đầu Câu 3: Độ cứng ( hay hệ số đàn hồi) vật rắn( hình trụ đồng chất) phụ thuộc vào yếu tố nào? A Chất liệu vật rắn B Tiết diện vật rắn C Độ dài ban đầu vật D D Cả ba yếu tố IV CỦNG CỐ - Thế biến dạng cơ? - Phân biệt hai loại: Biến dạng đàn hồi biến dạng không đàn hồi? - Định luật Húc biến dạng vật rắn - Công thức độ biến dạng tỉ đối ∆l F =E - Ứng suất σ = S l0 l − l0 ∆l ε= = l0 l0 (1) (2) Với E=1/α : Suất đàn hồi hay suất Y-âng Đơn vị ứng suất : 1Pa= 1N/m2 - Công thức định luật Húc: S ∆l - Lực đàn hồi: Fdh = E l0 Với S k = E l0 ∆l ε = = ασ l0 (3) k: Độ cứng(hệ số đàn hồi) IV Bài tập nhà • Bài 7, 8, SGK • Về nhà chuẩn bị mới: Sự nở nhiệt SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TÂN HIỆP SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TÂN HIỆP BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN 1/ BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI VÀ BIẾN DẠNG DẺO -Khi ngoại lực ngừng tác dụng lên vật rắn mà vật phục hồi lại hình dạng ,kích thước ban đầu thì đó là biến dạng đàn hồi -Khi ngoại lực ngừng tác dụng lên vật rắn mà vật không phục hồi lại hình dạng ,kích thước ban đầu thì đó là biến dạng dẻo (biến dạng còn dư ) 2/ BIẾN DẠNG KÉO VÀ BIẾN DẠÏNG NÉN l o ∆l S F F F F Biến dạng kéo Biến dạng nén 2/ BIẾN DẠNG KÉO VÀ BIẾN DẠÏNG NÉN -Chiều dài của 1 thanh rắn dài thêm khi chòu tác dụng của ngoại lực thì đó là biến dạng kéo -Chiều dài của 1 thanh rắn bò ngắn lại khi chòu tác dụng của ngoại lực thì đó là biến dạng nén -Ứng suất kéo (hay nén) σ là đại lượng đặc trưng cho tác dụng kéo hay nén của lực được đo bằng lực kéo (hay nén ) ứng với 1 đơn vò diện tích vuông góc với lực -Đònh luật Húc : Trong giới hạn đàn hồi ,độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén của thanh rắn tiết diện đều tỉ lệ thuận với ứng suất gây ra nó S F = σ => S F ~ l l o Δ εσ E l l E S F o = ∆ == -Đònh luật Húc : Trong giới hạn đàn hồi ,độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén của thanh rắn tiết diện đều tỉ lệ thuận với ứng suất gây ra nó Với : => S F ~ l l o Δ εσ E l l E S F o = ∆ == ∆l = | l – l o | : độ biến dạng của thanh rắn l o : độ dài của thanh rắn khi không có lực kéo hay nén l : độ dài của thanh khi có lực kéo hay nén ∆l / l o : độ biến dạng tỉ đối của thanh rắn E : hệ số đặc trưng cho tính đàn hồi của thanh rắn Gọi là suất (môđun) đàn hồi hay suất Y-âng của thanh rắn S :tiết diện ngang của thanh rắn S F = σ l l S E o ∆ Theo đònh luật III N : == FF đh | F đh | = k ∆ l k gọi là hệ số đàn hồi hay độ cứng của thanh rắn , k phụ thuộc vào hình dạng , kích thước của vật và ứng suất của chất làm vật k có đơn vò N/m E và σ có cùng đơn vò là Pa ( hay N/ m 2 ) Đặt k = E S / l o => -Biến dạng lệch Là biến dạng mà ở đó có sự lệch đi giữa các lớp vật rắn đối với nhau 3/ Biến Dạng Lệch ( Hay Biến Dạng Trượt hay biến dạng cắt) -Trong biến dạng lệch phương của ngoại lực tác dụng tiếp tuyến với bề mặt vật rắn Biếndạng lệch F F Biến dạng xoắn 4/ Các biến dạng khác -Biến dạng uốn được quy về biến dạng kéo (hay nén ) -Biến dạng xoắn được quy về biến dạng lệch Biến dạng uốn 5/ Giới hạn bền -Mỗi vật liệu có 1 giới hạn bền -Nếu ngoại lực tác dụng lên vật rắn vượt quá giới hạn bền thì vật bò hư hỏng - Ngoài giới hạn bền ,Vật rắn đàn hồi có giới hạn đàn hồi , nếu vượt quá giới hạn này thì vật trở thành biến dạng dẻo - Giới hạn bền hay giới hạn đàn hồi của vật rắn được biểu thò bằng ứng suất của ngoại lực ,có đơn vò là Pa ( hay N/ m 2 ) l o l S F F F F Bieỏn daùng keựo Bieỏn daùng neựn Bieỏn daùng xoaộn Bieỏndaùng leọch F F b. Vật rắn vừa có tính đàn hồi vừa có tính dẻo b. Vật rắn vừa có tính đàn hồi vừa có tính dẻo a. vật rắn chỉ Bài 35: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN ĐẶT VẤN ĐỀ VÀO BÀI Bình thường vật rắn luôn giữ nguyên kích thước và hình dạng của nó. Nhưng khi vật rắn chịu tác dụng của ngọai lực đủ lớn thì kích thước và hình dạng của nó bị thay đổi. Sự thay đổi này có những đặc điểm gì và tuân theo những quy luật nào? I. Biến dạng đàn hồi: 1. Thí nghiệm: a. Mức độ biến dạng của thanh rắn xác định bởi độ biến dạng tỉ đối: 00 0 l l l ll ∆ = − = ε I. Biến dạng đàn hồi: 1. Thí nghiệm: b. Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực gọi là biến dạng cơ. Nếu vật rắn lấy lại được kích thước và hình dạng ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi. I. Biến dạng đàn hồi: C1: Em hãy đọc nội dung của C1  Nếu thanh thép chịu tác dụng của lực nén đủ lớn để gây ra biến dạng thì thanh bị co ngắn và có độ dài l nhỏ hơn độ dài ban đầu l 0 , đồng thời tiết diện S ở phần giữa của thanh hơi bị phình to ra. I. Biến dạng đàn hồi: C2: Em hãy đọc nội dung của C2  Lần đầu kéo nhẹ để lò xo hơi dãn rồi buông tay ra thì lò xo bị biến dạng đàn hồi. I. Biến dạng đàn hồi: 2. Giới hạn đàn hồi: * Khi vật rắn chịu tác dụng của lực quá lớn thì nó bị biến dạng mạnh, không thể lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu biến dạng này là biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo). * Giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó gọi là giới hạn đàn hồi. II. Định luật Hooke: C3: Em hãy đọc nội dung của C3  Một thanh thép chịu tác dụng của lực F, nếu tiết diện ngang S của thanh càng to thì mức độ biến dạng của thanh càng nhỏ, và ngược lại. II. Định luật Hooke: 1. Ứng suất: • ε phụ thuộc vào lực F và tiết diện ngang của thanh S. • nếu F càng lớn và S càng nhỏ thì ε càng lớn Vậy ε phụ thuộc vào thương số: S F = σ II. Định luật Hooke: Đại lượng б gọi là ứng suất. Đơn vị của ứng suất là paxcan (Pa). 1Pa = 1N/m 2 [...]... thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi Củng cố bài học Phát biểu và viết biểu thức của định luật Hooke về biến dạng cơ của vật rắn  Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào nó ε = ∆l/l0 = ασ α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vhất liệu của vật rắn Giao nhiệm vụ về nhà: * Học sinh làm các bài tập... Young, đơn vị của E là paxcan (Pa) II Định luật Hooke: 3 Lực đàn hồi: Độ lớn lực đàn hồi: Fđh = E.S/l0 ∆l.= k ∆l, với k = E.S/l0 Hệ số k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của vật rắn, đơn vị: N/m Củng cố bài học Biến dạng đàn hồi của vật rắn là gì?  Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do Bài 35: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN ĐẶT VẤN ĐỀ VÀO BÀI Bình thường vật rắn luôn giữ nguyên kích thước và hình dạng của nó. Nhưng khi vật rắn chịu tác dụng của ngọai lực đủ lớn thì kích thước và hình dạng của nó bị thay đổi. Sự thay đổi này có những đặc điểm gì và tuân theo những quy luật nào? I. Biến dạng đàn hồi: 1. Thí nghiệm: a. Mức độ biến dạng của thanh rắn xác định bởi độ biến dạng tỉ đối: 00 0 l l l ll ∆ = − = ε I. Biến dạng đàn hồi: 1. Thí nghiệm: b. Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực gọi là biến dạng cơ. Nếu vật rắn lấy lại được kích thước và hình dạng ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi. I. Biến dạng đàn hồi: C1: Em hãy đọc nội dung của C1  Nếu thanh thép chịu tác dụng của lực nén đủ lớn để gây ra biến dạng thì thanh bị co ngắn và có độ dài l nhỏ hơn độ dài ban đầu l 0 , đồng thời tiết diện S ở phần giữa của thanh hơi bị phình to ra. I. Biến dạng đàn hồi: C2: Em hãy đọc nội dung của C2  Lần đầu kéo nhẹ để lò xo hơi dãn rồi buông tay ra thì lò xo bị biến dạng đàn hồi. I. Biến dạng đàn hồi: 2. Giới hạn đàn hồi: * Khi vật rắn chịu tác dụng của lực quá lớn thì nó bị biến dạng mạnh, không thể lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu biến dạng này là biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo). * Giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó gọi là giới hạn đàn hồi. II. Định luật Hooke: C3: Em hãy đọc nội dung của C3  Một thanh thép chịu tác dụng của lực F, nếu tiết diện ngang S của thanh càng to thì mức độ biến dạng của thanh càng nhỏ, và ngược lại. II. Định luật Hooke: 1. Ứng suất: • ε phụ thuộc vào lực F và tiết diện ngang của thanh S. • nếu F càng lớn và S càng nhỏ thì ε càng lớn Vậy ε phụ thuộc vào thương số: S F = σ II. Định luật Hooke: Đại lượng б gọi là ứng suất. Đơn vị của ứng suất là paxcan (Pa). 1Pa = 1N/m 2 Bài 35: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN MỤC TIÊU 1.1 Kiến thức: - Nêu nguyên nhân gây biến dạng vật rắn Phân biệt hai loại biến dạng: biến dạng đàn hồi biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo) vật rắn dựa tính chất bảo toàn (giữ nguyên) hình dạng kích thước chúng - Phân biệt kiểu biến dạng kéo nén vật rắn dựa đặc điểm (điểm đặt, phương, chiều) tác dụng ngoại lực gây nên biến dạng - Phát biểu định luật Húc - Định nghĩa giới hạn bền hệ số an toàn vật rắn 1.2 Kĩ năng: - Vận dụng định luật Húc để giải tập cho - Nêu ý nghĩa thực tiễn đại lượng: giới hạn bền hệ số an toàn vật rắn CHUẨN BỊ 2.1 Giáo viên: Hình ảnh kiểu biến dạng kéo, nén, cắt, xoắn uốn vật rắn 2.2 Học sinh: - Một thép mỏng, tre nứa, dây cao su, sợi dây chì … - Một ống kim loại (nhôm, sắt, đồng…), ống tre, ống sậy ống nứa, ống nhựa TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động ( phút): Tìm hiểu biến dạng đàn hồi vật rắn Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên - Nhận xét thay đổi kích thước - Tiến hành (hoặc mô phỏng) thí vật rắn thí nghiệm nghiệm hình 35.1 - Trả lời C1 - Nêu phân tích biểu thức độ biến dạng tỉ đối khái niệm biến dạng - Tiến hành thí nghiệm với lò xo vật rắn - Nhớ lại khái niệm: biến dạng - Nhắc lại khái niệm đàn hồi tính đàn hồi vật - Trả lời C2 - Ghi nhận giới hạn đàn hồi lò xo - Nêu phân tích số kiểu biến dạng vật rắn Nêu khái niệm biến dạng dẻo (biến dạng không đàn hồi) Hoạt động ( phút): Tìm hiểu định luật Húc cho biến dạng đàn hồi vật rắn Hoạt động Học sinh - Trả lời C3 Trợ giúp Giáo viên - Cho HS đọc SGK - Viết biểu thức 35.2 xác định đơn - Phân tích khái niệm ứng suất lực vị ứng suất lực - Trả lời C4 - Nêu phân tích định luật Húc cho - Nhắc lại định luật Húc cho biến biến dạng đàn hồi rắn bị dạng đàn hồi lò xo viết biểu kéo hay nén thức 35.5 tính độ lớn lực đàn hồi - Giới thiệu suất đàn hồi (suất rắn Young) Hoạt động ( phút): Tìm hiểu giới hạn bền hệ số an toàn Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên Đọc SGK, tìm hiểu khái niệm Giới thiệu ý nghĩa thực tế giới biểu thức giới hạn bền hệ số an hạn bền hệ số an toàn toàn Hoạt động ( phút): Vận dụng Hoạt động Học sinh Làm tập ví dụ SGK Trợ giúp Giáo viên Hướng dẫn: sử dụng biểu thức 35.5 ý nghĩa giới hạn bền Hoạt động ( phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động Học sinh Trợ giúp Giáo viên - Ghi câu hỏi tập nhà - Nêu câu hỏi tập nhà - Ghi chuẩn bị cho sau - Yêu cầu: HS chuẩn bị sau RÚT KINH NGHIỆM ... ngừng tác dụng biến dạng vật rắn biến dạng đàn hồi vật rắn có tính đàn hồi Quan sát hình vẽ nhận xét tượng biến dạng? 2 Giới hạn đàn hồi Khi vật rắn chịu tác dụng lực lớn bị biến dạng mạnh, lấy... liệu vật rắn B Tiết diện vật rắn C Độ dài ban đầu vật D D Cả ba yếu tố IV CỦNG CỐ - Thế biến dạng cơ? - Phân biệt hai loại: Biến dạng đàn hồi biến dạng không đàn hồi? - Định luật Húc biến dạng. .. Đạo • GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 10 • Tiết PPCT: 59 • GV: Mai Thị Huệ KIỂM TRA BÀI CŨ Phân loại chất rắn cho ví dụ ? Nêu đặc tính chất rắn? TIẾT 59 - BÀI 35 BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I – BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI