Đang tải... (xem toàn văn)
Trường hợp làm biến dạng lò xo trong giới hạn mà lò xo còn giữ được tính đàn hồi, người ta gọi đó là giới hạn đàn hồi, tính đàn hồi là tính mà khi ngừng tác dụng ngoại lực thì vật rắn tr[r]
(1)Ngày soạn 15/03/2016 TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ĐÔNG HÀ.
Giáo viên hướng dẫn giảng dạy: Cô Phan Phước Yên. Sinh viên thực tập : Võ Trọng Nhớ
Lớp :10A11
Tiết 71.Bài 51: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN
A MỤC TIÊU I Chuẩn
Kiến thức
- Phân biệt biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo
- Phát biểu viết hệ thức định luật Húc biến dạng vật rắn 2 Kĩ năng
- Phân biệt vật biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo thực tế - Vận dụng định luật Húc vào việc giải tập
-Biết cách giữ gìn dụng cụ Thái độ
- Có thái độ tích cực học, ý xây dựng
- Có tinh thần hợp tác việc học tập ứng dụng hiểu biết học vào thực tế
- Biết giữ gìn dụng cụ vật rắn : khơng làm hỏng tính đàn hồi, không vượt giới hạn bền
II Mở rộng nâng cao
B PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC
- Trực quan - Vấn đáp -Dạy học nhóm
C CHUẨN BỊ
* Giáo viên:
- Hình ảnh mơ -Giáo án
-Bài Powpoint
-Dụng cụ thí nghiệm: Lị xo, đoạn dây đồng * Học sinh:
(2)-Định luật Húc lò xo -Định luật III Newton
D TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
I ỔN ĐỊNH LỚP, KIỂM TRA SĨ SỐ ( phút )
II KIỂM TRA BÀI CŨ ( phút )
- Chất rắn chia làm loại em phân biệt cấu trúc vi mơ tính chất vĩ mô chất rắn
- Em nêu định luật Húc
III NỘI DUNG BÀI MỚI
Hoạt động 1: ( phút ) Đặt vấn đề:
Có bạn uống cong thép, kéo dãn lò xo chưa với lực vừa phải Khi kích thước hình dạng thép, lị xo nào? Các bạn quan sát thầy kéo lò xo ra, kích thước hình dạng lị xo thay đổi Ngừng tác dụng lực lị xo trở hình dạng ban đầu Uốn cong thép, thả tay thép khơng trở hình dạng ban đầu Trường hợp kéo lò xo với lực vừa phải, uốn cong thép vật bị biến dạng thuộc vào biến dạng sang 51: Biến dạng vật rắn
Hoạt động 2(10 phút): Tìm hiểu biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo
Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung kiến thức Ghi bảng
GV: Chiếu Powpoint hình sách giáo khoa
GV: Bạn mô tả tượng xảy trong thí nghiệm móc áo vào dây bỏ vật lên sắt.
HS: Nhìn hình mơ tả - Dây phơi đồ bị kéo dài - Giá sắt bị cong xuống
GV: Khi vật bị biến dạng?
HS: Tác dụng ngoại lực vào vật
GV: Nếu ngoại lực thơi tác dụng vật có lấy lại hình dạng kích thước ban đầu khơng ?
HS: Sợi dây phơi quay lại hình dạng ban đầu, cịn sắt quay lại trạng thái ban đầu
1 Biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo
- Biến dạng đàn hồi :
Khi có lực tác dụng lên vật rắn vật bị biến dạng Nếu ngoại lực thơi tác dụng vật lấy lại hình dạng kích thước ban đầu
Biến dạng vật rắn lúc gọi biến dạng đàn hồi vật rắn có tính đàn hồi - Biến dạng dẻo (biến dạng dư)
Khi có lực tác dụng lên vật rắn vật bị biến dạng Nếu ngoại lực tác dụng vật khơng thể lấy lại hình dạng
(3)GV: Sợi dây biến dạng đàn hồi sắt biến dạng dẻo
GV: Thế biến dạng đàn hồi? Thế biến dạng dẻo?
HS:
+ Biến dạng đàn hồi biến dạng ta tác dụng lực vào vật rắn, vật bị biến dạng, thơi tác dụng lực trở hình dạng ban đầu
+ Biến dạng dẻo biến dạng có lực tác dụng lên vật rắn vật bị biến dạng, thơi tác dụng lực khơng trở hình dạng ban đầu GV: Cho ví dụ vật có tính đàn hồi tính dẻo?
HS: Ví dụ
+ Vật có tính đàn hồi: kéo nhẹ lị xo, bóp méo bóng tennic, bóng đá…
+ Vật có tính dẻo: uốn cong thép, sắt… GV: Với lị xo thầy kéo giới hạn thầy thả trở hình dạng ban đầu, có nghĩa lị xo cịn giữ tính đàn hồi Với lò xo thầy tác dụng lực mạnh thì lị xo khơng trở hình dạng, kích thước ban đầu, có nghĩa lị xo tính đàn hồi. Trường hợp làm biến dạng lò xo giới hạn mà lị xo cịn giữ tính đàn hồi, người ta gọi giới hạn đàn hồi, tính đàn hồi là tính mà ngừng tác dụng ngoại lực vật rắn trở hình dạng ban đầu.
kích thước ban đầu
Biến dạng vật rắn lúc gọi biến dạng dẻo (biến dạng cịn dư) vật rắn có tính dẻo
- Giới hạn đàn hồi:
Giới hạn trong vật rắn cịn giữ tính đàn hồi
- Giới hạn đàn hồi:
Hoạt động 3(14 phút): Biến dạng kéo biến dạng nén Định luật Húc
(4)giáo khoa: Lấy thép nhỏ hình trụ tiết diện S có độ dài ban đầu l0 treo thẳng đứng Giữ chặt đầu, đầu lại tác dụng lực kéo dọc theo trục Tăng dần độ lớn lực kéo lên thanh.
GV: Thanh thép thay đổi nào?
HS: Thanh thép bị dãn có độ dài l lớn ban đầu, đồng thời tiết diện phần bị nhỏ lại
GV: Biến dạng ta gọi biến dạng kéo Ngược lại, thay lực kéo lực nén sẽ làm cho chiều dài bị ngắn lại, là biến dạng nén.
GV: Tìm ví dụ thực tế biến dạng kéo và biến dạng nén thực tế.
HS: Dây cáp cần cẩu chuyển hàng, dây xích xe đạp xe máy chạy… vật rắn bị biến dạng kéo phải chịu lực kéo Trụ móng cầu, cột, tường móng nhà…là vật rắn bị biến dạng nén phải chịu lực nén
GV: Nếu thầy xét hai có tiết diện khác nhau chịu tác dụng lực F thì độ dài chúng có giống hay khơng(chiếu Powpoint)?
HS: Độ dài thêm hai không giống GV: Với lực kéo hay nén F độ dài thêm hay độ ngắn lại rắn phụ thuộc vào tiết diện Vì vậy, để đặc trưng cho tác dụng kéo hay nén người ta dùng ứng suất kéo hay nén.
GV: Người ta định nghĩa ứng suất kéo (hay nén) pháp tuyến lực kéo (hay nén) ứng với một đơn vị diện tích vng góc với lực.
dạng nén.Định luật Húc
a
- Tác dụng lực F
+ Chiều dài vật tăng lên: biến dạng kéo
+ Chiều dài vật ngắn lại : biến dạng nén
b.Ứng suất kéo (nén)
- Ứng suất kéo (hay nén) pháp tuyến lực kéo (hay nén) ứng với đơn vị diện tích vng góc với lực
σ= F
S
S (m2): tiết diện ngang của
F (N) : lực kéo (nén)
(N/m2, Pa) : ứng suất kéo
(nén)
biến dạng nén.Định luật Húc
a Biến dạng kéo biến dạng nén
- Tác dụng lực F
+ Chiều dài vật tăng lên: biến dạng kéo
+ Chiều dài vật ngắn lại: biến dạng nén
b.Ứng suất kéo (nén) - Ứng suất kéo (hay nén): (SGK)
-Biểu thức: σ= F
S Đơn vị:
S (m2): tiết diện ngang
F (N) : lực kéo (nén)
(N/m2, Pa) : ứng
(5)σ= F S
S (đơn vị: m2): tiết diện ngang thanh F ( đv: N) : lực kéo (hay nén)
(đv: N/m2, Pa) : ứng suất kéo (hay nén)
GV: Đối với lò xo định luật, định luật Húc xét giới hạn nào?
HS: Giới hạn đàn hồi
GV: Tương tự lò xo vật rắn định luật Húc xét giới hạn đàn hồi
∆ l
l0 GV: Nhà vật lý học người Anh Robert Hook (1635-1703) thiết lập thực nghiệm định luật biến dạng đàn hồi:
“Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén rắn tiết diện tỉ lệ thuận với ứng suất gây nó.” ∆ ll
0
F S
GV: ¿∆ l∨¿ độ biến dạng, ∆ ll
0 độ biến
dạng tỉ đối, phụ thuộc vào độ lớn lực tác dụng F phụ thuộc vào tiết diện ngang S của Nếu F lớn S nhỏ độ biến dạng tỉ đối lớn tức mứ độ biến dạng của rắn lớn.
GV: Để biến dấu tỷ lệ thành dấu ta cần thêm số E (gọi suất đàn hồi)
GV: Có thể viết
F S=E
|Δl|
lo hay = E.
E (đv: N/m2): suất đàn hồi (suất Young), đặc trưng cho tính đàn hồi chất dùng làm rắn
GV: Hệ số đàn hồi lò xo k, ta đai tim hệ số đàn hồi vật rắn k
c.Định luật Húc -Nội dung:
“Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén rắn tiết diện tỉ lệ thuận với ứng suất gây nó.”
|Δl|
lo FS
Có thể viết
F S=E
|Δl|
lo
hay = E.
Trong
E : suất đàn hồi (suất Young) Đơn vị:N/m2
. Đặc trưng cho tính đàn hồi chất dùng làm rắn
d Hệ số đàn hồi
Theo định luật III Newton:
|Fđh| = |F|
|Fdh|=E.S
lo |Δl| hay |Fđh| = k.|l|
c.Định luật Húc - Nội dung: (SGK) - Biểu thức:
|Δl|
lo FS
Hoặc
F S=E
|Δl|
lo
hay = E.
Trong
E: suất đàn hồi (suất Young)
Đơn vị:N/m2
. Đặc trưng cho tính đàn hồi chất dùng làm rắn
d Hệ số đàn hồi k = E.S
lo Suy
|Fđh| = k.|l|
. Đơn vị :(N/m)
(6)GV: Thầy chia nhóm nhóm tổ, hãy thiết lập biểu thức hệ số đàn hồi k, phụ thuộc vào gì?
HS: Khi vật bị biến dạng đàn hồi vật xuất lực đàn hồi
GV: Theo định luật III Newton: |Fđh| = |F|
Suy ra:
l
lo
E.S
Fdh
hay |Fđh| = k.|l|
l: độ biến dạng (độ dãn hay nén)
o
l E.S
k
: hệ số đàn hồi (độ cứng) vật (đơn vị: N/m)
Độ cứng k vật rắn không phụ thuộc vào chất liệu mà cịn phụ thuộc kích thước vật rắn: Tiết diện ngang S lớn độ dài ban đầu ngắn độ cứng lớn, tức vật rắn khó biến dạng
Đặt k
= E.S
lo Suy
|Fđh| = k.|l|
+ k: hệ số đàn hồi (độ cứng) vật
. Đơn vị :(N/m)
. Phụ thuộc kích thước, hình dạng suất đàn hồi vật
Chú ý : Một rắn tiết diện chịu biến dạng kéo (hay nén) tiết diện ngang vật nhỏ (hay tăng lên)
Hình dạng Phụ
thuộc
suất đàn hồi
Hoạt động 3(5 phút): Biến dạng lệch Các biến dạng khác Giới hạn bền Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung kiến thức
GV: Ngoài biến dạng vật rắn cịn có số biến dạng khác biến dạng lệch, biến dạng uốn, biến dạng xoắn phần các em nhà đọc nghiên cứu thêm sách giáo khoa. ( phần 3: Biến dạng lệch phần biến dạng khác)
GV: Vật rắn chuyển từ biến dạng đàn hồi sang biến dạng dẻo lực tác dụng lớn làm hỏng vật.
GV: Vậy vật rắn có giới hạn định nào để khơng bị hỏng người ta gọi giới hạn giới hạn bền vật.
3 Biến dạng lệch (biến dạng trượt)
4 Các biến dạng khác
5 Giới hạn bền
- Mỗi vật liệu có giới hạn bền, vượt q giới hạn vật bị hư hỏng
3 Biến dạng lệch (biến dạng trượt):(SGK) Các biến dạng khác: (SGK)
(7)GV: Vậy gọi giới hạn bền?
HS: Là giới hạn mà vật khơng bị hư hỏng (đứt, gãy, )
Ví dụ ta treo vật nặng vào sợi dây mảnh dây đứt
GV: Vậy vật liệu có giới hạn bền
GV: Trong đời sống, kỹ thuật xây dựng người ta thường ý đến giới hạn bền vật Ví dụ xây nhà người ta thường ý đến giới hạn bền vật liệu tính tốn để xây dựng móng vững chắc để nhà khơng bị sụp Ví dụ bảng cầu người ta thường quy định trọng tải xe qua cầu…
Hoạt động 4(7 phút): Bài tập củng cố(Chiếu tập)
Câu 1: Ghép nội dung cột bên trái với nội dung tương ứng cột bên phải để thành câu có nội dung
1 Sự thay đổi hình dạng kích thước vật rắn tác dụng ngoại lực
a N/m
2 Đại lượng xác định thương số ngoại lực làm biến dạng rắn tiết diện ngang gọi
b độ biến dạng kéo(hoặc nén) rắn
3 Biến dạng có tác dụng làm tăng độ dài giảm tiết diện phần rắn gọi
c.biến dạng nén
4 Biến dạng có tác dụng làm giảm độ dài tăng tiết diện phần rắn gọi
d biến dạng kéo
5 Đơn vị đo độ cứng rắn đ ứng suất
6 Đơn vị đo suất đàn hồi rắn e.suất đàn hồi
7 Lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ thuận với g Pa
(8)chất rắn
Đáp án: 1-h, 2-đ, 3-d, 4-c, 5-a,6-g,7-b,8-e
Câu 2:Một sợi dây sắt dài gấp đơi có tiết diện nhỏ nửa tiết diện sợi dây đồng Giữ chặt đầu sợi dây treo vào đầu sợi hai vật nặng Suất đàn hồi sắt lớn đồng 1,6 lần Hỏi sợi dây sắt dãn nhiều hay dây đồng lần?
A Dây sắt dãn 1,6 lần B Dây sắt dãn nhiều 1,6 lần C Dây sắt dãn nhiều 2,5 lần D Dây sắt dãn 2,5 lần Đáp án 2: C
Hoạt động 5(3 phút): Dặn dò - Làm tập 1, SGK
- Tìm hiểu: + Khi vật rắn chịu tác dụng nhiệt có tính chất gì? + Sự nở dài vật rắn
+ Sự nở khối vật rắn
+Ứng dụng, tác hại cách đề phịng nở nhiệt vật rắn đời sống kỹ thuật
IV TỔNG KẾT RÚT KINH NGHIỆM
……… ……… ……… ……… ……… ……… Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực