Thiet Ke BG Vat Ly 10 Tap 2NC

C¸ nh©n nhËn nhiÖm vô häc tËp.. KiÓm tra, chuÈn bÞ ®iÒu kiÖn xuÊt ph¸t. – VËy ®éng n¨ng cña mét vËt nãi riªng vµ cña c¸c vËt nãi chung phô thuéc.. Mét vËt ®ang chuyÓn ®éng víi vËn tèc.[r]

(1)

TRần thuý H Duyên Tùng

ThiÕt kÕ bμi giảng

Nâng cao

(2)

Ch−ơng IV Các định luật bảo toμn

Bμi 31

định luật bảo toμn động l−ợng

I – Mơc tiªu

1 VỊ kiÕn thøc

Nắm đợc khái niệm hệ kín

– Nắm vững định nghĩa động l−ợng phát biểu đ−ợc định luật bảo tồn động

l−ỵng

– Xây dựng đ−ợc biểu thức tổng quát nh lut II Niu-tn

2 Về kĩ

– Vận dụng định luật bảo toàn động l−ợng d−ới dạng đại số (tr−ờng hợp

vectơ động l−ợng ph−ơng) để giải đ−ợc số tập

II Chuẩn bị Giáo viên

Chuẩn bị thí nghiệm cần rung điện gồm : Máng nhôm, hai xe (có thể thay

i l−ợng cách thay đổi gia trọng), băng giấy, cần rung

®iƯn

Häc sinh

– Ơn lại khái niệm bảo tồn đ−ợc biết học định luật bảo toàn, định luật II, III Niu-tơn, công thức gia tốc

III – thiết kế hoạt động dạy học

Hoạt động học sinh Trợ giúp giáo viên Hoạt động

Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xut phỏt xut

Cá nhân tr¶ lêi :

– Viết biểu thức định lut II

Niu-tơn dới dạng thể mối liên hệ

giữa lực tác dụng vào khối lợng

vËn tèc cña vËt ?

(3)

t

v v

F ma m

t

−

= =

Δ

G G

12 21

FG = −FG

Cá nhân nhận thức vấn đề học

luËt III Niu-t¬n ?

Khi nghiên cứu chuyển động hệ vật d−ới tác dụng lực Mỗi vật chịu tác dụng vật hệ từ vật hệ Giải toán nh− phức tạp Bài toán đơn giản hệ mà ta nghiên cứu hệ kín hay hệ lập Khi khảo sát hệ kín, ng−ời ta thấy có số đại l−ợng vật lý đặc tr−ng cho trạng thái hệ đ−ợc bảo tồn, nghĩa chúng có giá trị khụng i theo thi

gian Trong chơng sÏ

nghiên cứu số đại l−ợng bảo tồn

Hoạt động

T×m hiểu khái niệm hệ kín

Cá nhân suy nghĩ, trả lời :

Hệ vật Trái Đất hệ kín có lực hấp dẫn từ thiên thể khác vũ trụ

Cá nhân tiếp thu thông báo

GV thông báo khái niệm hệ kín Hệ vật Trái Đất có phải hệ kín không ? Vì ?

Thông báo : Trong thực tế, Trái

Đất khó thực đợc hệ

tuyệt đối kín khơng thể triệt tiêu đ−ợc hoàn toàn lực ma sát, lực cản,

và lực hấp dẫn Nh−ng lực

rất nhỏ thì, cách gần đúng, ta coi hệ vật Trái Đất hệ kín – Là hệ kín ngoại lực gồm

träng lùc phản lực mặt phẳng ngang triệt tiêu lẫn

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

Hệ vật chuyển động không ma sát mặt phẳng nhẵn nằm ngang có phải hệ kín khơng ?

Gợi ý GV : xét tổng ngoại lực tác dụng

(4)

Hot ng

Xây dựng khái niệm động l−ợng, bin thiờn ng lng

Cá nhân quan sát, trả lời

Khỳc g chuyn ng nhanh chậm khác

– D−ới tác dụng lực FG thời gian tΔ vận tốc vật thay đổi từ vG thành v 'G thu đ−ợc gia tốc : a v ' v

t − =

Δ G G G

⇒mv ' mvG − G= ΔF tG (1)

GV tiÕn hµnh thÝ nghiÖm1 :

Thả viên bi từ độ cao khác đến va chạm vào khúc gỗ Khúc gỗ chuyển động ?

– Từ kết thí nghiệm, cho biết d−ới tác dụng lực FG(lực viên bi tác dụng) thời gian Δt trạng thái vật (khúc gỗ) thay đổi ? Đại l−ợng đặc tr−ng cho truyền chuyển động vật t−ơng tác ? – Theo định luật II Niu-tơn ta có biểu thức ?

Trả lêi :

– Động l−ợng vật đại l−ợng đo tích khối l−ợng vận tốc vật

BiĨu thøc : pG=mv.G

§éng lợng hớng với hớng véc tơ vận tốc

Đơn vị động l−ợng : kg.m/s Độ biến thiên động l−ợng : Δ = ΔpG F t.G

Thụng báo : Vế phải F tGΔ gọi xung lực, vế trái độ biến thiên đại l−ợng mvG Đại l−ợng mvG gọi động l−ợng pGcủa vật

Động lợng ? Biểu thức tính ? Đơn vị ?

ng lng cú hng ? Viết biểu thức độ biến thiên động l−ợng ? – ý nghĩa khái niệm động l−ợng ?

(5)

Hoạt động

Xây dựng định luật bảo toàn động l−ợng

Cá nhân làm việc với phiếu học tập

Viết đợc biểu thức :

m v1 1G +m v2 2G =m v1 1G' +m v2 2G

Kết luận : Vậy tổng động l−ợng

cđa hƯ trớc sau tơng tác

khụng thay i

– VËy hƯ kÝn, nÕu hai vËt t−¬ng

tác với tổng động l−ợng

hệ tr−ớc sau t−ơng tác có thay đổi khơng ?

HÃy hoàn thành yêu cầu phiếu học tËp

Gỵi ý :

– vận dụng định luật II, III Niu-tơn cho hai vật

– so sánh tổng động l−ợng hệ

tr−íc vµ sau va ch¹m

Hoạt động

ThÝ nghiƯm kiĨm tra

HS thảo luận nhóm đề xuất

phơng án thí nghiệm trả lời

các câu hỏi GV

Nhận xét : Trong phạm vi sai số, kết thí nghiệm cho thấy

tổng động l−ợng hệ gồm hai

xe tr−ớc va sau t−ơng tác không thay đổi

– Bằng lí thuyết chứng minh đ−ợc tổng động l−ợng hệ kín tr−ớc sau t−ơng tác không thay đổi, muốn kết luận trở thành kiến thức khoa học cần phải kiểm nghiệm thực nghiệm Hãy đề

xuất ph−ơng án thí nghiệm để

kiĨm tra ?

Nếu HS khơng đ−a đ−ợc ph−ơng án thí nghiệm GV cú th gi ý HS

làm theo phơng ¸n nh− ë h×nh 31.1

SGK

GV giíi thiệu phơng án thí nghiệm

c ghi SGK u cầu HS đọc

kÕt qu¶ thÝ nghiƯm ghi bảng cho nhận xét

(6)

HS phát biểu nội dung định luật

của vật tr−ớc sau t−ơng tác Làm nhiều thí nghiệm khác hệ kín phạm vi rộng có kết luận nh− Đó nội dung định luật bảo tồn động l−ợng

Yêu cầu học phát biểu nội dung định luật bảo toàn động l−ợng

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhim v hc tip theo

Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập

GV nhắc lại kh¸i niƯm vỊ hƯ kÝn,

động l−ợng, định luật bo ton ng

lợng

Bài tập nhà :

– Lµm bµi tËp 1, 2, , 4, SGK

PhiÕu häc tËp

1. Cho hệ kín gồm hai vật có khối lợng m1 m2 tơng tác với Ban đầu

chỳng cú vận tốc lần l−ợt vG1 vàv G2 Sau thời gian t−ơng tác Δt, vận tốc biến đổi thành vG'1vàv G'2

a) Xác định độ biến thiên động l−ợng hai vật ? b) So sánh độ biến thiên động l−ợng hai vật ?

(7)

Bμi 32

Chuyển động phản lực

Bμi tập định luật bảo toμn động l−ợng

I – Mơc tiªu

– Nắm đ−ợc nguyên tắc chuyển động phản lực

– Hiểu phân biệt đ−ợc hoạt động động máy bay phản lực tên

lửa vũ trụ

2 Về kĩ

– Từ lời giải tập mẫu, hiểu cách vận dụng giải tập định luật bảo toàn động l−ợng

II – ChuÈn bị Giáo viên

Một xe lăn, xe lăn có gắn đầu bút bi qu¶ bãng bay

– Mơ hình máy bay phản lực gắn vào đầu nhẹ quay quanh trục thẳng đứng cố định Đuôi máy bay gắn pháo thăng thiên

– Ph¸o thăng thiên

Con quay nc Thc cht l định luật bảo toàn momen động l−ợng, nh−ng

vẫn dùng định luật bảo tồn động l−ợng để giải thích chuyển động đối

víi tõng nh¸nh quay

Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát Đề xuất vấn

Cá nhân suy nghĩ, trả lời

Có thể : Thổi khí vào bóng

– Phát biểu nội dung định luật bảo toàn động lng ?

Cho xe lăn, xe lăn có gắn đầu bút bi bóng bay

gắn vào đầu bút bi nh hình vÏ H·y

(8)

bay, sau thả tay xe chuyển động

HS lªn bảng tiến hành thí nghiệm

không đợc dùng tay hay vật khác tác dụng vào xe ?

Yêu cầu HS lên tiến hành thí nghiệm kiểm tra phơng án đa

Thụng bỏo : chuyển động xe thí nghiệm gọi chuyển động phản lực Vậy chuyển động phản lực ? Chúng ta nghiên cứu ngày hôm

Hoạt động

Tìm hiểu nguyên tắc chuyển động phản lực

HS thảo luận nhóm đề xuất

phơng án thí nghiệm Có thể

bằng kinh nghiƯm HS cịng ®−a

đ−ợc ph−ơng án đổ nc vo

phễu

Suy nghĩ trả lời câu hái cđa GV

GV giíi thiƯu mét quay nớc, thực chất phễu, phần dới thông

với ống có hai đầu bẻ hai hớng

song song ng−ỵc chiỊu PhƠu

đ−ợc treo sợi dây ban đầu đứng yên

Cho thêm cốc nớc sạch, không

đ−ợc dùng tay quay, nghĩ ph−ơng án làm cho quay chuyển động quay ?

GV tiến hành thí nghiệm đổ n−ớc vào

con quay, sau n−ớc chảy phía hai ống quay quay – Tại n−ớc chảy qua hai ống quay chuyển động quay ?

Gỵi ý : – Cã thĨ coi hƯ gåm phễu nớc hệ kín trọng lợng phễu

và nớc đợc cân với lực căng

cđa d©y treo

– áp dụng định luật bảo toàn động

(9)

– T−ơng tự nh− trên, súng đạn hệ kín, đạn bắn

ra súng phải có động l−ợng

bằng ng−ợc chiều với đạn

Cá nhân trả lời

GV giải thích xác lí quay quay đợc

Tại bắn súng lại chuyển động giật lùi ?

Thông báo : Chuyển động súng

giËt, cđa quay n−íc lµ chun

động phản lực

– Vậy chuyển động phản lc l gỡ ?

Yêu cầu HS trả lêi c©u hái C1

Hoạt động

Giải thích nguyên tắc hoạt động của động phản lực, tên lửa

Cá nhân nêu ví dụ Có thể : chuyển động máy bay phản lực, pháo thăng thiên, tên lửa, – Máy bay chứa nhiên liệu, cháy khí phía sau tạo phản lực đẩy máy bay

– Máy bay cánh quạt chuyển động luồng khí d−ới cánh quạt tạo cánh quạt quay

– Chuyển động tên lửa

giống nh− chuyển ng ca mỏy

bay phản lực

Cá nhân tiÕp thu, ghi nhí

– Ngồi chuyển động nh− súng

giËt b¾n, quay n−íc H·y lÊy

một số ví dụ chuyển động phản lực đời sống ?

GV nhấn mạnh lí đặt tên máy bay phản lực

– Tại nói chuyển động máy bay phản lực chuyển động phản lực ?

GV giải thích nguyên tắc hoạt động máy bay phản lc

Yêu cầu HS trả lời câu hái C2

– Giải thích chuyển động tên lửa ? Bổ sung kiến thức : Động phản lực máy bay hoạt động mơi tr−ờng khí cần hút khơng khí từ bên để đốt cháy nhiên liệu Tên lửa vũ trụ hoạt động vũ trụ chân khơng ngồi nhiên liệu tên lửa, cịn mang theo chất ơxy hố

(10)

Hoạt động

Làm số tập định luật bảo toàn động l−ợng

Cá nhân làm theo định h−ớng GV

GV nhấn mạnh tầm quan trọng định luật bo ton

GV yêu cầu HS làm tập vận dụng SGK

Định hớng GV (nÕu cÇn) :

Bài : – Tại ném bình khí nhà du hành vũ trụ lại chuyển động phía tàu ?

– Để xác định vận tốc nhà du hành vũ trụ sau ném bình khí ta phải áp dụng định luật ?

Bài : Đối với HS th−ờng gặp khó khăn việc tìm h−ớng bay mảnh đạn thứ hai Câu hỏi :

– áp dụng định luật để giải đ−ợc tốn ?

– T¹i cã thĨ coi hƯ lµ hƯ kÝn ?

– Biểu diễn véc tơ động l−ợng

tr−ớc sau viên đạn nổ ?

– Cần áp dụng quy tắc để tìm h−ớng vectơ động l−ợng mảnh đạn th hai ?

Bằng cách ®−a biĨu thøc

của định luật bảo tồn động l−ợng từ

dạng vectơ dạng đại số ?

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhiệm vụ học tập

– Trình bày nguyên tắc chuyển động phản lực ?

– Mơ tả giải thích chuyển động lồi mực n−ớc ?

Bµi tËp vỊ nhµ :

– Lµm bµi tËp 1, 2, SGK

(11)

Bμi 33

Công v công suất

I Mục tiêu

1 Về kiến thức

Phân biệt đợc khái niệm công ngôn ngữ thông thờng klhái niƯm

c«ng vËt lÝ

– Biết đ−ợc công học gắn với hai yếu tố : Lực tác dụng độ dời điểm đặt

theo ph−¬ng cđa lùc BiĨu thøc : A = Fscos α

– Hiểu rõ công đại l−ợng vô h−ớng, giá trị d−ơng âm ứng với công phát động công cản

– Nắm đ−ợc khái niệm công suất, ý nghĩa công suất thực tiễn kĩ thuật đời sống Giải thích đ−ợc ứng dụng hộp số động ôtô, xe mỏy

2 Về kĩ

Vận dụng cơng thức tính cơng để tính cơng tr−ờng hợp vật chịu tác dụng lực theo ph−ơng khác D−ới định h−ớng GV, vận dụng cơng thức để tính cơng tr−ờng hợp vật chịu tác dụng nhiều lực

II – Chn bÞ Häc sinh

– Ơn lại kiến khái niệm công học THCS

Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát Đề xuất vấn đề

Công lực tác dông : A = F.s = 5.2=10 (J)

Một vật chịu tác dụng lùc

kéo theo ph−ơng ngang có độ lớn 5N

thì chuyển động đ−ợc đoạn 2m

Tính công lực tác dụng ?

(12)

dời cơng lực đ−ợc xác định nh− ? Để trả lời câu hỏi ta nghiên cứu nội dung : Công công suất

Hoạt động

X©y dùng biĨu thøc tính công cơ học trờng hợp tổng quát

Với gợi ý GV, HS tính đợc công lực F thực : A = F1.s = F.s.cosα = F.s.G G

Trả lời : Cơng đại l−ợng đo

bằng tích độ lớn lực hình chiếu độ dời (của điểm đặt) ph−ơngcủa lực

– Cho lùc F tác dụng vào vật theo

phng hp vi độ dời s góc α

Xác định cơng lực tác dụng ?

Gỵi ý : Vận dụng biểu thức tính công

trong trờng hợp lực vuông góc

với phơng chuyển dộng vµ lùc cã

ph−ơng với ph−ơng chuyển động

Phân tích lực FG thành hai thành

phn theo hai phng ó bit

Thông báo : thành phần (s.cos)

hỡnh chiu ca di ph−ơng lực

– Nêu định nghĩa công tổng quát ? Biểu thức : A = Fscos α

Hoạt động

Tìm hiểu khái niệm công phát động công cản, đơn vị công

NÕu cosα >

π ⎛α < ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠→ A >

– Từ biểu thức định nghĩa ta thấy cơng đại l−ợng vơ h−ớng có giá trị đại số Vậy cơng có giá trị d−ơng, cơng có giá trị âm ? Khi công A không ? Đơn vị công ? Thơng báo : Khi A > gọi

2

FG FG

1

(13)

NÕu cosα <

π

⎛ < α < π⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠→ A <

NÕu

π

α = → A =

– Cơng có đơn vị Jun (kí hiệu J)

Tr¶ lêi : Jun = N 1m

là công phát động, A < gọi công cản

– Từ biểu thức định nghĩa công,

định nghĩa Jun ?

Thông báo : Jun công thực

bởi lực có c−ờng độ 1N làm dời chỗ

điểm đặt lực mét theo ph−ơng

của lực Ngồi cơng cịn có đơn vị kilơjun (kJ )

1 kJ = 1000 J = 103 J

Hot ng

Xây dựng khái niƯm c«ng st

Trả lời : Dùng cần cẩu để đ−a lên tốn thời gian

BiÓu thøc : A

t

=

P (1) Định nghĩa : oát công suất máy sinh công Jun thời gian gi©y

1J 1W

1s

=

– Trong công tr−ờng xây dựng, để

ý thÊy ng−êi ta th−êng dïng cÇn cÈu

để đ−a vật liệu xây dựng lên cao mà

khơng kéo vật liệu xây dựng lên, giải thích ?

Thơng báo : Thực cơng tốn thời gian nghĩa tốc thc hin

công lớn Trong vật lí ngời ta

dùng khái niệm công suất (kí hiệu lµ

P ) để biểu thị tốc độ thực cơng

cđa vËt

– Viết biểu thức tốn học cơng suất ? – Trong hệ SI, cơng suất có đơn vị ốt, kí hiệu W Dựa vào biểu thức công suất định nghĩa 1ốt ? Thơng báo : Ng−ời ta cịn sử dụng đơn vị bội số ốt, kilơốt (kW), mêgaốt (MW)

1 kW = 1000 W = 103 W MW = 1000 000 W = 106 W Trong công nghệ chế tạo máy ng−ời ta dùng đơn vị mã lực (HP)

(14)

Cá nhân trả lời : P

A F s

F v

t t

= = G G G G=

P

(2)

Cá nhân tiếp thu, ghi nhí

– Từ biểu thức cơng trên, tìm biểu thức khác cơng suất ? Thơng báo : Nếu v vận tốc trung bình vật P cơng suất trung bình lực tác dụng lên vật Nếu v vận tốc tức thời P cơng suất tức thời, cho biết giá trị công suất thời điểm xác định

GV yêu cầu HS đọc mục ứng dụng SGK

VÝ dô : Khi xe máy lên dốc, ngời điều khiển xe phải sư dơng sè hc

2 Khi xe có tốc độ nhỏ nh−ng lực

kÐo sÏ lín giúp xe dễ dàng lên dốc

Hot ng

Làm tập vận dụng

Cá nhân hoàn thành yêu cầu GV

Yêu cầu häc sinh lµm bµi tËp vËn dơng SGK

Về tợng vật lí, HS dễ dàng nắm

đ−ợc : Khi vật chuyển động chịu

các ngoại lực tác dụng lực kéo, lực ma sát, trọng lực phản lực mặt phẳng Tuy nhiên trọng lực phản lực

không làm cho vËt dêi theo ph−¬ng

thẳng đứng nên cơng chúng không

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhiệm vụ học tip theo

Viết biểu thức công học trờng hợp tổng quát

Nờu ý ngha công d−ơng công âm – Định nghĩa công suất nêu ý nghĩa đại l−ợng

Bài tập nhà : Làm → (SGK) – Ơn lại cơng thức chuyển động biến đổi khái niệm l−ợng đ−ợc học THCS

(15)

động - định lí động

I – Mơc tiªu

1 VÒ kiÕn thøc

– Phát biểu đ−ợc định nghĩa động năng, viết biểu thức động

– Hiểu rõ động dạng lực học mà vật có chuyển động, động đại l−ợng vơ h−ớng có tính t−ơng đối

– Phát biểu đ−ợc định lí động nng

2 Về kĩ

Vn dụng thành thạo biểu thức tính cơng định lí động để giải số toán liên quan đến động nh− : xác định động (hay vận tốc)

vật trình chuyển động có cơng thực hiện, ng−ợc lại, từ độ

biến thiên động tính đ−ợc cơng lực thực cơng – Giải thích t−ợng vật lí có liên quan

– Nhớ lại công thức chuyển động biến đổi – Ôn lại khái niệm l−ợng đ−ợc học THCS

Các dạng lợng :

(gm ng nng v năng), nhiệt năng, điện năng,

– V× cầu mang lợng

Nhắc lại khái niệm lợng ? Kể

tờn mt s dng l−ợng mà em

biÕt ?

– Định nghĩa công học biểu thức tính công c¬ häc ?

Giải thích hoạt động cần cẩu hình 34.1 SGK

(16)

(d−ới dạng động năng) nên thực cơng để phá t−ờng

những yếu tố ? Để hiểu điều học : Động Định lí động

Hoạt động

Xây dựng khái niệm động

HS dù ®o¸n :

Động vật phụ thuộc vào độ lớn vận tốc khối l−ợng vt ú

Nhận thấy khả thực công cđa mét vËt cµng lín nÕu nã mang

năng l−ợng (đối với cầu ví

dụ động năng) lớn

– Cho biết động vật phụ thuộc vào yếu tố ?

GV thơng báo định nghĩa động (kí hiệu W ) đ

BiÓu thøc tÝnh :

2 ®

mv W

2

= (1)

– Vì m đại l−ợng vơ h−ớng,

luôn d−ơng, v2 đại l−ợng

vô h−ớng, d−ơng nên động

năng đại lng vụ hng v

luôn dơng

Vn tc có tính t−ơng đối (phụ

thuộc vào hệ quy chiếu), nên động có tính t−ơng đối

– Khúc gỗ có khối lợng lớn

chuyn ng s có l−ợng

d−ới dạng động lớn Vì

nó có khả thực cơng để phá cổng thành

Thông báo : Đơn vị động

cùng đơn vị công Khối l−ợng đo

bằng kg, vận tốc đo m/s động đo jun (J)

– Từ biểu thức động giải thích động đại l−ợng vô

h−ớng, d−ơng động có

tính t−ơng đối ?

– HÃy giải thích trận

chiến thêi cæ ng−êi ta th−êng dïng

những khúc gỗ lớn để phá cổng thành mà không dùng khúc gỗ nhỏ ?

Thông báo : Công thức (1) xác định động chất điểm chuyển động cho vật chuyển động tịnh tiến, chất điểm vật có vận tốc

(17)

Xây dựng định lí động

Cá nhân viết đợc biểu thức :

22 12

12

mv mv

A

2

= − (2)

– Nhận xét : Công lực F độ biến thiên động

v1 chịu tác dụng lc F khụng i

thì chuyển dời đợc đoạn s

t tc v2, tc động

vật bị thay đổi

– Cơng lực F thu đ−ợc có mối liên hệ với độ biến thiên động vật

nh ? Biểu thức toán học

biểu thị mối liên hệ ?

Gỵi ý :

– Viết biểu thức tính cơng lực F – Biểu diễn lực F theo định luật II Niu-tơn – Sử dụng hệ thức liên hệ vận tốc, gia tốc đ−ờng để tìm gia tốc

Nhận xét kết thu đợc ? Biểu thức (2) đợc viết lại :

12 ®2 ®1

A =W −W

Thông báo : Đó nội dung định lí động nng

Trả lời : Động tăng công

ca ngoi lc l dng, ng

năng giảm công ngoại lực âm

T định lí động biểu thức tính cơng học cho biết động tăng động giảm ?

Th«ng báo : Trong trờng hợp tổng

quỏt nh lớ ng nng ỳng mi

trờng hợp lực tác dụng

ng i bt kỡ Vỡ định lí đ−ợc áp dụng thuận lợi nhiều tốn

học khơng thể vận dụng đ−ợc định

luËt Niu-t¬n

Hoạt động

Vận dụng định lí động để

giải số tốn vật lí u cầu HS vận dụng định lí động năng để giải số tốn vật lí

(18)

HS tính đợc :

F = 1,8.104 N

trong tốn GV định h−ớng

nh− sau :

– Có thể vận dụng kiến thức vật lí để giải tốn ?

– Tại chuyển động đ−ợc đoạn

đ−ờng s máy bay thu đ−ợc động

năng để cất cánh ?

Trong tr−ờng hợp HS đề xuất hai

ph−ơng án : dùng định lí động dùng định luật II Niu-tơn để giải tốn GV nên giải thích cho HS : Để áp dụng định luật II Niu-tơn cần phải có điều kiện lực tác dụng không đổi Tuy nhiên, thực tế, lực kéo máy thoả mãn điều kiện khơng đổi, áp dụng định lí động thích hợp để tính giá trị trung bình lực kéo quãng đ−ờng chuyển động máy bay

Hoạt động 5.

– Phát biểu định lí động trình bày ý nghĩa định lí ?

Bµi vỊ nhµ :

– Trả lời câu hỏi làm tập từ đến SGK

Ôn lại khái niệm lực hấp dẫn,

trọng lực, trọng trờng khái niệm

(19)

Bi 35

Thế - Thế trọng trờng

I Mục tiêu

– Tính đ−ợc cơng trọng lực thực vật dịch chuyển, từ suy biểu thức trọng tr−ờng

– Nắm vững mối quan hệ : Công trọng lực độ giảm

– Nắm đ−ợc khái niệm chung học, từ phân biệt đ−ợc hai

dạng l−ợng động năng, hiểu rõ khái niệm ln gắn

víi t¸c dơng cđa lùc thÕ

– Vận dụng đ−ợc công thức xác định năng, phân biệt đ−ợc :

+ Cơng trọng lực làm giảm Khi tăng tức trọng lực thực công âm, ng−ợc dấu với công d−ơng trọng lực + Thế vị trí khác tuỳ theo cách chọn gốc toạ độ Từ

nắm vững tính t−ơng đối biết chọn mức không cho

phù hợp việc giải tốn có liờn quan n th nng

2 Về kĩ

Giải thích tợng vật lí cã liªn quan

– RÌn lun cho häc sinh kĩ giải toán năng, träng tr−êng

II – ChuÈn bÞ Häc sinh

Ôn lại khái niệm lực hấp dẫn, trọng lực, trọng trờng khái niệm

(20)

Cá nhân suy nghĩ, trả lời nhận thức vấn đề học

GV yêu cầu HS nhắc lại khái niệm lực hấp dẫn, khái niệm trọng tr−ờng – Giải thích hoạt động cánh cung búa máy đóng cọc (vẽ hình 35.1, 35.2 SGK)

Năng lợng mà cánh cung

nặng búa máy dự trữ dạng lợng ?

Có dạng ? Đó dạng ?

Đặt vấn đề : Trong ch−ơng trình THCS làm quen với hai khái niệm hấp dấn đàn hồi Vậy vật phụ thuộc yếu tố ? Biểu thức toán học thể mối quan hệ ?

Hoạt động

T×m hiểu khái niệm

Bằng kinh nghiệm thực tế phán đoán HS trả lời đợc : Khi cánh cung bị uốn nhiều mũi tên bay xa Quả nặng

búa máy đợc kéo cao

cc cng lỳn sõu vào đất

– Thế cánh cung phụ thuộc vào độ cong cung, búa máy phụ thuộc vào vị trí t−ơng đối búa so với mặt đất

HS tiÕp thu, ghi nhí

Trở lại với hai ví dụ phần mở HÃy trả lời câu hỏi :

Khi cánh cung nặng

của búa máy thực đợc công lớn

hn (tc l làm bắn mũi tên xa cọc bêtông lỳn vo t sõu hn) ?

Thế vật phụ thuộc vào yếu tố ?

(21)

Hoạt động

Xác định công trọng lực Xây dựng biểu thức biểu thức thế trọng tr−ờng

C¸ nhân làm việc với phiếu học tập theo hớng dẫn GV

Bằng việc chia nhỏ đoạn đờng

đi, HS tính toán đợc :

Cụng ton phn thực quãng đ−ờng từ B đến C :

( )

BC

A = Δ =∑ A ∑P zΔ

( )

BC B C

A P z z

⇒ = −

( )

BC B C

A mg z z

⇒ = − (1)

GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu phiÕu häc tËp

Việc giải tốn học sinh gặp khó khăn độ dời vật

là đ−ờng thẳng mà quỹ đạo bất

k× V× vËy GV cã thĨ dïng h×nh vÏ

35.3 để định h−ớng cho HS biết cách

chia đ−ờng thành độ dời nhỏ s

Δ

– NhËn xÐt : Công trọng lực

không phụ thuộc vào dạng ®−êng

®i cđa vËt mµ chØ phơ thc vµo vị trí đầu vị trí cuối vật

Cá nhân phát biĨu

– Nhận xét phụ thuộc cơng trọng lực vào dạng quỹ đạo chuyển động ?

Thông báo : Những lực có tính chất

nh gọi lực hay lực bảo

toàn

Viết lại biểu thức (1) ta đợc :

BC B C

A =mgz −mgz

KÝ hiệu : Wt=mgz (2) Đại lợng Wt gọi vật trọng trờng (gọi tắt trọng trờng)

Vậy ta có : A12= W - Wt1 t2 (3) – BiÓu thøc (3) đợc phát biểu thành lời nh ?

z Δ

C

z

B

z

s Δ PG

(22)

Thông báo : Công trọng lực hiệu vị trí đầu vị trí cuối, tức độ giảm Cá nhân đ−a nhận xét

Kết luận : Công số đo s bin i nng lng

Biểu thức hệ vật - Trái Đất : Wt =mgz

Hóy nhận xét mối quan hệ công trọng lực s bin i th nng

các trờng hợp h×nh 35.4 SGK

sau rút kết lun chung

GV thông báo khái niệm cách

chọn "mức không lợng" hay gọi "gốc năng"

Viết biểu thức hệ vật - Trái Đất ?

Định hớng GV :

Cn chỳ ý đến khối l−ợng vật so với Trái Đất

– Ngoài Trái Đất, thiên thể trọng vũ trụ hút lẫn với lực vạn vật hấp dẫn, tồn l−ợng d−ới dạng nng v gi chung l th

năng hấp dẫn Thế trọng trờng

chỉ trờng hợp riêng

hấp dẫn

n v : giống đơn vị công đo jun (J)

Hoạt động

Tìm hiểu mối liên hệ lực thế

Cá nhân trả lời :

– Một số lực lực : lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực tĩnh điện – Không phải lực cơng phụ thuộc hình dạng đ−ờng

– H·y kĨ thªm mét sè lùc lµ lùc thÕ ?

– Lùc ma sát có phải lực không ? Vì ?

(23)

năng lợng hệ có

đ−ợc t−ơng tác phần hệ thơng qua lực Thế phụ thuộc vị trí t−ơng đối phần

Hoạt động

VËn dông

Cá nhân làm việc với phiếu học tập sau lên báo cáo kết qu

GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu phiÕu häc tËp

GV đặt câu hỏi : Muốn biết cơng có phục thuộc việc chọn mức không hay không ta phải làm ?

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhiệm vụ học tập tip theo

Cá nhân nhận nhiệm vụ học tËp

– Hãy nêu đặc điểm ? – Giữa động có khác ?

– Gi¶i thÝch ý nghÜa cđa hÖ thøc : A12=Wt1−Wt2

– Về nhà làm tập SGK ôn lại kiến thức biến dạng đàn hồi lò xo định luật Húc

– Ôn lại kiến thức đàn hồi đ−ợc học ch−ơng trình THCS

PhiÕu häc tËp C©u Mét vËt cã khối lợng m đợc coi nh

mt cht im, di chuyển từ điểm B có độ cao zB đến điểm C có độ cao zC so với mặt đất Tính cơng trọng lực tác dụng lên vật thực dịch chuyển từ B đến C

Câu Một buồng cáp treo chở ng−ời với khối l−ợng tổng cộng 800kg từ vị trí xuất phát cách mặt đất 10m tới trạm dừng núi độ cao 550m sau lại tiếp tới trạm khác độ cao 1300m

PG

ZC

ZB

(24)

1 Tìm trọng trờng vật vị trí xuất phát trạm dừng trờng hợp :

a) Lấy mặt đất làm mức không

b) LÊy trạm dừng thứ làm mức không

2 Tính công trọng lực thực buồng cáp treo di chuyển : a) từ vị trí xuất phát tới tr¹m dõng thø nhÊt

b) tõ tr¹m dõng thø tới trạm dừng

Công có phụ thuộc việc chọn mức không nh câu không ?

Bi 36

Thế đn hồi

I– Mơc tiªu

– Nắm đ−ợc khái niệm đàn hồi nh− l−ợng dự trữ để sinh công vật biến dạng

– Tính đ−ợc cơng lực đàn hồi thực vật biến dạng d−ới định

h−ớng giáo viên, từ suy biểu thức đàn hồi

– Nắm vững mối quan hệ : Công lực đàn hồi độ giảm đàn hồi

– Hiểu chất đàn hồi t−ơng tác lực đàn hồi (là lực thế) phần tử vật biến dạng đàn hồi

- Nắm vững biết áp dụng ph−ơng pháp đồ thị để tính cơng lực đàn hồi

Hiểu rõ ý nghĩa ph−ơng pháp này, sử dụng lực tác dụng biến đổi tỉ lệ với độ biến dng

(25)

2 Về kĩ

– Rèn luyện cho học sinh kĩ giải toán đàn hồi

– Ôn lại biến dạng đàn hồi lò xo biểu thức lực đàn hồi theo định luật Húc

– Ôn lại kiến thức đàn hồi đ−ợc học ch−ơng trình THCS

Cá nhân trả lời câu hỏi nhận thức vấn đề học

– Phát biểu định luật Húc ?

– Thế ? Thế vật độ cao h ? Tại ? – Bóp méo bóng bay, bóng bay có l−ợng tồn

d−ới dạng đàn hồi Vậy

năng đàn hồi vật phụ thuộc yếu tố ? Biểu thức tốn học thể mối quan hệ ?

Hoạt động

Tính cơng lực đàn hồi Xây dựng biểu thức đàn hồi

HS xây dựng biểu thức đàn hồi thơng qua việc tính cơng lực đàn hồi

– H·y x©y dùng biĨu thức

n hi tng t nh xõy dng biu

thức trọng trờng ?

Để thuận tiện cho việc xác định lực đàn hồi ta xét lắc lò xo, gồm

cầu có khối lợng nhỏ m gắn đầu

(26)

HS chia nhỏ độ biến dạng tồn phần thành đoạn biến

d¹ng v« cïng nhá Δx cho

t−ơng ứng với độ biến dạng

thì lực đàn hồi coi nh− không đổi Công nguyên tố lực đàn hồi thực đoạn biến dạng xΔ có giá trị :

Δ = Δ = −A F x kx xΔ (1) BiĨu thøc c«ng toàn phần :

2

1

12

kx kx

A =

-2 (2) – Công lực đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng đầu cuối lò xo, lực đàn hồi lực

– Để tính cơng lực đàn hồi ta phải xác định đ−ợc đại l−ợng ? – Lực đàn hồi có thay đổi trình vật chuyển động khơng ?

– Muốn coi nh− lực đàn hồi không

thay đổi ta phải làm ?

– Có thể sử dụng ph−ơng pháp đồ thị

đã học để tính cơng tồn phần khơng ?

– Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ lớn lực đàn hồi vào độ dời vật ?

– Nếu sử dụng ph−ơng pháp đồ thị

cơng tồn phần lực đàn hồi đ−ợc

xác định nh− ?

– Lực đàn hồi có phải lực khơng ? Tại ?

Ta định nghĩa đàn hồi biểu thức :

2 ®h

kx

W =

2 (3) BiĨu thøc (2) cã thĨ viÕt thµnh :

1

12 ®h ®h

A = W - W (4)

Vit biu thc ca th nng hấp dẫn ? Từ viết lại biểu thức (2) theo độ biến thiên ?

Thông báo : Công lực đàn hồi độ giảm đàn hồi

Đơn vị đàn hồi jun (J) Từ công thức (4) ta thấy : Khi giảm độ biến dạng, vật biến dạng (lị xo) sinh cơng hay cơng lực đàn hồi d−ơng Ng−ợc lại, muốn tăng độ biến dạng, phải có cơng ngoại lực tác dụng để thắng công âm lực đàn hồi

Hoạt động

Làm số tập áp dụng

HS tính đợc :

k = 150 N/m

(27)

W®h = 0,03 J A12 = – 0,062 J

– Cơng lực đàn hồi âm độ biến dạng lị xo tăng

– Vì cơng lực đàn hồi lại âm ?

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhiệm v hc tip theo

Cá nhân nhận nhiƯm vơ häc tËp

– Lực đàn hồi có phải lực không ? Tại ?

– Công lực đàn hồi liên hệ với độ biến thiên đàn hồi ? – Viết biểu thức đàn hồi Nêu tính chất

Bµi tËp vỊ nhµ : – Lµm bµi SGK

– Ơn lại kiến thức động

Bμi 37

định luật bảo toμn

I – Mơc tiªu

– Nắm vững định luật bảo toàn

– Biết cách thiết lập định luật bảo toàn tr−ờng hợp cụ thể lực tác dụng trọng lực lực đàn hồi Từ mở rộng thành định luật tổng quát lực tác dụng lực nói chung

– Tham gia thiết kết thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo tồn

– Tham gia giải tốn xử lí số liệu thí nghiệm để xây dựng đ−ợc cụng thc

(28)

2 Về kĩ

Kĩ bố trí thí nghiệm, quan sát tỉ mỷ, xác Sử dụng phần mềm vi tính

Giải thích tợng vật lÝ

– Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán đơn giản tr−ờng hợp trọng lực, lực đàn hồi

II – Chuẩn bị Giáo viên

Dng c lm thớ nghiệm biểu diễn gồm : lắc đơn, lắc lị xo – Hình vẽ 37.1 37.4.a phúng to

(Nếu trờng có điều kiện nên chuẩn bị dụng cụ nh sau :

Một máy tính có cài phần mềm hỗ trợ dạy học đợc soạn thảo nhóm GV

khoa Vật lí Trờng ĐHSP Hà Nội

Một máy chiÕu Projecter

– Bộ thí nghiệm đệm khí : Con lắc lị xo có độ cứng k = 5,7 N/m, vật nặng 180g Cổng quang điện đồng hồ số

– Một lắc đơn)

Häc sinh

– Ôn lại kiến thức động nng v th nng

(Nếu có điều kiện HS đợc bồi dỡng kĩ sử dụng phần mÒm)

Cá nhân trả lời câu hỏi

2 ®

mv W

2

= ;

2 t

kx W

2

= ; Wt =mgh

– Viết biểu thức tính động

– Nêu ví dụ vật vừa có động vừa

(29)

– NhËn xÐt : vËt rơi tự

ng nng tng v th giảm Đặt vấn đề : Sự tăng giảm cú tuõn

theo quy luật không ?

Hoạt động

Xây dựng định luật bảo toàn năng tr−ờng hợp trọng lực

Cá nhân làm việc với phiếu học tập Chọn mốc mặt đất : Tại h = 50 m

W® = J ; W = 500 J t ⇒ W = 500 J T¹i h = 45 m

W® = 50J ; W = 450 J t ⇒ W = 500 J T¹i h = m

W® = 500 J ; Wt = J

⇒ W = 500 J

⇒ Wđ + Wt = 500 J = const – Nhận xét : Tại lần l−ợt độ cao ng nng tng dn, th nng

giảm dần nh−ng tỉng cđa chóng

khơng đổi

– Phải xác định đ−ợc khối l−ợng vật, độ cao so với mốc không, gia tốc trọng tr−ờng g

– Phải xác định đ−ợc vận tốc vật độ cao

GV yêu cầu HS làm tập sau : Một vật có khối l−ợng 1kg rơi tự từ độ cao 50m Tính động

trọng tr−ờng vật độ

cao: 50m; 45m; 30m; 0m so với mặt đất So sánh giá trị tổng động vật độ cao

Có nhận xét kết thu ®−ỵc ?

Bằng tính tốn lí thuyết ta rỳt

nhận xét nh Kiểm nghiệm điều

này ?

Định hớng GV :

– Muốn xác định trọng tr−ờng vật độ cao ta phải đo đại l−ợng ?

– Muốn xác định động vật độ cao h ta phải xác định đ−ợc đại l−ợng ?

(30)

Việc xác định vận tốc độ cao để tính động năng, vật rơi tự nhiều vị trí nhiều thời gian khó thực cách xác, GV làm thí nghiệm minh hoạ với lắc đơn giới thiệu phần mềm phân tích video để kiểm tra tính đắn kết luận

(Nếu có điều kiện GV sử dụng phần mềm phân tích video để chứng

minh, nÕu nh− vËy th× phần tính toán

rỳt biu thc W + W = const t

có thể đ−ợc tính tốn nhanh tr−ớc mà khơng cần phải làm vic vi phiu hc tp)

HS viết đợc : Wđ + Wt = const

Cá nhân tiếp thu ghi nhớ

Biểu thức thu đợc có dạng nh ?

Thông báo : Trong tr×nh chun

động vật d−ới tác dụng trọng

lực (lực thế), có biến đổi qua lại

động năng, nh−ng tổng

của chúng, tức năng, đợc bảo

toµn BiĨu thøc :

2

1

mv mv

mgh mgh

2 + = +

Hoạt động

Xây dựng định luật bảo toàn năng tr−ờng hợp lực đàn hồi, Suy định luật bảo toàn cơ tổng quát

HS thảo luận nhóm để đề xuất

phơng án thí nghiệm kiểm tra

Câu trả lời cã thĨ lµ :

– Trọng lực tác dụng lên vật rơi tự lực thế, l−c đàn hồi lò xo lực Vậy hệ kín, vật chuyển động d−ới tác dụng lực đàn hồi có đ−ợc bảo tồn khơng ?

– Làm để kiểm nghiệm đ−ợc

(31)

– Phải có lắc lò xo chuyển động, xác định động lắc vị trí khác nhau, so sánh chúng vị trí

– Đo độ biến dạng lị xo Phải đo vận tốc Dùng cổng quang điện để đo thời gian cản quang qua Sau tính tc

HS quan sát ghi nhận kết

Định hớng GV :

xác định ta phải đo đại l−ợng ?

– Để xác định động ta phải đo đại l−ợng ? Đo nh− ?

GV tiến hành thí nghiệm minh hoạ với lắc lò xo nêu cách đo để thu đ−ợc kết

(Nếu có điều kiện tiến hành thí nghiệm với đệm khí, nhiên, thời gian không nhiều nên GV nên tiến hành thí nghiệm minh hoạ mà khơng cần làm thí nghiệm khảo sát

Trong q trình làm GV cho HS biết : đồng hồ số làm tròn giá trị đo thời gian chắn sáng gắn vật qua cổng quang điện Do sai số khơng qua lớn nên ta đến kết luận : đ−ợc bảo toàn)

® t

W +W =const

– KÕt luËn : Cơ vật chịu tác dụng lực đợc bảo toàn

Biểu thức thu đợc ? Rút kết luận chung ?

Thơng báo : Đó định luật bảo toàn tổng quát

Hoạt động

Tìm mối liên hệ độ biến thiên với công lực không phải l lc th

Nếu vật chịu tác dụng lực lực thế, ví dụ nh lực ma

sát, vật không đợc

bo ton Khi ú bin thiên

năng vật đ−ợc xác định nh th

(32)

HS viết đợc :

( 2®2 t2) ( ®1 t1)

W W W

W W W W W

Δ = −

Δ = + − +

=(W®2−W®1) (+ Wt2−Wt1)

( ) ( )

( )

( ) ( )

lùc kh«ng thÕ lùc thÕ lùc thÕ lùc kh«ng thÕ

W A A

A A

Δ = +

+ − =

Thông báo : Khi vật chịu tác dụng lực lực thế, vật khơng bảo tồn cơng lực độ biến thiên vật

Hoạt động

Vận dụng định luật bảo ton c nng

Cá nhân làm việc

Chọn C làm mốc HS tính đợc :

( )

2

mv m cos

2

− α =

l

( )

v 2g cos

⇒ = l

GV yêu cầu HS làm BT tập vận dụng SGK

Định hớng GV :

– Vật chịu lực tác dụng ? Trong lực sinh cơng, lực khơng sinh cơng ?

Lực sinh công có phải lực thÕ kh«ng ?

– Có thể áp dụng định luật để giải toán ? Tại ?

Thơng báo : Nếu muốn tìm lực căng dây treo lắc phải áp dụng định luật II Niu-tơn Cho nên

ph−ơng pháp dùng định luật bảo tồn

là đơn giản nh−ng khơng thể thay

hoàn toàn đ−ợc ph−ơng pháp động lực

học Hai phơng pháp bổ

xung cho

Hoạt động

Cá nhân trả lời câu hái vµ nhËn nhiƯm vơ häc tËp

– Phát biểu định luật bảo toàn Nêu điều kiện áp dụng định luật ? – Viết biểu thức định luật bảo toàn tr−ờng hợp trọng lực tr−ờng hợp lực đàn hồi ?

B¸i tËp vỊ nhµ : – Lµm bµi tËp 1, 2, 3, SGK

– Ôn lại định luật bảo toàn động

C l

h H

(33)

lợng, cách làm tập

Bi 38

Va chạm đn hồi v không đn hồi

I Mục tiêu

– Nắm đ−ợc khái niệm chung va chạm, phân biệt đ−ợc va chạm đàn hồi va chạm mềm (hồn tồn khơng đàn hồi)

– Biết vận dụng định luật bảo toàn động l−ợng bảo toàn cho hệ

kín để khảo sát va chạm hai vật

– Tính đ−ợc vận tốc vật sau va chạm đàn hồi phần động hệ bị

giảm sau va chạm mềm

2 Về kĩ

– Rèn luyện cho học sinh kĩ giải toán va chạm đàn hồi khơng đàn hồi

– Ơn lại định luật bảo tồn động l−ợng, cách làm tập

Cá nhân nhận thức đ−ợc vấn đề

cđa bµi häc

Va chạm học tợng

trong vật gặp

chuyển động t−ơng đối t−ơng tác

(34)

thay đổi nh− ?

Hoạt động

Tìm hiểu khái niệm va chạm

Cá nhân đọc sách tìm hiểu thơng tin va chạm Trả lời câu hỏi – Hệ hai vật va chạm coi hệ kín Vì khoảng thời gian va chạm ngắn bỏ qua ngoại lực

– Có thể áp dụng định luật bảo tồn động l−ợng

– HƯ hai vËt va chạm coi hệ kín không ? T¹i ?

– Có thể áp dụng định luật để khảo sát va chạm hai vật ?

Khảo sát va chạm đàn hồi

– Có thể áp dụng định luật bảo toàn để khảo sát va chạm đàn hồi

GV thông báo khái niệm va chạm đàn hồi

– Trong khảo sát va chạm đàn hồi, việc áp dụng định luật bảo toàn

động l−ợng để khảo sát va chạm,

chúng ta áp dụng định luật để khảo sát ?

Vì va chạm đàn hồi nên ta áp dụng định luật bảo toàn động l−ợng động Gọi v , v '1 '2 vận tốc hai vật sau va chạm HS tính toỏn c :

Vận tốc cầu sau va

Thông báo : Trong phạm vi kiến thức phổ thông xét va chạm đàn hồi trực diện : va chạm đàn hồi, tâm hai vật va chạm

tr−íc sau va chạm chuyển

ng trờn đ−ờng thẳng,

thế va chạm gọi va chạm đàn hồi xuyên tâm

GV tập : Hai cầu khối l−ợng m1 m2 chuyển động với vận tốc v1 v2 đến va chạm đàn hồi

(35)

chạm : cầu sau va chạm

( )

1 2

'

1

2 1

'

1

m m v 2m v

v

m m

m m v 2m v

v m m − + = + − + = +

Nếu hai cầu có khối lợng

b»ng nhau, ta cã : v1' =v2 vµ

'

2

v =v , ta thấy s trao i

tốc, sau va chạm cầu nhận vận tốc ban đầu cầu 2, qủa cầu nhận vận tốc ban đầu cầu

Nếu hai cầu có khối lợng

rất chênh lệch m1 >> m2 vµ vËt

ban đầu đứng n

1

m

m ≈

Ta cã : v'1=0,vµ v'2 = −v2

– NÕu hai cầu có khối lợng

nhau thỡ kt thay đổi nh− ?

– Nếu hai cầu có khối lợng

chờnh lệch m1 >> m2 và vật ban đầu đứng n ta có kết nh− ? Thơng báo : Đó tr−ờng hợp bắn hịn bi ve vào tạ sắt có khối

lợng lớn nhiều, nằm

yờn Hũn bi ve bị giật lùi trở lại với vận tốc ban đầu, cịn tạ khơng chuyển động

Khảo sát va không đàn hồi (va chạm mềm)

HS hoạt động cá nhân, sau báo cáo kết

GV thơng báo khái niệm va chạm mềm (hay cịn gọi va chạm hồn tồn khơng đàn hồi)

– Đối với va chạm này, sau va chạm vận tốc vật ? Trong trình va chạm động hệ có đ−ợc bảo tồn khơng ? GV u cầu HS làm việc với phiếu học

Tr−íc va ch¹m x

2

vG vG

m1 m2

O

O Sau va ch¹m '

1

vG m1 m2

x

'

(36)

tËp

– áp dụng định luật bảo toàn

động l−ợng, gọi V vận tốc viên đạn thùng cát sau va chạm HS tính đ−ợc độ biến thiên động hệ :

® ®2 ®1

W W W

Δ = −

– Nhận xét : Độ biến thiên động hệ giảm, chứng tỏ động hệ b chuyn hoỏ

thành dạng lợng khác

nh nhiệt tỏ

Gợi ý :

ỏp dụng định luật để xác định

vận tốc vận sau va chạm ? – Độ biến thiên động hệ đ−ợc xác định nh− no ?

Nhận xét kết thu đợc ?

Thụng bỏo : Chỳng ta ó nghiên cứu hai loại va chạm va chạm đàn hồi va chạm mềm Trong thực tế , va

chạm thờng hai trờng hợp

giới hạn nói

Hot ng

Làm số tập va chạm

Hoạt động cá nhân, sau báo cáo kết

Câu

Chọn chiều dơng chiều v1 Tính toán đợc :

v =1' (m - 3m v) = -v1

m + 3m

v ='2 2mv1 =v1

m + 3m

Sau va chạm bi ve bị bật trở lại, bi thép bị đẩy đi, hai vận tốc có giá trị tuyt i

GV yêu cầu HS làm câu câu phiếu học tập

Định h−íng cđa GV : C©u

– Chän chiều dơng thích hợp

(37)

bằng v1 Câu

Chọn chiều dơng chiỊu

chuyển động ban đầu (sang phải) hịn bi nhỏ Gọi v1, v2

' '

v , v vận tốc tơng ứng

của hai bi trớc sau va

ch¹m

'

' 1 2

2

m (v - v ) + m v v =

m = 9.10 – m/s

– Tổng động hệ tr−ớc sau va chạm :

'

® ®

W =W =8,17.10− J

bảo toàn

Câu

áp dụng định luật để làm

toán bỏ qua ma sát, va chạm trực diện v n hi ?

Các viên bi va chạm phơng

nên ta rút ®iỊu g× ?

– Tr−ớc thay số tính toán ta phải chọn trục toạ độ ?

– So sánh tổng động hệ tr−ớc sau va chạm rút kết luận

Hoạt động

GV nhắc lại kiến thức nh− : – Phân biệt va chạm đàn hồi va chạm không đàn hồi

– Va chạm đàn hồi trực diện Định luật áp dụng muốn tìm cơng thức xác định vận tốc vật va chạm đàn hi trc din

Định luật áp dụng khảo sát va chạm mềm

Bài tập nhà :

Làm tập 1, SGK

(38)

chuyển động biến đổi đều, ném xiên, ném ngang

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Bắn theo ph−ơng ngang viên đạn khối l−ợng m vi tc v vo

con lắc thùng cát có khối lợng M treo đầu sợi dây Sau

viờn n xuyờn vo thựng cát, mắc lại chuyển động vận tốc với thùng cát

Xác định vận tốc viên đạn thùng cát sau va chạm?

Chứng tỏ va chạm, động hệ khơng bảo tồn Xác định độ biến thiên ng nng?

Câu 2. Bắn bi ve có khối lợng m với vận tốc v1vào bi thÐp

đứng n có khối l−ợng 3m Tính vận tốc hai bi sau va chạm,

biết va chạm trực diện đàn hồi

(39)

Bμi 39

Bμi tập định luật bảo toμn

I – Mơc tiªu

– Nắm vững vận dụng đ−ợc hai định luật bảo toàn việc giải tập giải thích số t−ợng vt lý cú liờn quan

2 Về kĩ

– Rèn luyện cho học sinh kĩ giải tốn định luật bảo tồn

– Xem lại tập định luật bảo toàn động l−ợng bảo tồn – Các cơng thức phần chuyển động biến đổi đều, ném xiên, ném ngang

Cỏ nhõn nhn thức vấn đề học

– Phát biểu nội dung nêu điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động l−ợng ? – Phát biểu định luật bảo toàn – Nếu áp dụng hai định luật để giải tốn vật lí cần có l−u ý ?

Hơm áp dụng hai định luật để làm số tập

Hoạt động

Những l−u ý áp dụng định luật bảo toàn định luật bảo toàn l−ợng làm tập

– Khi áp dụng định luật bảo toàn động

l−ợng cho cỏc vt chuyn ng cựng

phơng ta phải lµm thÕ nµo ? Vµ nÕu

các vật chuyển ng khỏc phng ta

(40)

Nếu vận tốc phơng,

ta quy ớc chiều dơng lập

phng trình đại số để giải

– NÕu c¸c vËn tốc khác phơng,

ta phi v gin vect để từ xác định độ lớn h−ớng cỏc

vận tốc phơng pháp hình

học

Các vận tốc phải xét hệ quy chiÕu

– HS phát biểu định lật bảo toàn độ biến thiên

– Th−ờng kết hợp hai định luật bảo toàn Riêng với va chạm mềm định luật bảo toàn động l−ợng đ−ợc thoả mãn

– áp dụng định luật bảo toàn nh− lực tác dụng lực ? Nếu lực tác dụng khơng phải lực có bảo tồn khơng ? Nếu khơng, độ biến thiên tính nh− ?

– Đối với tốn va chạm, có l−u ý áp dụng định luật bảo toàn ? Tại ?

Hoạt đông

áp dụng định luật bảo toàn động l−ợng định luật bảo toàn để làm số tập

Bµi

Hệ ngời - thuyền đợc coi hệ kín trọng lực lực đẩy

ỏcsimet cõn bng với Gọi v vận tốc ng−ời i vi

GV yêu cầu HS làm lần lợt

trong SGK

Định hớng GV :

Bµi

(41)

thuyền, V vận tốc thuyền n−ớc, vận tốc có ph−ơng nằm ngang

– áp dụng định luật bảo toàn

động l−ợng cho hệ kín, HS tìm

đ−ợc độ dời :

V m

s L L

v M m

= = −

+

= – 2,2 m

Gi¶i thÝch : DÊu – chøng tá

thuyền chuyển động ng−ợc chiều

víi ng−êi

– áp dụng định luật để giải

to¸n ?

– So s¸nh thêi gian thun chun

động đ−ợc độ dời s với thời gian mà

ng−ời chuyển động hết độ dài

thuyền L ? Viết biểu thức thể mối quan hệ ?

– Gi¶i thÝch kÕt tính đợc Bài

a) áp dụng công thøc chuyÓn

động vật đ−ợc ném ngang từ

độ cao h so với mặt đất định luật bảo tồn động l−ợng, HS tính đ−ợc :

– Vận tốc ban đầu đạn :

( )

1

M

v v v 432 m / s

m

= + =

– Độ biến thiên động :

( )

®2 ®1

2 2

1

W W W

Mv mv mv

2 2

901 J

Δ = −

= + −

= −

Bµi

– Chuyển động viên đạn cầu sau va chạm chuyển động ?

– áp dụng cơng thức để tính vận

tốc viên đạn cầu sau va chạm ?

– Muốn xác định vận tốc viên đạn

tr−ớc va chạm ta phải áp dụng định

luËt nµo ?

– Độ biến thiên động ? Tại có độ biến thiên ?

Bµi

a) Vận tốc rơi tự ng−ời độ cao m :

( )

1

v = 2gh =10 m / s

và chạm nớc :

Bµi

– Trong q trình ngi ú nhy v

rơi, có lực tác dụng vào

ngi ? Lc ú cú phi lực

(42)

( )

2

v = 2gh =14,14 m / s – áp dụng định luật để tính vận

tốc ng−ời chạm n−ớc ? b) Vận tốc :

( )

'

2

v = v +2gh =14, 28 m / s

c) Độ biến thiên :

( ) mv' 22 ( )

W mgs 8580 J

2

Δ = − − = −

NhËn xÐt : BiÕn thiên có giá trị âm, chứng tỏ ngời giảm

Khi ngi chuyn ng n−ớc có thêm lực tác dụng ? Khi có bảo tồn khơng ? Tại ? – Nhận xét kết tính đ−ợc Bài

a) Gọi h1 độ cao trọng tâm

của ng−ời so với mặt đất tr−ớc nhảy, h2 độ cao trọng tâm ng−ời v−ợt qua xà t− nằm ngang

h1 = 1m, h2 = 1,95 + 0,1 = 2,05m

§é tăng :

( )

t t

W W mg(h h )

72.9, 8.1, 05 740, J

− =

= =

b) Động ban ®Çu :

( )

1

2

1 ®

mv 72.(5, 5)

W 1089 J

2

= = =

– Nếu động chuyển hoàn toàn thành trọng tâm ng−ời tăng độ cao đến giá trị cực đại hmax với :

max mv mgh =

hay hmax =

2

1

v (5, 5)

1, 54

2g= 2.9, = m

(43)

của trọng tâm cách mặt đất H = hmax+h1=1,54 1+ =2,54m

c) Thùc tÕ, träng t©m cđa ng−êi

chỉ đạt đ−ợc độ cao 2,05m so với mặt đất Định luật bảo toàn cho ta :

2 1

® ® t t

W −W =W −W

Hay :

( )

1

® ® t t

W W (W W )

1089 740, 348,1 J

= − −

= − =

Suy vận tốc vận động viên lúc v−ợt qua xà :

( )

®

2W 2.348,1

v

m 72

3,1 m / s

= =

=

Gỵi ý :

– Nếu điểm cao mà ngi ú

vợt qua xà, vận tốc theo phơng

ngang khơng hồn tồn triệt tiêu, vật tồn loại l−ợng ? – áp dụng định luật để tính vận tốc ?

Hoạt động

Trình bày lu ý áp dụng

định luật bảo toàn định luật

bảo tồn động l−ợng để giải tốn

vËt lÝ

Bµi tËp vỊ nhµ :

– Lµm bµi tËp SGK

(44)

Bμi 40

Các định luật kê-ple Chuyển động vệ tinh

I – Mơc tiªu

– Hiểu hệ nhật tâm : Mặt trời trung tâm với hành tinh quay xung quanh

– Tham gia xây dựng định luật Kê-ple III

– Nắm đ−ợc nội dung ba định luật Kê-ple hệ suy từ

2 Về kĩ

Giải thích tợng vật lí có liên quan

Vận dụng định luật Kê-ple để giải số tập đơn giản

– Ôn lại định luật vạn vật hấp dẫn công thức lực hấp dẫn vũ trụ Ném xiên

Đặt vấn đề : Mỗi buổi sáng ngủ dậy ta thấy Mặt Trời h−ớng đông, đến chiều ta thấy Mặt Trời h−ớng tây Chúng ta

bảo Mặt Trời mọc h−ớng ụng

và lặn hớng tây Thực tế có phải

nh không ?

Hot ng

Tìm hiểu định luật I định lut II Kờ-ple

Thông báo : Thực tế Trái Đất quay

quanh Mặt Trời Nhng Trái Đất tự

(45)

– Khơng riêng Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời, mà tất hành tinh hệ Mặt Trời chuyển động quanh Mặt Trời Quỹ đạo chuyển động hành tinh hệ Mặt Trời hình elip Mặt Trời l

một tiêu điểm Quy luật đợc nhà

bác học Kê-ple tìm năm 1969 gọi định luật I Kê-ple

GV dùng hình 40.1 SGK để HS có khái niệm hình elip

HS dựng hỡnh vẽ để chứng minh hệ : gần Mặt Trời, hành tinh có vận tốc lớn, xa Mặt Trời, hành tinh có vận tốc nhỏ

– Ngồi nhà bác học Kê-ple cịn tìm quy luật : Đoạn thẳng nối Mặt Trời hành tinh qt diện tích khoảng thời gian nh− Quy luật nội dung định luật II Kê-ple

GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C1

Hoạt động

Xây dựng định luật Kờ-ple th III

Lực hớng tâm tác dụng lên

hành tinh :

2

1

1 1 1 2

1

v

F M a M M R

R T

π

= = =

2

2 2 2 2

2

v

F M a M M R

R T

π

= = =

Nếu coi quỹ đạo hành tinh gần hình trịn chu kì bán kính quỹ đạo hành tinh có mối quan hệ với nh− ? Có

thể tìm đ−ợc biểu thức tốn học để

biểu diễn mối quan hệ khơng ? Định h−ớng GV :

HÃy xét hai hành tinh hệ Mặt Trời, lực hớng tâm tác dụng vào hành tinh đợc viết nh ?

– BiĨu diƠn gia tèc h−íng t©m theo

(46)

Mà lực h−ớng tâm tác dụng vào hành tinh lực hấp dẫn mặt trời hành tinh Suy :

2 T

1

2

1

M M

G M R

R T π = 2 T 2 2 2

M M

G M R

R T π = T 2 R GM T ⇒ =

π vµ

3

2 T

2

R GM

T = 4π

So sánh hai biểu thức ta đợc :

3 3

1 i

2 2

1 i

a a a a

T =T =T = =T =

Định luật III : Tỉ số lập

phơng bán trục lớn bình

phơng chu kì quay giống cho hành tinh quay quanh Mặt Trời

Đối với hai hành tinh :

3 1 2 a T a T ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

– Thùc chÊt lùc h−íng t©m lực ?

Thụng bỏo : Biểu thức vừa xây dựng đ−ợc biểu thức định luật III Kê-ple

– Hãy phát biểu nội dung định luật ?

– Viết biểu thức định luật cho hai hành tinh ? Nêu ý nghĩa chu kì T biểu thức định luật III Kê-ple ?

Hoạt động

Vận dụng định luật Kê-ple

Bài

Gọi T1 năm Hoả Tinh, T2

là năm Trái Đất, ta có :

1

R

1,52

R = ( )

2 2 T 1,52 T =

GV yêu cầu HS làm lần lợt

tập vận dụng SGK

Gợi ý : Bài

Hành tinh cần khoảng thời gian bao

lõu quay đ−ợc vòng quanh Mặt

(47)

1 2

T = 3, 5T =1, 87T

Vậy năm Hoả tinh 1,87 năm Trái Đất

Bài

Từ (2) ta rót ra:

2

T 2

1

4 R

M

GT

π =

Thay sè :

2 11

T 11 7 2

4(3,14) (1, 5.10 ) M

6, 67.10− (3,15.10 )

=

KÕt qu¶ : MT =2.1030kg

Bµi

– BiĨu diƠn gia tèc h−íng t©m theo

chu kì chuyển động hành tinh ? – Thực chất lực h−ớng tâm lực ? Viết biểu thức lực ?

Hoạt động

T×m hiểu vệ tinh nhân tạo Tính vận tốc vũ trụ

Nếu vận tốc lớn vật rơi cách chỗ ném xa

Trong ch−ơng II ta biết ném

xiên vật vật lên độ cao định vật rơi lại Trái Đất lực hấp dẫn Trái Đất hút vật

NÕu vËn tèc nÐm xiªn lớn vị trí rơi ?

Thông báo : Nếu tiếp tục tăng vận tốc ném đến giá trị đủ lớn vật khơng rơi trở lại mặt đất mà chuyển động quay quanh Trái Đất Khi đó, lực hấp dẫn Trái Đất hút vật

lực h−ớng tâm cần thit gi vt

quay quanh Trái Đất Ta nói vật trở thành vệ tinh nhân tạo Trái §Êt

– Mét vËt cã khèi l−ỵng m ®−ỵc nÐm

lên từ Trái Đất Vậy độ lớn vận tốc ném để vật trở thành vệ tinh nhân tạo Trái Đất ?

Theo định luật II Niu-tơn, ta có :

2

§ §

Mm mv

G

R

R =

RĐ bán kính Trái Đất

Định hớng GV :

(48)

§

GM v

R

=

Thay số, ta đ−ợc : v ≈ 7,9.103m/s – Vận tốc vũ trụ cấp I vận tốc cần thiết để đ−a vệ tinh lên quỹ đạo quanh Trái Đất mà không rơi trở Trái Đất

– Giả sử vệ tinh chuyển động quỹ đạo tròn gần Trái Đất Lực đóng vai trị lực hng tõm ?

Thông báo : Vận tốc ta vừa tính đợc gọi vận tốc vũ trụ cấp I KÝ hiƯu lµ vI

Víi vI = 7,9 km/s

– Nªu ý nghÜa cđa vËn tèc vị trơ cÊp I

GV thông báo giá trị vận tốc vũ trụ cấp II, III

Độ lớn lần lợt lµ vII = 11,2 km/s

vµ vIII = 16,7 km/s

– Nªu ý nghÜa cđa vËn tèc vị trơ cÊp II vµ cÊp III ?

Thơng báo : – Nếu đạt tới giá trị vận tốc vũ trụ cấp II vệ tinh khỏi Trái Đất theo quỹ đạo parabol trở thành hành tinh nhân tạo Mặt Trời – Nếu đạt tới giá trị vận tốc vũ trụ cấp III vệ tinh khỏi Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhiệm vụ học tập tip theo

Cá nhân nhận nhiệm vụ học tËp

– Phát biểu ba định luật Kê-ple ? Nêu ý nghĩa định luật

– Nªu ý nghÜa cđa vËn tèc vị trơ cÊp I, cÊp II, cÊp III ?

– VƯ tinh nh©n tạo ?

Bài tập nhà : Làm tập 1, 2, SGK

Ôn lại kiến thức lực đẩy

c-si-mét, vỊ ¸p st

– Đọc Bài đọc thêm mục Em có biết để thu thập thêm thơng tin

(49)

Ch−¬ng V. C¬ häc chÊt l−u

Bi 41

áp suất thuỷ tĩnh - nguyên lÝ Pa-xcan

I – Mơc tiªu

– Hiểu rõ đ−ợc đặc điểm áp suất lịng chất lỏng

– N¾m đợc khái niệm áp suất thuỷ tĩnh viết đợc biĨu thøc tÝnh ¸p st thủ tÜnh

– Phát biu c nh lut Pa-xcan

2 Về kĩ

Rèn luyện cho HS kĩ bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, quan sát tỉ mØ, xư lÝ sè liƯu

– Rèn luyện cho HS kĩ mơ tả, giải thích cấu tạo ngun tắc hoạt động

cđa thiÕt bÞ kÜ tht

Giải thích tợng vật lí có liªn quan

– áp dụng kiến thức để giải tập cụ thể

Dụng cụ thí nghiệm chứng minh áp suất điểm chất lỏng h−íng

theo mäi ph−¬ng

Häc sinh

(50)

Nhắc lại kiến thức cũ áp suất chất lỏng xut

Cá nhân trả lời câu hỏi GV

Chất rắn truyền áp suất theo phơng áp lực

Cht lng gây áp suất lên đáy bình, thành bình vật lòng chất lỏng

– Giải thích vật rắn đặt sàn đỡ gây áp suất lên sàn đỡ mà không gây áp suất lên vật rắn khác để cạnh ?

– Một bình đựng n−ớc, n−ớc

b×nh gây áp suất nh lên bình ?

Đặt vấn đề : Nếu ta tác dụng áp lực lên mặt chất lỏng áp suất gây lực đ−ợc chất lỏng truyền nh− ?

Hoạt động

Tìm hiểu tác dụng áp suất chất lỏng Nghiên cứu áp suất tại điểm lòng chất lỏng

Cá nhân đa phơng án thí

nghiệm

Tin hnh li thí nghiệm để xác nhận lại kết luận vừa nêu

– GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm bình hình trụ có đáy thành bên đục thủng đ−ợc bịt màng cao su

Yªu cầu HS nhắc lại phơng án tiến

hnh thớ nghiệm làm THCS để nghiên cứu áp suất chất lỏng

GV cã thĨ giíi thiƯu dơng thÝ nghiƯm nh− ë h×nh vÏ :

D B

(51)

Cá nhân quan sát nêu nguyên tắc hoạt động dụng cụ

Hộp D c bt mng cao su,

ngoài không khÝ mùc n−íc ë hai

nh¸nh b»ng NÕu ấn tay vào

màng D mực nớc hai nhánh

không gây áp suất lên màng cao su

Vì nội dung kiến thức phần phần mỴ víi HS

vì em đ−ợc làm quen

chơng trình THCS, thế, dạy

phần này, GV hồn tồn cho HS ôn lại kiến thức học sau yêu cầu

HS đọc SGK để tìm hiểu đ−ờng

nghiªn cøu SGK THPT

Hoạt động

Nghiên cứu phụ thuộc áp suất vào độ sâu

Cá nhân làm việc d−ới định

h−íng cđa GV

CM : Ta cã : m

V

ρ = vµ d P

V

=

Mặt khác có P = m.g ⇒ d = ρ.g VËy ta cã : p = dh = ρgh

– Độ lớn áp suất điểm chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố ? Có phụ thuộc vào độ sâu khơng ? Có thể tính đ−ợc áp suất cách lấy trọng l−ợng chia cho diện tích đáy đ−ợc khơng ?

Trong ch−ơng trình THCS, HS biết

cơng thức tính áp suất chất lỏng p = d.h, nhiên cơng thức đ−ợc

®−a theo kiểu thông báo, vậy,

khi dy phần GV HS xây dựng lại công thức yêu cầu HS đọc SGK để thu thp thụng tin

Chứng minh tơng đơng hai công thức p = d.h p = ρgh

Hoạt động

Nghiªn cøu sù truyền áp suất lòng chất lỏng Nguyên lí Paxcan

áp suất chất lỏng gây

điểm chất lỏng đợc tính

(52)

Để tạo áp suất phụ ta bóp bóng B

tác dụng thêm áp suất pngthì điểm khác chất lỏng áp

suất có tăng thêm không ? ¸p suÊt

tăng thêm có độ lớn nh− so với

ng

p ?

– GV giíi thiƯu dơng thÝ nghiƯm

nh− h×nh vẽ Yêu cầu HS tìm cách tạo áp suất phụ png

áp suất tác dụng lên mỈt

chất lỏng đ−ợc truyền tới

miƯng c¸c èng

Kết : Khi bóp bóng cao su, độ

chªnh lƯch h cđa mùc n−íc

hai nhánh áp kế A chiều cao mực n−ớc dâng lên

– Nhận xét vị trí đặt ống E, D , C ?

Dự đoán tợng xảy tiến

hành tạo áp suất phụ cho chất lỏng ?

Các mực nớc ống dâng lên

thể điều ?

GV tin hnh thớ nghim, yêu cầu HS quan sát nhận xét độ cao mực chất lỏng dâng lên ống

chênh lệch mực nớc hai nhánh

cđa ¸p kÕ A

E D C

(53)

trong c¸c èng E, D, C

– Kết luận : áp suất tác dụng từ bên làm cho áp suất điểm lòng chất lỏng bị tăng lên

Từ kết thí nghiệm cho phép ta

rút điều ?

GV thông báo nội dung định luật Pa-xcan (cịn gọi ngun lí Pa-Pa-xcan)

BiĨu thøc : p = pa + ρgh

1Pa = 1N/m2

1atm = 1,013.105Pa

1atm = 760mmHg = 760 Torr = 1,0129.105N/m2

– Tõ nguyªn lÝ Pa-xcan, mặt

trờn ca cht lng l mặt thống áp lực khí tác dụng pa, áp lực lịng chất lỏng cách mặt thống đoạn h đ−ợc xác định nh− ?

– Nhắc lại đơn vị đo áp suất ? GV dạy theo tiến trình SGK, nhiên ú vic a

ra ảnh hởng áp suất khí

lên chất lỏng gợng gạo

xa HS thng khụng chỳ ý n

yếu tố xét áp suất lßng chÊt láng

Hoạt động

Cá nhân nhận nhiệm vụ häc tËp

GV yêu cầu HS nhắc lại đặc điểm áp suất chất lỏng nội dung nguyên lí Pa-xcan

– Mơ tả giải thích ngun tắc hoạt động phanh đĩa xe máy?

(54)

Bi 42

Sự chảy thnh dòng chÊt láng vμ chÊt khÝ

định luật bec-nu-li

I – Mơc tiªu

Hiểu đợc khái niệm chất lỏng lí t−ëng, dßng, èng dßng

– Dùng kiến thức đặc điểm chất lỏng lí t−ởng tìm mối quan h gia s v v

Viết đợc biểu thøc vỊ l−u l−ỵng

– Viết đ−ợc biểu thức động cho khối l−ợng chất lỏng, cần xác định kết hợp với đặc điểm chất lỏng lí t−ởng

– Thiết lập đ−ợc biểu thức định luật Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang

– Đề xuất ph−ơng án thí nghiệm kiểm tra dự đốn, tiến hành thí nghiệm, tự làm số thí nghiệm đơn giản

2 Về kĩ

Vn dng kin thức học định luật Béc-nu-li để giải thích đ−ợc số

hiện t−ợng đời sống áp dụng toán đơn giản

Dụng cụ thí nghiệm chất lỏng chảy thành dòng quanh vật có hình dạng

khác (nh học)

Häc sinh

(55)

HS tiÕn hành thí nghiệm thổi tờ giấy trả lời câu hỏi GV (có thể HS không trả lời ®−ỵc)

– Nếu ta thổi vào hai tờ giấy đặt song song với t−ợng xảy ? Tại ?

– Trong thùc tÕ cã rÊt nhiỊu hiƯn

t−ợng xảy nh− : trời bão cánh cửa bật ngoài, đứng ngõ hẹp lại thấy có gió mát, t−ới cây, bịt đầu vòi lại để lại lỗ nhỏ n−ớc phun xa hn,

Tất tợng đợc giải thích nh ? Có liên quan g× víi ?

Hoạt động

Tìm hiểu đặc điểm lí t−ởng, khái niệm đ−ờng dịng, ống dịng

HS quan s¸t, ghi nhận kết

Cá nhân tiép thu thông báo

Thông báo : Chuyển động chất lỏng phức tạp, để đơn giản ta xét chuyển động chất lỏng lí t−ởng tức chất lỏng chảy thành dịng khơng nén đ−ợc

GV tiÕn hµnh thÝ nghiệm minh hoạ

đờng dòng đa thông báo

khái niệm đờng dòng, ống dòng Chú

ý với HS : đờng dòng không giao nhau, phÇn tư chÊt láng

chuyển động trờn ng dũng n mt

điểm khác cã vËn tèc cña mét

phần tử nằm im y trc ú

Trong dòng chảy chất lỏng nơi có

vận tốc lớn đờng dòng

sít

Thông báo : Trong điều kiện

nht nh, cỏc ng dn n−ớc, dẫn dầu

(56)

Hoạt động

Tìm mối quan hệ vận tốc và tiết diện chảy ổn định

HS thảo luận nhóm đa câu

trả lời

Khi bịt phần đầu vòi tiết diện bé lại, vận tốc nớc sÏ lín

Ta tích chất lỏng mà khối chất lỏng chảy qua diện tích s1 đơn vị thời gian :

V1 = s1.v1.Δt

ThĨ tÝch cđa chÊt láng mµ khèi

chÊt láng ch¶y qua diƯn tÝch s2

trong đơn vị thời gian : V2 = s2.v2 Δt

– Giải thích việc bịt phần ống n−ớc để n−ớc phun xa ?

– Trong chảy ổn định, vận tốc

tiết diện có mối quan hệ định l−ợng

với nh nào? Định hớng GV :

– Viết biểu thức biểu diễn thể tích chất lỏng tiết diện khác ống dòng khối chất lỏng chảy qua đơn vị thời gian ?

Mµ V1 = V2 ⇒ s1.v1 = s2.v2

Kết luận : Khi chất lỏng chảy ổn định vận tốc dòng chảy tỉ lệ nghịch với tiết diện ống Cá nhân tiếp thu, ghi nh

Đơn vị lu lợng lµ m3/s

– Cã thĨ rót kÕt ln g× ?

Thơng báo : Biểu thức A = s.v gọi l−u l−ợng, thể tích khối chất lỏng chảy qua tiết diện ống dịng đơn vị thời gian có giá tr nh mi im

Đơn vị cđa l−u l−ỵng ?

Hoạt động

Xây dựng định luật Bec-nu-li cho ống dòng nằm ngang

Trên mặt phẳng ngang khối chất lỏng ta đặt hai ống hình trụ, ống (a) có miệng vng góc với dịng chảy,

s1 s2

v1

(57)

– Khi chất lỏng đứng yên mực n−ớc hai ống ngang nhau, hai ống độ sâu nên áp suất nh−

– Khi chất lỏng chuyển động mức

n−íc ë èng (a) d©ng cao mực

nớc ống (b), áp suất cđa

chất lỏng chuyển động gây (Cịn nhiều ý kiến khác)

èng (b) cã miÖng song song với dòng chảy (hình vẽ)

HÃy dự đoán mực nớc ống (a)

ng (b) khối chất lỏng đứng yên khối chất lỏng chuyển động ? Giải thích

HS quan sát ghi nhận kết thí nghiệm

HS thảo luận nhóm để tìm câu trả lời

GV tiÕn hµnh thÝ nghiƯm

Thơng báo : Sự chênh lệch hai cột chất lỏng chứng tỏ áp suất chất lỏng chuyển động gây nên Vậy vấn đề đặt :Trong ống dòng nằm ngang áp suất chất lỏng đứng yên chất lỏng chuyển động có mối quan hệ với nh th no ?

Dự kiến câu trả lêi cña HS :

Ph−ơng án : Sử dụng dụng định

lí động đặc điểm chất lỏng lí t−ởng để suy luận mối

quan hệ định l−ợng áp suất

vµ vËn tèc :

2

1

v v

p p

2

ρ ρ

+ = +

Ph−ơng án : Đ−a đ−ợc biểu thức động :

2

1 2

mv mv

F x F x

2 − = −

Ph−ơng án : Xác định đ−ợc lực

t¸c dơng F1 h−íng theo chiều

Định hớng GV :

Hãy dùng định lí động tìm

mối quan hệ vận tốc áp suất khối chất lỏng chuyển động qua hai tiết diện s1 s2 ống dịng ?

(58)

dßng chảy, F2 hớng ngợc chiều

dòng chảy nhng không biÕt ¸p

dụng định lí động cho khối chất lỏng

– Khối chất lỏng chuyển động

d−íi t¸c dơng cđa lùc F1 cïng

chiỊu dòng chảy lực F2 ngợc chiều dòng chảy

– Sự biến thiên động xảy

ra khối chất lỏng đ−ợc

giíi h¹n bëi AA BB khối

chất lỏng AB coi nh không

i tc khụng i

Cho HS trao đổi để rút kết

đúng Nếu không rút đ−ợc kết quả,

GV tiếp tục định h−ớng :

– Khối chất lỏng chuyển động d−ới tác

dơng cđa nh÷ng lùc nµo ? H−íng cđa

các lực ?

– Trong thời gian xét độ biến thiên

động quan tâm đến phần chất lỏng ? Vì ?

–áp dụng định lí động năng, viết đ−ợc :

2

® 1 2

mv mv

W = F x F x

2

Δ − = −

2

1 1 2

rVv rVv

2

p s v t - p s v t

⇔ − = Δ Δ 2 1 rVv rVv

p V - p V

2 ⇔ − = 2 2 rv rv

p + p +

2

⇒ =

2

rv

p + = const

2

⇒ (1)

– Độ biến thiên động đ−ợc xác

định nh− ? Viết biểu thức

t−ờng minh đó, tìm mối quan hệ

áp suất vận tốc ?

(59)

HS đa ý kiến khác :

p áp suất nên thơng số

2

v

ρ

cịng ph¶i áp suất

HÃy nêu ý nghĩa thông số trạng

thái công thức (1) ?

– GV h−ớng dẫn HS sử dụng đơn vị

của vận tốc khối l−ợng riêng để

chøng minh

2

v

ρ

có thứ nguyên thứ nguyên áp suất

Trong phơng trình (1) vừa chứng

minh, số hạng thứ p gọi áp suất

tĩnh thông thờng (áp suất tác dụng

lờn thnh bình), số hạng thứ hai gọi áp suất động (áp suất chất lỏng chuyển động gây nên)

2

v p

2

ρ

+ gọi áp suất toàn phần

Cỏ nhõn tip thu, ghi nhớ GV thông báo nội dung định luật

BÐc-nu-li BiÓu thøc :

2

v

p const

2

ρ

+ =

Hoạt động

Cá nhân trả lời câu hỏi nhận nhiệm vụ học tập

HÃy nêu kết ln rót bµi häc ?

– H·y giải thích tợng đợc nêu học : thổi vào khe hai tờ giấy thấy chúng bị hút lại gần ?

(60)

Bμi 43

ứng dụng định luật bec-nu-li

I – Mơc tiªu

– Vận dụng định luật Bec-nu-li xác định vận tốc chảy lỗ rò

– Sử dụng mối quan hệ s, v định luật Becnuli để giải thích số t−ợng liên quan

– Thiết kế thí nghiệm đơn giản, giải thích chế tạo đ−ợc bình bơm n−ớc hoa đơn giản

– Giải thích đ−ợc t−ợng liên quan đến định luật Bec-nu-li sống

– Biết cách áp dụng định luật Bec-nu-li vào sống

– Thiết kế chế tạo số thí nghiệm n gin nh

2 Về kĩ

– Chế tạo thí nghiệm đơn giản

ống Venturi, ống thuỷ tinh đo áp suất tĩnh áp suất toàn phần

06 bóng bµn, 06 vá chai lavi

– 06 ống hút, 06 cốc đựng n−ớc

– Mét tê giÊy m¶nh, 06 kéo thủ công

(61)

Định luËt BÐc-nu-li

HS nhận thức đ−ợc vấn đề cn

nghiên cứu

Định luật Bec-nu-li, c¸ch “tù

nhiên” gắn liền với t−ợng thông th−ờng đời sống

và đ−ợc áp dụng cách triệt để

trong kÜ thuËt Bài học hôm chúng

ta nghiên cứu mét sè hiƯn t−ỵng

liên quan đến định luật ny

Quan sát dòng chảy vòi nớc

trong gia đình nhìn thấy phần d−ới dịng n−ớc bị thu nhỏ lại Giải thích ?

GV đa HS vào tình :

Hoạt động

Xác định vận tốc chảy n−ớc từ lỗ rò

HS thảo luận theo nhóm, sau HS đại diện nhóm đứng lên trả lời Dự kiến ph−ơng án trả lời nhóm :

Ph−ơng án 1 : áp dụng định luật Bec-nu-li cho hai tiết diện mặt thống lỗ dị, từ xác

nh c v= 2gh Vn tc

chảy tuân theo quy lt r¬i tù

VËn tèc cđa n−íc chảy từ lỗ rò đợc

xỏc nh nh ? Tuân theo quy

luËt nµo ?

Ph−ơng án 2 : xác định đ−ợc vận tốc v= 2gh nh−ng lại viết sai ph−ơng trình Becnuli xác định áp suất vị trí sai

Sau HS làm việc theo nhóm, GV cho HS nhóm thảo luận với để tìm cách giải Nếu HS

không tự giải đ−ợc GV định

h−íng :

vG

(62)

Tại mặt thoáng v = ; ¸p suÊt

0

p + ρgh

Tại lỗ rò h = ; áp suất

2

v p

2

ρ

+ ⋅

áp dụng định luật Bec-nu-li ta có : v = 2gh

– Xem lỗ rị bé, vận tốc mặt thoáng ? So sánh áp suất mặt thống lỗ rị Từ tìm vận tốc chảy từ lỗ rò

Nh− áp dụng định luật Bec-nu-li ta xác định đ−ợc vận tốc n−ớc chảy từ lỗ rò v = 2gh , cơng thức vận tốc rơi tự Biết đ−ợc quy luật chung n−ớc chảy từ lỗ rị, từ trả lời đ−ợc

n−íc ch¶y xng dới tiết diện

dòng nớc lại bé

Hot ng

Tìm hiểu tợng Venturi giải thích tợng

Dự kiến phơng án trả lời :

Phơng án 1 : BiĨu diƠn mùc chÊt láng ë hai nh¸nh ngang không thổi trực tiếp vào nhánh bình thông

Một bình thông đợc nối víi

nhau nh− h×nh vÏ, b×nh th−êng mùc

nớc hai nhánh ngang Điều

gỡ xảy ta thổi mạnh vào ống theo chiều mũi tên ? Tại ? Hãy biểu diễn hình vẽ Xác định vận tốc thổi tiết din S1 nu bit S1, S2

và áp suất tơng ứng p1, p2 ?

GV yêu cầu nhóm HS thảo luận, biểu diễn tợng hình vẽ, giải thích tợng ?

Phơng án : Mùc chÊt láng ë

nh¸nh nèi víi tiÕt diƯn S2 d©ng

GV định h−ớng :

So sánh áp suất tĩnh tiết diện S1,

B A

S2

vG

(63)

cao S2 < S1 suy v2 > v1 ,

nªn p2 < p1

Phơng án : Mực chất lỏng nhánh nối với tiết diện S1 dâng cao S2 < S1 suy v2 > v1 ,

nªn p2 > p1

V× S2 < S1 suy v2 > v1 mà áp

suất toàn phần hai tiÕt diƯn b»ng nªn p2 < p1 HiƯu áp suất gây nên áp lực đẩy khối chất lỏng nhánh B dâng cao

S2 ? Giải thích ? Từ ch

ra cỏch biu din ỳng

Thông báo : Khi chất lỏng chảy ống nằm ngang chỗ tiết diện lớn vận tốc chảy nhỏ áp suất lớn, chỗ tiết diện nhỏ vận tốc lớn áp suất

càng nhỏ Hiện tợng gọi

t−ỵng Venturi

Hoạt động

Thiết kế số thí nghiệm đơn giản dựa định luật Bec-nu-li

Cá nhân giải vấn đề, sau ú

thảo luận theo nhóm, đa ý

kiến chung nhóm trao đổi với nhóm khác lớp Dự kiến ph−ơng án trả lời HS :

Thông báo : Từ mối quan hệ vận tốc tiết diện, kết hợp vi nh lut

Becnuli ta tìm đợc mối quan hệ

vận tốc, tiết diện áp suất (gọi tợng Venturi) Bây sử dụng hiệ tợng nghiên cứu

số tợng gần gũi với sống

của chúngta nhng lại đem lại cho

chúng ta bất ngờ lÝ thó GV ph¸t phiÕu häc tËp cho HS

Câu

a) Trờng hợp : Để bóng

không bị rơi phải thổi luồng khí

từ phía dới lên Vì thổi

không khí giữ bóng không rơi, bóng lệch bên luồng không khí xung quanh đẩy vào luồng khí áp suất không khí bên lơn áp suất luồng khí

b) Trờng hợp : phải hút

miệng ống hút bóng

(64)

chuyển động theo luồng khí bị hút lên phía

nhận dụng cụ thí nghiệm để tiến hnh theo nhúm

Khi ta thổi vào bãng th×

quả bóng khơng bị rơi xuống chuyển động lệch ngồi dịng khí có vận tốc lớn, dẫn đến áp suất bên lớn áp suất luồng khí Chính có chênh lệch áp suất mà giữ cho bóng khơng b lch dũng khớ

Trong trình HS làm thí nghiệm, có nhóm làm thành công có nhóm gặp khó khăn việc tiến

hành thí nghiệm nh việc

giải thích tợng GV cần có

nh hng :

Tại bóng không bị rơi

xuống, không bị lệch ?

Do phÝa d−íi cã tiÕt diƯn lín

nên vận tốc bé, áp suất phía d−ới lớn phía cổ chai Sự chênh lệch áp suất to mt

lực đẩy từ dới lên làm cho qu¶

bóng chuyển động lên phía cổ chai

Câu

Bằng tơng tự HS dễ dạng dự

đoán phơng án thí nghiệm vµ

giải thích t−ợng : Để 1/4 tờ giấy chuyển động lên phía phải thổi luồng khí từ xuống thổi áp suất phía bé áp suất phía d−ới tờ giấy

– Khi thổi luồng khí từ xuống bóng chuyển động lên miệng chai, so sánh áp suất phía d−ới chai áp suất cổ chai Sự chênh lệch áp suất có ảnh h−ởng nh− ?

Tuy nhiªn tiÕn hµnh thÝ nghiƯm nµy, vÉn cã mét sè nhãm không thành

cụng, GV cn nh hng giỳp HS

tìm nguyên nhân không thành công thÝ nghiƯm

– Cách giải thích thí

(65)

– Do chênh lệch áp suất nhỏ dẫn đến ch−a đủ lực để đẩy tờ giấy lên phía

– Để tạo chênh lệch áp suất lớn cần phải thổi qua kẽ ngón tay để vận tốc luồng khí thổi lớn

C©u

Ph−ơng án 1 : Phải đặt miệng ống ngang vng góc với miệng ống đứng (cho ống thẳng đứn cắm vào cốc n−ớc sau thổi vào ống nằm ngang)

– Phải khắc phục nh− để tạo đ−ợc chênh lệch áp suất lớn ? (GV vẽ lên bảng hình vẽ t−ơng ứng để minh hoạ)

Ph−ơng án 2 : Đặt hai ống vng góc với nh−ng phải giảm tiết diện ống nằm ngang điểm mà hai ống giao cách đặt lệch miệng ống nằm ngang xuống phía d−ới

Ph−ơng án : Để giảm tiết diện ống ngang cần phải khoét phần miệng ống ngang ghép vào miệng ống thẳng đứng

Ph−ơng án : Đặt hai ống vng góc với nh−ng phải giảm tiết diện ống thẳng đứng điểm mà hai ống giao cách đặt lệch miệng ống nằm ngang lên ống thẳng ng

Muốn có chênh lệch áp suất

lơn để tạo áp lực đẩy chất lỏng

(66)

tốc miệng ống phải lớn Tức phải tạo tiết diện nhỏ ống nằm ngang vận tốc phụ thuộc vào tiết diện cđa èng n»m ngang

nghiƯm vµ thùc thµnh lµm thí nghiệm theo thiết kế mình, GV yêu cầu HS

tìm nguyên nhân phơng án

thí nghiệm không thành công ?

Hoạt động

Củng cố học định h−ớng nhiệm vụ học tập tiếp theo

l Vận tốc n−ớc chảy qua lỗ rò đ−ợc xác định nh th no?

Hiện tợng Venturi gì? Bµi tËp vỊ nhµ :

– Lµm bµi 1, 2, SGK

– Ôn lại kiến thức học

cÊu t¹o chÊt ë líp

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Làm :

a) Quả bóng bàn lơ lửng không bị rơi (hình 1a) ?

b) Qu búng bn chuyển động lên miệng chai (hình 1b)?

H·y dù đoán phơng án thí nghiệm, giải thích lµm thÝ

nghiệm để kiểm tra điều đó?

Câu 2. Làm để 1/4 tờ giấy mỏng bàn chuyển động lên phía mà

kh«ng đợc sử dụng dụng cụ ?

Cõu 3. Từ dụng cụ gồm ống hút, kéo cốc đựng n−ớc em chế tạo bình bơm n−ớc đơn giản, giải thích ngun lí hoạt động Làm thí nghiệm để kiểm tra ý t−ởng ?

(67)

PhÇn hai NhiƯt häc

Ch−¬ng VI. chÊt khÝ

Bμi 44

Thuyết động học phân tử chất khí Cấu tạo chất

I – Mơc tiªu

1 VỊ kiÕn thức

Có khái niệm lợng chất ; hiểu rõ ràng xác khái niệm mol,

khái niệm số A-vô-ga-đrô

Có thể tính toán tìm số hệ trực tiÕp

– Nắm đ−ợc thuyết động học phân tử chất khí phần chất lỏng cht rn

2 Về kĩ

– Vận dụng kiến thức thuyết động học phân tử chất khí cấu tạo chất để

giải tập vật lí đơn giản

– ơn lại kiến thức học cấu tạo chất lớp

(68)

Hoạt động

– KhÝ Clo sÏ bay sang bình chân

không

Hiện tợng không xảy

nữa

Cỏ nhõn nhn thc c

cần nghiên cứu

Hiện tợng xảy mở van

trên ống thông hai bình ?

Hiện tợng có xảy nh không thay bình chứa khí Clo bình chứa chất lỏng rắn ?

– VËy chÊt khÝ cã tÝnh chÊt vµ cÊu tróc nh− thÕ nµo ? TÝnh chÊt vµ cÊu tróc chất khí khác với chất rắn chất lỏng điểm ?

Hot ng

Nghiên cứu tính chất và cấu trúc chất khí

Hình dáng thể tích chất

khí hình dáng thể tích bình chøa nã

– Qua vÝ dơ trªn, h·y cho biết hình

dáng thể tích chất khí ?

Thơng báo : Tính chất thể tính bành tr−ớng chất khí : Chiếm tồn thể tích bình chứa

– ThĨ tÝch cđa chất khí không giữ

giỏ tr c nh Điều thể qua thí nghiệm :

– Thể tích giảm Thể tích lợng chất khí chøa

trong xilanh thay đổi dùng

Chân không Clo

F

(69)

Chất khí đợc tạo thành từ phân tử chất khí

Giữa phân tử phải có mét

khoảng trống chất khí chịu nén khoảng trống giảm làm cho thể tích khí giảm đáng kể

tay Ên pit-t«ng xng ?

Thơng báo : Chứng tỏ chất khí có tính chịu nén : tăng áp suất tác dụng lên l−ợng khí thể tích giảm đáng kể

– VËy chÊt khÝ cã cÊu tróc nh− mà tăng áp suất tác dụng lên

lợng khí thể tích giảm

đáng kể ? Và chất khí lại cú tớnh bnh trng ?

Định hớng GV :

– Chúng ta học lớp cấu tạo

cđa c¸c chÊt, h·y cho biÕt chất cấu tạo nh ?

Các phân tử đợc xắp xếp nào?

ThĨ tÝch cđa khèi khÝ phơ thc thÕ

nào vào khoảng cách phân tử ?

Giải thích thÕ nµo vỊ tÝnh bµnh

tr−íng cđa chÊt khÝ?

Thơng báo : Để giải thích điều nhà bác học làm thí nghiệm : Quan sát qua kính hiển vi hạt nhỏ lơ lửng khơng khí (ví dụ khói thuốc

lá) ng−ời ta thấy chúng chuyển động

hỗn loạn, chuyển ng Brao-n khụng khớ Chuyn ng ny

đợc tạo nên va chạm phân tử

khớ lên hạt Hạt chuyển động hỗn loạn cho thấy phân tử khí chuyển động hỗn loạn

(70)

khoa học tóm tắt phát biểu thành thuyết động học phân tử

Hoạt động

Tìm hiểu nội dung thuyết động học phân tử chất khí

GV thơng báo nội dung thuyết động học phân tử chất khí

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ – Tóm lại, coi gần đúng: phân

tử chất khí chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng,

chỉ tơng tác với va chạm;

chất khÝ nh− vËy gäi lµ khÝ lÝ t−ëng (theo quan ®iĨm cÊu tróc vi m«)

Hoạt động

Vận dụng thuyết động học phân tử vào chất khí vào chất rắn, chất lỏng

– ë thĨ khÝ, phÇn lín thêi

gian phân tử xa nhau, phân tử chuyển động hỗn loạn phía, chất khí chiếm tồn thể tích bình chứa, khơng có hình dáng thể tích định

– VËn dơng cho c¸c thĨ kh¸c cđa

vật chất, thuyết động học phân tử

thõa nhËn vËt chÊt đợc cấu tạo từ

nhng phõn t (hoc nguyờn tử) chuyển động nhiệt khơng ngừng, cịn khảo sát thêm tác động lực t−ơng tác phân tử

– Hãy vận dụng thuyết động học phân

tử để giải thích tính bành tr−ớng chất khí ?

Bổ xung thêm : thể khí, phần lớn thời gian phân tử xa nhau, lực t−ơng tác phân tử yếu

(71)

tử ln ln có phân tử khác gần, phân tử đ−ợc xếp với trật tự định có liên kết mạnh hai phân tử lân

cận Vì hai lẽ nên lực t−ơng

tác phân tử phân tử lân cận mạnh, giữ cho phân tử không xa mà dao động quanh vị trí cân Kết chất rắn chất lỏng tích xác định

tớch xỏc nh chất rắn lỏng ? GV bổ xung thêm: chất lỏng tích xác định, nh−ng hình dạng lại khơng xác định :

ở thể rắn, vị trí cân phân tử cố định, nên vật rắn có hình dạng xác định

ở thể lỏng, vị trí cân phân tử dời chỗ sau khoảng thời gian trung bình vào khoảng 1011s Vì dời chỗ vị trí cân nên chất lỏng khơng có hình dạng xác định mà chảy có hình dạng phần bình chứa

Hot ng

Ôn lại khái niệm lợng chÊt vµ mol

Cã NA = 6,02.10 23

mol1 gọi số A-vô-ga-đrô

Trong 12g nguyên tử cacbon 12

có nguyên tử cacbon 12 ?

Thông báo : L−ỵng chÊt chøa

một vật đ−ợc xác định theo số phân tử hay nguyên tử chứa vật chất Ng−ời ta định nghĩa mol, đơn vị l−ợng chất chất bất òi nh− sau :

1 mol l−ợng chất có chứa

một số phân tử hay nguyên tử số nguyên tử chứa 12g cacbon 12 Thờng đợc kí hiệu chữ Hy Lạp

(c l muy)

Khối lợng mol chất

đợc đo b»ng khèi l−ỵng cđa mét mol chÊt Êy

– Khối l−ợng mol đ−ợc xác định nh− ?

Thông báo : Thể tích mol chất

đợc đo thể tích mol chất

ấy điều kiện chuẩn (0oC 1atm)

(72)

0 A

m N

μ =

số mol ν (đọc nuy) chứa khối l−ợng m chất

m

=

số phân tử (hay nguyên tử) N cã khèi l−ỵng m cđa mét chÊt :

A A

m

N = Nν = N

μ

22,4l/mol hay 0,0224 m3/mol

Từ khối lợng mol số

A-vô-ga-đrô NA cã thĨ suy khèi l−ỵng m0 cđa

một phân tử hay nguyên tử chất nh thÕ nµo ?

– Cách xác định số mol ?

Hoạt động

– Trình bày thuyết động học phân tử ?

Giải thích chất khí có tính

bành trớng chất rắn lỏng

kh«ng ?

(73)

Bμi 45

định luật bơi-lơ - ma-ri-ốt

I – Mơc tiªu

– Từ đặt vấn đề GV, HS đề xuất đ−ợc dự đoán mối quan hệ thể tích áp suất l−ợng khí định nhiệt độ khơng đổi

– D−ới định h−ớng GV, HS đề xuất đ−ợc ph−ơng án thí nghiệm kiểm tra dự đốn

– Quan sát theo dõi thí nghiệm, từ suy định luật Bơi-lơ – Ma- ri-ốt

– Biết vẽ đ−ờng biểu diễn phụ thuộc áp suất nhiệt độ đồ thị

– Có thái độ khách quan theo dõi thớ nghim

2 Về kĩ

ỏp dụng định luật để làm số tập đơn giản Biết vận dụng định luật để giải thích t−ợng bơm khí (ví dụ : bơm xe đạp)

Chuẩn bị thí nghiệm Bôi-lơMa-ri-ốt

Mt cỏi bơm xe đạp

– Để thay đổi áp suất khối khí ta kéo bơm lên ấn bm xung,

Nêu tính chất chất khÝ ?

(74)

khi thể tích thay đổi theo

Cá nhân nhận thức vấn đề cần nghiên cứu

thể tích có thay đổi khơng ? Đặt vấn đề : Qua thí nghiệm ta thấy nhiệt độ định thể tích khối khí thay đổi áp suất thay đổi Sự thay đổi có tuân theo quy luật khơng? Nếu có biểu thức tốn học môt tả quy luật ?

Hoạt động

Xây dựng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt

Dự kiến câu trả lời HS :

Phơng án :

áp suất tăng tØ lƯ nghÞch víi thĨ

tÝch : p pV = const

V

∼ ⇒

– Cần bình kín để đựng

khối khí, để đo áp suất khối khí cần có áp kế Thay đổi áp suất đo thể tích t−ơng ứng khối khí

Dùng bơm giống bơm xe đạp

GV yêu cầu HV trao đổi đ−a dự

đoán thay đổi thể tích áp suất thay đổi

– Sự thay đổi thể tích áp suất thay đổi đ−ợc thể biểu thức

toán học nh− nào? Hãy đề xuất

ph−ơng án thí nghiệm để kiểm tra

– Thay i ỏp sut bng cỏch no ?

Cá nhân tiÕp thu

GV giíi thiƯu bé thÝ nghiƯm nh− hình vẽ Thông báo : Khối khí khảo s¸t

đ−ợc đựng bình B Để đo áp sut

của khối khí ta có áp kế đợc g¾n ë

đỉnh bình Để thay đổi áp suất khối khí ta có máy bơm nối với bình A để thay đổi áp suất A qua thay đổi áp suất khí B

Máy bơm

(75)

Đo chiều cao cđa cét khÝ, lÊy chiỊu cao nh©n víi diƯn tÝch S

cột khí ta đợc thể tích cña

khèi khÝ

HS ý quan sát để ghi lại kết thí nghiệm

– Để đo thể tích khối khí ta phải

lµm thÕ nµo ?

GV tiÕn hµnh thÝ nghiƯm

Kết luận : Đúng với dự đoán lµ

thể tích thay đổi tỉ lệ nghịch với áp suất với sai số khoảng 10%

ở nhiệt độ khơng đổi tích áp

suất p thể tích V l−ợng khí xác định số : pV = const

– Tõ b¶ng kÕt qu¶ thÝ nghiƯm h·y tÝnh sai sè vµ rót kÕt ln ?

Vậy gần ta kết luận : p1V1 = p2V2 = p3V3 = const

Bằng thí nghiệm tinh vi khẳng định kết nh− với độ xác cao

Thông báo : Biểu thức biểu thức định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ơt

– Phát biểu định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt

Vận dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt

a) V0 = 0,1 thÓ tÝch mol = 2,24l

Toạ độđiểm A : V0 = 2,24l ;

p0 = atm

b) Toạ độđiểm B : V1 = 1,12l ; p1 = atm

GV phát phiếu học tập cho HS Yêu cầu hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết

c) Theo định luật Bôi-lơ–Ma-ri-ốt

A B

O p0

V1 p

(atm)

(76)

pV = const = p0V0 = 2,24 l.atm,

từ suy p =2, 24 V ⋅ (p tính atm, V tính lít)

– Đ−ờng biểu diễn trình nén đẳng nhiệt mục b cung hypebol AB

Hoạt động

C¸ nh©n nhËn nhiƯm vơ häc tËp

– Phát biểu nh lut Bụi-l Ma-ri-t

Làm câu phiÕu häc tËp ?

– Lµm bµi tËp 1, 2, 3, 4, SGK

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Xét 0,1 mol khí điều kiện chuẩn : ¸p suÊt p0 = atm = 1,013.105 Pa,

nhiệt độ t0 = o

C

a) Tính thể tích V0 chất khí Vẽ đồ thị p –V điểm A biểu diễn trạng thái nói

b) Nén khí giữ nhiệt độ khơng đổi (nén đẳng nhiệt) thể tích khí V1 = 0,5V0 áp suất p1 khí ? Vẽ đồ thị điểm B biểu diễn trạng thái

c) Viết biểu thức áp suất p theo thể tích V trình nén đẳng nhiệt mục b Vẽ đ−ờng biểu diễn Đ−ờng biểu diễn có dạng ?

Câu 2. Khi nén đẳng nhiệt :

a) Số phân tử đơn vị thể tích tăng tỉ lệ thuận với áp suất b) Số phân tử đơn vị thể tích khơng đổi

(77)

Bμi 46

định luật sác-lơ nhiệt độ tuyệt đối

I – Mơc tiªu

– Đề xuất đ−ợc dự đoán ph−ơng án thí nghiệm để kiểm tra dự đốn

Quan sát theo dõi thí nghiệm, rút nhận xét phạm vi biến thiên

nhiệt độ thí nghiệm tỉ số p

t

Δ

Δ không đổi Thừa nhận kết

phạm vi biến đổi nhiệt độ lớn hơn, từ suy p=p0− + γ(1 t)

– Nắm đ−ợc khái niệm khí lí t−ởng, nhiệt độ tuyệt đối, hiểu đ−ợc ý nghĩa nhiệt độ

– Biết vận dụng khái niệm nhiệt độ tuyệt đối để phát biểu định luật Sác-lơ d−ới dạng p = Bt

– Có thái độ khách quan theo dừi thớ nghim

2 Về kĩ

– áp dụng định luật để làm số n gin

– Chuẩn bị thí nghiệm nghiên cứu định luật Sác-lơ

– Vì trời nắng nhiệt độ chất khí săm xe tăng cao

– Giải thích săm xe đạp d b

nổ vào trời nắng ?

(78)

làm cho áp suất tăng cao săm xe dễ nổ

cần nghiên cứu

thy thể tích định nhiệt độ khối khí thay đổi áp suất thay đổi Sự thay đổi có tn theo quy luật khơng ? Nếu có biểu thức tốn học diễn tả quy luật biến đổi ?

Hoạt động

Xây dựng định luật Sác-lơ

Dự kiến phơng án trả lời HS :

Dự đoán 1 : Nhiệt độ áp suất tỉ lệ thuận với

Dự đoán 2 : Độ tăng áp suất độ tăng nhiệt độ tỉ lệ thuận với

– Nhiệt độ áp suất tỉ lệ thuận với : p = B

t

– Độ tăng áp suất độ tăng nhiệt độ tỉ lệ thuận với : p = B

t

Δ Δ

– Nêu dự đoán thay đổi áp

suất nhiệt độ thay đổi ?

– Điều đ−ợc biểu diễn biểu

thøc to¸n häc nh− thÕ nµo ?

– Phải có bình chứa khối khí, thay đổi nhiệt độ khối khí đo áp suất t−ơng ứng Đo áp suất áp kế, đo nhiệt độ nhiệt kế

– Hãy đề xuất ph−ơng án thí nghiệm

để kiểm tra dự đốn vừa nêu ?

GV giíi thiƯu bé thÝ nghiƯm nh− h×nh

(79)

– Cho dòng điện chạy qua dây

mayxo, dây nóng lên, lµm n−íc

nãng vµ trun nhiƯt vµo khèi khÝ bình

Quạt quấy nớc làm cho nhiệt

độ khối khí đ−ợc HS ghi kết thí nghiệm, ý : h = mm ứng với giá trị :

3

p = gh

= 1000kg/m 0, 001m = 10Pa

Xét lợng khí chứa bình A cã

thể tích khơng đổi (vì mực n−ớc nhánh trái ống hình chữ U ln giữ số 0) Nhiệt kế T đo nhiệt độ khí bình A

GV cho HS t×m hiĨu bé thÝ nghiÖm :

– Để tăng nhiệt độ khối khí ta phải làm ?

– Quạt quấy nớc có tác dụng ? GV thao t¸c thÝ nghiƯm

GV u cầu HS ghi lại nhiệt độ áp suất ban đầu khí bỡnh A Cho

dòng điện qua R quạt khuÊy n−íc

để tăng nhiệt độ khí Δt Ngắt điện,

chờ ổn định nhiệt độ Đo độ chênh lệch mực n−ớc h t−ơng ứng Từ h tính độ tăng áp suất Δp

– Kết kiểm tra dự đốn : Nhiệt độ khơng tỉ thuận vi ỏp sut

Đúng với dự đoán : p= B

t

Δ

Δ (1)

– Tõ b¶ng kÕt qu¶ thÝ nghiƯm, h·y tÝnh toán kiểm tra dự đoán

– Nếu cho nhiệt độ biến đổi từ 0oC đến toC : Δt = t = t

Độ biến thiên áp suÊt t−¬ng øng :

0

p = p p

Δ −

Thông báo : Làm nhiều thí nghiệm với l−ợng khí khác số B khác Vì B số l−ợng khí định

Dựa vào nhiều thí nghiệm xác hơn, phạm vi đo rộng hơn, thừa nhận hệ thức (1) với độ biến thiên nhiệt độ Δt khác

– Nếu cho nhiệt độ biến đổi từ 0oC đến

toC độ biến thiên nhiệt độ áp

(80)

trong p p0 áp suất khí

lần l−ợt nhiệt độ toC 0oC thay biểu thức nói Δp

Δt vµo (1) ta cã : p – p0 = Bt

hay : 0 t 0

0

B

p = p + B = p (1 + t)

p ⋅

Thụng bỏo : Nhà vật lí Sác-lơ làm thí nghiệm với nhiều chất khí khác phát ta tỉ số

0

B

p mà ông

kớ hiệu đọc γ (gama) có chung

một giá trị chất khí nhiệt độ :

0

B

= =

p 273

γ (2)

Thông báo nội dung định luật Sac-lơ Biểu thức : p = p (1 + t)0 α

γ có giá trị nh− chất

khí nhiệt độ :

273

γ = ⋅

Hoạt động

Tìm hiểu khái niệm khí lí t−ởng t−ởng nhit tuyt i

Khi t= − = −1 273 Co

chất khí

có áp suất

– Để mơ tả tính chất chung tất chất khí ng−ời ta đ−a mơ hình khí lí t−ởng : khí tn theo hai định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt định luật Sác-lơ Các khí thực có tính chất gần nh− khí lí t−ởng, áp suất thấp coi khí thực nh− khí lí t−ởng

– Từ định luật Sác-lơ, cho biết chất khí có áp suất ?

(81)

Ng−ời ta coi nhiệt độ – 273oC nhiệt

độ thấp đạt đ−ợc gọi khơng độ tuyệt đối

C¸ nhân tiếp thu, ghi nhớ

Vì 0oC nhiÖt giai

Xen-xi-út t−ơng ứng với 273K nhiệt giai Ken-vin, khoảng cách nhiệt độ hai nhiệt giai nên ta có cơng thức liên hệ :

T = t + 273 (4)

⇒ t = T – 273 thay vµo biĨu thøc

của định luật Sác-lơ ta đ−ợc :

0

T - 273 p

p = p + = T

273 273

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠

0

p

273 lµ mét h»ng sè nªn ta cã : p

T =h»ng sè (5)

Thông báo : Ken-vin đề xuất nhiệt giai mang tên ông Trong niệt giai khoảng cách nhiệt độ ken-vin (kí

hiƯu 1K) khoảng cách 1oC

Khụng tuyt đối (0K) ứng với nhiệt

độ –273oC Nhiệt độ nhiệt giai

Ken-vin gọi nhiệt độ tuyệt đối Viết biểu thức định luật Sác-lơ nhiệt giai Ken-vin ?

Định hớng GV :

– Tìm biểu thức quan hệ nhiệt độ

trong nhiệt giai Ken-vin nhiệt độ nhiệt giai Xen-xi-ỳt ?

Thay biểu thức vào công thức cđa

định luật Sác-lơ

Thơng báo : Biểu thức (5) biểu thức định luật Sác-lơ nhiệt giai Ken-vin

Hoạt động

– Phát biểu định luật Sác-lơ ?

– Viết biểu thức định luật Sác-lơ

trong nhiƯt giai Xen-xi-ót vµ nhiƯt giai Ken-vin ?

Yêu cầu HS làm tập phiếu học tập

(82)

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Biểu thức sau không phù hợp với định luật Sac-lơ ?

A p const

T =

B p

T

∼ ⋅

C p=p0(1+ αt )

D

1

p p

T = T ⋅

Câu 2. Hiện t−ợng sau có liên quan đến định luật Sac-lơ ? A Quả bóng bàn bị bẹp nhúng vào n−ớc nóng, phồng lên nh− cũ B Thổi khơng khí vào bóng bay

(83)

Bμi 47

Ph−ơng trình trạng thái khí lí t−ởng định luật gay luy-xác

I – Mơc tiªu

– Biết cách tổng hợp kết định luật Bôi-lơ–Ma- ri-ốt định luật Sác-lơ để tìm ph−ơng trình thể phụ thuộc lẫn ba đại l−ợng : Thể tích, áp suất nhiệt độ l−ợng khí xác định

– Biết cách suy định luật phụ thuộc thể tích l−ợng khí có áp suất khơng đổi vào nhiệt độ nó, dựa vào ph−ơng trình trạng thái

– Cã sù thÝch thó dïng suy diƠn t×m mét quy luật

2 Về kĩ

Rèn luyện cho HS kĩ giải toán phơng trình trạng thái

II Chuẩn bị Học sinh

– Ơn lại định luật Bơi-lơ–Ma-ri-ốt định luật Sác-lơ, định luật khí lí t−ởng

– Phát biểu định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt định luật Sác-lơ ?

xét l−ợng khí xác định, trạng

(84)

Cá nhân nhận tức đ−ợc vấn đề học

trên biến đổi Trong hai

tr−ớc, ta giữ cho đại

l−ợng không đổi xét phụ thuộc

lẫn hai đại l−ợng Trong

bµi nµy ta tổng hợp kết hai

trc tìm cơng thức thể

phụ thuộc lẫn ba đại l−ợng

Êy Chóng ta học : Phơng trình

trạng thái khí lí tởng tởng Định luật Gay Luy-xác

Hot ng

Thiết lập phơng trình trạng

th¸i cđa khÝ lÝ t−ëng GV giao nhiƯm vơ cho GV :

KÝ hiÖu p1, V1, T1 áp suất, thể tích,

v nhit ca l−ợng khí mà ta xét

trạng thái Thực trình chuyển sang trạng thái có áp suất p1, thể tích V2 nhiệt độ T2 Tìm

mối liên hệ giá trị ?

áp dụng định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ơt cho q trình đẳng nhiệt (1)

→(2'), ta cã :

p1V1 =p'2V1 (1)

áp dụng định luật Sác-lơ cho

trình đẳng tích ( )2' →( )2 , ta có :

'

2 1

2

2 2

p T T

p P (2)

p =T ⇒ = T

Thay (2) vào (1) ta đợc : 1 2

1

p V p V

=

T T (3)

Định hớng GV :

Quỏ trỡnh biến đổi từ trạng thái

sang trạng thái 2' trình biến đổi

thế ? Có thể áp dụng định luật ?

– Quá trình biến đổi từ trạng thái 2'

sang trạng thái trình biến đổi nh− ? Có thể áp dụng định luật ?

1

2’ p

(atm)

p1 p2 p'2

(85)

pV

T = h»ng sè (4)

HS viÕt l¹i : pV const

T =

Việc chọn trạng thái 1, bất kì, ta viết lại phơng trình (3) nh ?

Thông báo : Phơng trình (4) mà

chúng ta vừa xây dựng đợc gọi

phơng trình trạng khí lí tởng Hằng số phía phải kí hiệu C, phụ thuộc vào lợng khí mà ta xét

Hot ng

Từ ph−ơng trình trạng thái khí lí t−ởng suy ph−ơng trình của định luật Gay Luy-xác Làm tập vận dụng

áp dụng ph−ơng trình trạng thái khí lí t−ởng p khơng đổi ta có :

V

T =hằng số (5) Cá nhân phát biểu : Thể tích V khối khí có áp suất không đổi tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối ca khớ

áp dụng phơng trình trạng thái :

1 2

1

p V p V

=

T T

ta suy : 2 1

2

p T

V = V

p T

⋅ ⋅

= 200 + 273 309 lÝt ( )

0, 27 + 273

⋅ ⋅ ≈

– Trong hai học tr−ớc xét phụ thuộc p vào V nhiệt độ không đổi, phụ thuộc p vào nhiệt độ thể tích khơng đổi Nếu

nh− p khơng đổi phụ thuộc

thể tích vào nhiệt độ nh− ? Định h−ớng GV :

– Sử dụng ph−ơng trình trạng thái khí lí t−ởng để tìm mối liên hệ V vào t áp suất p khơng đổi

Thơng báo : Đó biểu thức định luật Gay Luy-xác Định lut ny

đợc nhà bác học Gay Luy-xác tìm

bằng thực nghiệm năm 1802

Phỏt biểu định luật Gay Luy-xác

– GV ph¸t phiÕu học tập yêu cầu

(86)

Hot động

Viết phơng trình trạng thái khí lí tởng ?

Từ phơng trình trạng thái khí lí

tng suy biểu thức định luật

Bôi-lơ – Ma-ri-ơt định luật Sác-lơ ?

– Lµm bµi tập nhà 1,2 SGK

Ôn lại kiến thức thể tích mol,

phơng trình trạng thái

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Đối với l−ợng khí xác định, q trình sau đẳng áp ? A Nhiệt độ khơng đổi, thể tích tăng

B Nhiệt độ khơng đổi, thể tích giảm

C Nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ D Nhiệt độ giảm, thể tích tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ

Câu 2. Một bóng thám khơng tích V1 = 200l nhiệt độ t1 = 27

C trªn

mặt đất Bóng đ−ợc thả bay lên đến độ cao mà áp suất khí

quyển cịn 0,6 áp suất khí mặt đất nhiệt độ t2 = 5oC

(87)

Bμi 48

Ph−ơng trình cla-pê-rơn – men-đê-lê-ép

I – Mơc tiªu

– Nắm đ−ợc cách tính số vế phải ph−ơng trình trạng thái, từ dẫn đến ph−ơng trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ép

– Có thận trọng việc dùng đơn vị gặp ph−ơng trình chứa nhiều đại l−ợng vật lớ khỏc

2 Về kĩ

– Biết vận dụng ph−ơng trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ép để giải tốn đơn

gi¶n

II – Chn bị Học sinh

Học sinh ôn lại kiến thức thể tích mol, phơng trình trạng thái, trả lời câu hỏi 52

Hai phơng trình trạng thái hai khối khí khác

Đối với khối khÝ thø nhÊt : pV C1

T =

§èi víi khèi khÝ thø hai :

Phơng trình trạng thái cho biết

ph thuộc lẫn ba đại l−ợng

đặc tr−ng cho trạng thái cân

một l−ợng khí, là: áp suất p, thể

tích V, nhiệt độ T (p, V, T cịn gọi ba thơng số trạng thái l−ợng khí)

NÕu cho hai khối khí có khối lợng

khí khác hai phơng trình

(88)

pV = C2 T

hai số C1và C2khác

Hai h»ng sè cña hai khèi khÝ cã khèi

lợng khác khác Hằng

s ú phụ thuộc vào yếu tố ? Làm để tìm đ−ợc phụ thuộc ?

Hoạt động

Thiết lập ph−ơng trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ep

HS hoạt động cá nhân

áp dụng phơng trình trạng

thỏi khớ lí t−ởng ta có : C = pV T Đặt khối khí điều kiện tiêu chuẩn, ta có:

¸p st p0 = 1amt = 1,013.10

Pa nhiệt độ T0= 273K (tức

oC)

– Muèn biÕt h»ng sè C phơng

trình trạng thái khí lí tởng phụ thuộc vào yếu tố ta phải tính

h»ng sè C cđa khèi l−ỵng khÝ nhÊt

định no ú

Tính số C phơng trình

trạng thái khí lí tởng m (g) chất khí

Định hớng GV :

Để tính C ta phải áp dụng phơng

trình nµo ?

– Hằng số C có thay đổi khơng

nh− ta đặt khối khí điều kiện nhiệt độ, áp suất ?

– Nếu số C khơng thay đổi ta

có thể đặt khối khí điều kiện đặc biệt để tính đ−ợc áp suất, nhiệt độ tuyệt đối, thể tích ?

– ThĨ tÝch V0 cđa khèi khÝ b»ng ν

lÇn thĨ tích mol khí điều kiện tiêu chuÈn, tøc lµ: V0 = ν.22,4 (l/mol)

= .0,0224 (m3/mol)

Thay vào phơng trình trên, ta cã :

0 0

p V C =

T

– Ta đặt khối khí điều kiện

(89)

5

1, 013.10 0, 0224 Pa m =

273 K mol

R

⎛ ⎞

ν ⎜⎜ ⋅ ⎟⎟

⎝ ⎠

= ν

Trong R = 8,31

3 Pa m K mol ⎛ ⎞ ⋅ ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

Thay C = R vào phơng trình

trạng thái khí lí tởng thu

đợc phơng trình :

pV = pV = RT = mRT

μ

Thông báo : Hằng số R = 8,31 J/mol.K số có giá trị nh− chất khí, R gọi số chung khí Tính đ−ợc số C, thay vào ph−ơng trình trạng thái khí lí t−ởng ta đ−ợc ph−ơng trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ep

Hoạt động

VËn dông C©u

p = 105 (Pa), V = 0,200 (m3/ mol),

T = (273 + 27) K Theo phơng trình (2) :

5

m pV 10 0,

= = = 16g

RT 8, 31.(273 + 27)

μ

Khối lợng khí bóng 16g

GV phỏt phiếu học tập yêu cầu HS hoạt động cá nhân sau báo cáo kết câu câu phiếu học tập

C©u

Xét v mol khí, lợng khí chứa số phân tử N

N = vNA (NA số A-vô-ga-đrô) áp suất tính từ (2) :

A A

A

N R

p = RT = T

V V N

N R

= T

V N

ν ν

Định hớng GV :

ỏp dng phng trỡnh để tính p ?

– Cã thĨ biĨu diƠn sè ph©n tư khÝ theo sè mol nh− thÕ nµo ?

– Ng−ời ta th−ờng đặt :

23 A

R 8, 31

k = =

N 6, 02.10

(90)

N

V số phân tử n

mt đơn vị thể tích

Ta cã : P = nkT (4)

– Có thể tính áp suất theo mật độ phân

tư khÝ vµ h»ng số Bôn-xơ-man nh

nào ?

Hot ng

C¸ nh©n nhËn nhiƯm vơ häc tËp

HS hoạt ng cỏ nhõn sau ú bỏo

cáo kết câu

So sánh phơng trình trạng thái

khí lí tởng thái khí lí tởng

phơng trình chất Cla-pê-rôn

Men-ờ-lờ-ep, phng trỡnh sau có thêm nội dung so với ph−ơng trình tr−ớc ?

– Lµm bµi tËp vỊ nhµ 1, 2, SGK

Ôn lại khái niệm thể tích mol, phơng trình trạng thái, trả lời câu hỏi 2, 47

Phiếu học tËp

Câu 1. Tính khối l−ợng khí bóng thám khơng tích 200l, nhiệt độ t = 27oC Biết khí hiđro có khối l−ợng mol μ = g/mol áp

suất khí mặt đất 100 kPa

Câu 2. Tìm phụ thuộc áp suất p chất khí vào số phân tử khí n có đơn vị thể tích (cịn gọi mật độ phân tử khớ)

Câu 3. Hằng số chung R khí có giá trị :

A tích ¸p st vµ thĨ tÝch cđa mét mol khÝ ë 0oC B tích áp suất thể tích chia cho sè mol khÝ ë 0oC

C tích áp suất thể tích mol khí nhiệt độ chia cho nhiệt độ

D tích áp suất thể tích mol khí nhiệt độ

Bμi 49

(91)

I – Mơc tiªu

– Sau làm tập thuyết ch−ơng, học sinh có kĩ giải tập chất khí, biết vận dụng định luật thích hợp từ đơn giản (3 định luật

chất khí) đến phức tạp (Ph−ơng trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ep), biết dùng

đúng đơn vị ph−ơng trình, biết vẽ đ−ờng biểu diễn số trình vật lí đồ thị p – V, V T, p T

2 Về kĩ

Rèn luyện cho HS kĩ giải toán vật lí

II Chuẩn bị Học sinh

Ôn lại khái niệm thể tích mol, phơng trình trạng thái, trả lời câu hỏi 2, cđa bµi 47

1. Trong trình biến đổi có

một thơng số khơng đổi

a) Nhiệt độ T không đổi (đẳng nhiệt)

Dạng tổng quát tập chất

khí viết nh sau: biết thông số trạng thái p1, V1, T1 trạng thái ban

đầu lợng khí; sau trình

bin đổi, trạng thái cuối thơng số có giá trị p2, V2, T2 mà số ch−a biết, cần phải tính

– Trong q trình biến đổi có

nhiệt độ khơng đổi áp dụng định luật để làm tập ? T = số T1 = T2

(92)

hc

2

p V

=

p V

b) Thể tích V khơng đổi (đẳng tích) V1 = V2

áp dụng định luật Sác-lơ p = Bt

hc

1

p p

=

T T ⋅

– Trong q trình biến đổi

tích khơng đổi áp dụng định luật để làm tập ?

c) áp dụng định luật Gay

Luy-x¸c V

p = h»ng sè hc

1

V V

=

T T ⋅

2. Trong trình biến đổi,

cả ba thơng số biến đổi

không cần biết đến khối l−ợng

của chất khí dùng phơng

trình trạng thái dới dạng

pV

T =hằng số

1 2

1

p V p V

=

T T ⋅

– Trong q trình biến đổi có áp

suất khơng đổi áp dụng định luật để làm tập ?

– Trong trình biến đổi, ba

thơng số biến đổi không cần

biết đến khối l−ợng chất khí

chóng ta cã thĨ ¸p dụng phơng trình

no lm bi ?

3. Cần tính khối lợng chất

khí, cho khối lợng

cht khớ lm kiện để tính đại l−ợng khác dùng ph−ơng trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ep : pV = mRT

Nếu cần tính khối lợng chất

khí, cho khối lợng chất khí

làm kiện để tính đại l−ợng

khác áp dụng phơng

trỡnh no để làm tập ?

Bài học hôm vận dụng lí thuyết để làm số tập

Hoạt động

Lµm bµi tËp vỊ chÊt khÝ

Cá nhân giải tập, đại diện lên bảng trình bày

GV yêu cầu HS làm tập SGK

Định hớng GV :

Câu

a) Gọi m1 m2 khối lợng oxi bình trớc sau dùng,

(93)

V dung tích bình áp dụng

phơng trình Cla-pê-rôn -

Men-ờ-lờ-ep cho lng khớ oxi cú

khối lợng m1 m2, ta có hai phơng trình :

1

m

p V = RT

μ vµ 2

m

p V = RT

μ

Chia vế phơng trình

trớc cho phơng trình sau :

1

2 2

p m T

=

p m ⋅T

– Cần phải áp dụng ph−ơng trình Cla-pê-rơn – Men-đê-lê-ep cho khối khí no ?

Từ hai phơng trình Cla-pê-rôn

Men-đê-lê-ep hai khối khí tr−ớc sau sử dụng, tìm mối quan hệ khối l−ợng hai khối khí ?

1

2

m p T

=

m p T

⇒ ⋅

15 273 +

= = 2, 71

5 273 + 37 (1)

Mặt khác :

1 2

m - m = M - M = kg (2) (1) vµ (2) ⇒ 2,71m2 – m2 = kg

⇒ m2 = 0,85 71 ,

1 =

kg

– Có thể tìm đ−ợc mối quan hệ thứ hai khối l−ợng hai khối khí khơng ?

b) Dung tÝch V cđa b×nh

2

6

3

m RT 0,58.8, 31.280

V

p 0, 032.5.10

0, 0084m 8, (l)

= =

μ

= =

Câu 2. Thể tích V khí phụ thuộc vào nhiệt độ T nh− sau :

5

m R 10 8, 31

V = T = T

m p⋅ ⋅ 10

– T×m sù phơ thc cđa thĨ tÝch vµo

nhiệt độ ?

Nhận xét đờng biểu diễn

trỡnh đẳng áp đồ thị p – V, p – T, V – T ?

-4

V≈2, 08.10 T

Víi T0 = 300 K th×

– Muốn vẽ đ−ợc đ−ờng biểu diễn đồ thị phải xác định

(94)

V0 = 0,0624 m3 = 62,4 lít biểu diễn đó.

GV cho HS lên bảng vẽ hình tơng øng

Trên đồ thị p - V p - T ng

biểu diễn nửa đờng thẳng

song song với trục hoành, kéo dài cắt trục tung (áp suất) điểm có tung độ p0 = 10

5 Pa

Các điểm xuất phát hai đồ thị (62,4l ; 105Pa) (300 K ;

105Pa)

Trên đồ thị V - T ng biu din

là nửa đờng thẳng kéo dài qua

gc ta O, dc 2,08.104 v

điểm xuất phát (62,4l ; 300K)

Câu 3. Làm giống câu

Cõu 4. áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức :

0

p T

=

p T

– áp dụng định luật để tìm mối

quan hệ áp suất thể tích ?

Hc

5

0

p 10 1000

p = T = T = T

T 300

H×nh vÏ :

A V

62,4l

O 300K T(K) A

O 300K T(K) p

105Pa

A

O 62,4 V(l) p

(95)

Đ−ờng biểu diễn nửa đ−ờng thẳng kéo dài qua gốc tọa độ, độ dốc 1000

3 ⋅

Hoạt động

Yêu cầu HS nhắc lại : Khi áp

dụng định luật hai ph−ơng trình

về chất khí ?

Làm tập trắc nghiệm

SGK

Chơng VII

chất r¾n vμ chÊt láng Sù chun thĨ

Bμi 50 Chất rắn

I Mục tiêu

– Phân biệt đ−ợc chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình dựa vào hình dạng bên ngồi, t−ợng nóng chảy cấu trúc vi mô chúng

– Biết đ−ợc vật rắn đơn tinh thể vật rn a tinh th

Có khái niệm sơ bé vỊ m¹ng tinh thĨ

– Hiểu đ−ợc chuyển động nhiệt chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình

A p

105Pa

(96)

Có khái niệm tính dị hớng tinh thể; giải thích đợc vật rắn đa tinh thể lại tính dị hớng

2 Về kĩ

Giải thích tợng vật lí liên quan

Mô hình muối ăn, mô hình tinh thể kim cơng, mô hình tinh thể than chì (nếu mô hình chuẩn bị h×nh vÏ to)

– Kính lúp, đèn pin, muối hạt to, muối tinh, vụn nhựa thông

Häc sinh

– Ôn lại thuyết động học phân tử vật chất

– Phát biểu thuyết động học phân tử

vÒ chÊt khÝ ?

– Phát biểu thuyết động học phân tử

cña vËt chÊt ?

Tùy theo điều kiện bên ngoài, vật chất tồn ba trạng thái: rắn, lỏng, khí (hơi) Ta khảo sát trạng thái khí ch−ơng trên, sau ta lần l−ợt khảo sát trạng thái rắn lỏng

Hoạt động

Tìm hiểu chất rắn kết tinh chất rắn vụ nh hỡnh

Hình dạng muối ăn thạch anh có cạnh thẳng, mặt phẳng, góc đa diện

(97)

Nhựa thông hắc ín hình dạng cụ thể

Có thể phân chất rắn thành hai

loại

Cá nh©n tiÕp thu, ghi nhí

– Nh− vËy ta phân chất rắn

thành loại ?

Thông báo : Chất rắn nh− thạch anh muối ăn gọi chất rắn kết tinh Còn chất rắn nh− nhựa thơng hắc ín gọi chất rắn vơ định hình

Một số chất (nh− đ−ờng, l−u huỳnh ) chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình tùy thuộc vào việc ng−ời ta làm chúng rắn lại nh−

VÝ dơ : §un l−u hnh kÕt tinh cho

nóng chảy 350oC làm nguội đột

ngt bng cỏch lu hunh núng

chảy vào nớc lạnh ta có lu huỳnh

vụ nh hình, ta để l−u huỳnh

nguội đơng đặc ta có l−u huỳnh kết tinh

Hoạt động

Tìm hiểu khái niệm tinh thể mạng tinh thể, vật rắn đơn tinh thể vật rắn đa tinh th

Dự đoán 1 : Muối ăn có dạng hình học nhựa thông dạng hình học

Dự đoán 2 : Cả muối ăn vµ nhùa

thơng khơng có dạng hình học Sau đập vụn, dùng kính lúp để quan sát vụn muối ăn vụn nhựa thông

HÃy dự đoán xem, dùng búa đập vụn muối ăn đập vụn cục nhựa thông hình dạng hạt vụn nh ?

Hãy đề xuất ph−ơng án kiểm tra ? GV phát dụng cụ thí nghiệm cho HS, yêu cầu HS quan sát theo nhóm vụn nhựa thơng đập sẵn muối tinh (coi nh− muối to đập nhỏ), sau đại diện nhóm lên báo cáo kết Kết : Vật rắn kết tinh dù bị vỡ

nhỏ có dạng hình học

(98)

Nu không để ý đến chất hạt tạo thành tinh thể mà để ý đến cách xếp, cách phân bố hạt khơng gian ta đến khái niệm mạng tinh thể

– H¹t mạng tinh thể iôn

dơng hay âm, nguyên tử, phân tử

Ví dụ : Hạt mạng tinh thể muối

ăn iôn dơng iôn âm Hạt

mạng tinh thể kim cơng nguyên tử Hạt mạng tinh thể cacboníc phân tử (GV cho HS xem hình vẽ sè m¹ng tinh thĨ)

GV thơng báo khái niệm lực t−ơng tác nút mạng, vật rắn đơn tinh thể vật rắn đa tinh thể

Hoạt động

Nghiên cứu chuyển động nhiệt của chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình Tính dị h−ớng của tinh thể

Nhận xét : Các hạt chuyển động nhiệt khơng ngừng Nhiệt độ tăng chuyển động mnh lờn

– Nhận xét chuyển động

hạt chất rắn kết tinh chất rắn vô định hỡnh ?

(99)

thì trật tự dần Tách than chì theo lớp phẳng

thì dễ dàng nhiều so với việc

tách than chì theo phơng

khác Vì tinh thể than chì có nguyên tử bon xếp thành mạng phẳng song song Liên kết nguyên tử cácbon mạng phẳng vững liên kết hai nguyên tử cácbon hai mạng phẳng khác

GV cho HS quan sỏt mng tinh thể than chì, đặt câu hỏi : tách than chì theo ph−ơng dễ dàng ? Tại ?

GV thơng báo tính chất đặc tr−ng tinh thể, tính dị h−ớng

Chú ý : Vật rắn vơ định hình khơng có tính dị h−ớng khơng có cấu tạo tinh thể

Hoạt động

Cá nhân nhËn nhiƯm vơ häc tËp

– So sánh cấu trúc vật rắn kết tinh với cấu trúc vật rắn vơ định hình ?

– Mơ tả chuyển động nhiệt chất rắn

kết tinh chất rắn vụ nh hỡnh ?

Tại tính dị hớng lại vật rắn đa tinh thể ?

Trả lời câu hỏi SGK

Ôn lại số kiến thức nh− : đơn vị Pa, lực đàn hồi, hệ số đàn hồi,

Bμi 51

(100)

I – Môc tiªu

– Phân biệt đ−ợc biến dạng đàn hồi với biến dạng dẻo

– Biết đ−ợc biến dạng kéo hay nén định luật Húc biến dạng

Có khái niệm biến dạng lệch

Có khái niệm giới hạn bền

Biết giữ gìn dụng cụ vật rắn nh− : khơng hỏng tính đàn hồi,

kh«ng vợt giới hạn bền vật rắn

2 Về kĩ

Có thể giải đợc số tập biến dạng kéo hay nén

– Thanh kim loại, sợi dây thép, dây đồng để học sinh quan sát biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến dạng kéo, biến dạng uốn

Häc sinh

– Ôn lại số kiến thức : đơn vị Pa, lực đàn hồi, hệ số đàn hồi,

Khi có lực tác dụng lên vật rắn vật rắn biến dạng, nghĩa hình dạng kích th−ớc bị thay đổi Bài học hôm giúp nghiên cứu loại biến dạng vật rắn

Hoạt động

(101)

đàn hồi biến dạng dẻo

Trả lời : – Sợi dây phơi thép dài phơi quần áo, giá sắt bị uốn cong để nhiều vật nặng đè lên, chốt nối hai vật bị lệch hai phận bị giằng mạnh

vÒ hai phía ngợc nhau, đoạn dây

ng b xon li

HÃy quan sát hình vẽ 51.1 SGK vỊ

biến dạng vật rắn mơ t cỏc bin dng ú ?

Sợi dây phơi, sắt, chốt nối

lấy lại đợc hình dạng ban đầu

Cũn si dõy ng b xon li

không lấy lại đợc hình dạng ban

đầu

Các vật bị biến dạng có ngoại lực tác dụng Nếu ngoại lực tác dụng vật có lấy lại hình dạng kích th−ớc ban đầu không ? GV thông báo khái niệm biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo

Những vật đàn hồi bị biến dạng

mức, v−ợt q giới hạn đó,

thì biến dạng khơng cịn đàn hồi mà trở thành biến dng

Dới khảo sát biÕn

dạng đàn hồi

Hoạt động

Tìm hiểu khái niệm biến dạng kéo biến dạng nén Xây dựng định luật Húc

Trả lời : Sợi dây dài

Chiều dài bị ngắn lại

Lấy sợi dây kim loại treo thẳng đứng, đầu sợi dây cố định, đầu d−ới tác dụng lực F cách treo vào vật nặng Sợi dây bị biến dạng nh− ?

Biến dạng sợi dây trờng

hợp có chịu tác dụng lực kéo gọi biến dạng kéo

Quan sát kim loại làm cột chống mái nhà, kim loại chịu lực nén

thẳng xuống dới Thanh kim loại bị

biến dạng ?

(102)

(hay nén) pháp tuyÕn

n

F =

S

σ

Trong : S tiết diện ngang sợi dây kim loại chịu tác dụng lực kéo (hoặc nén) F σn ứng suất kéo pháp tuyến

Gọi l0 độ dài dây khơng có

lực kéo, Δl= -l l0 độ dãn dây, với l độ dãn dây có lực kéo Độ biến dạng tỉ đối dây đ−ợc định nghĩalà tỉ số :

0

l

Vì chiều dài ban đầu tiết diện

của sợi dây cho trớc không

i, m ta bit lc kộo cng ln thỡ

Tìm mối quan hệ ứng suÊt kÐo

pháp tuyến với độ biến dạng tỉ đối ? độ biến dạng lớn Nên suy :

0

F ~ S

Δl l

BiÓu thøc cã thÓ viÕt :

0

F = E S

Δl l (1)

Phát biểu : Độ biến dạng tỉ đối tỉ lệ thuận với ứng suất gây

– Hãy phát biểu lời biểu thức (1) ? GV xác hoá câu trả lời HS thành nội dung định luật Húc giới

thiƯu qua vỊ đờng hình thành

nh lut

Biu thc ca định luật :

0

F ~ S

Δl⋅ l

Cã thÓ viÕt nh− sau :

0

S

F=E Δl

l hc σ = Eε

Trong hệ số E đặc tr−ng cho tính

đàn hồi chất làm dây đ−ợc gọi suất đàn hồi hay suất Y-õng ca cht y

(103)

Cá nhân viÕt :

0

S

F = E Δl

l

⇔F = kΔl (2)

độ biến dạng tỉ đối lực kéo biểu thức (1) biến đổi t−ơng đ−ơng với biểu thức ?

– Hệ số đàn hồi phụ thuộc vào

kích th−ớc suất đàn

håi cđa chÊt lµm

E có đơn vị giống nh− đơn vị

ứng suất kéo, tức giống đơn vị áp suất : Pa

k gọi hệ số đàn hồi hay độ cứng Nó phụ thuộc vào yếu tố ?

– Từ biểu thức định luật Húc

tìm đơn vị suất đàn hồi E ?

Hoạt động

T×m hiĨu khái niệm biến dạng lệch, tìm mối quan hệ biến dạng khác với biến dạng lệch, biến dạng kéo biến dạng nén

Thụng bỏo : Biến dạng lệch (hay biến dạng tr−ợt) biến dạng mà có lệch hay tr−ợt lớp vật rắn Biến dạng lệch đ−ợc gọi biến dạng tr−ợt hay biến dng ct

Lớp chịu biến dạng nén

lớp dới chịu biến dạng kéo

Trong biến dạng lực tác dụng tiếp tuyến với bề mặt vật rắn, tức song song với lớp vật rắn

Sau xÐt mét biÕn

d¹ng n cđa thÐp, biÕn dạng

này có mối quan hệ nh với

hai loại biến dạng ta vừa tìm hiểu ?

Định hớng GV :

Quan sát hình vẽ biến dạng uốn

rót nhËn xÐt ?

– Quan s¸t líp lớp dới thép chịu biến d¹ng n ?

(104)

– Líp vá của vật bị biến dạng xoắn quy vỊ biÕn d¹ng lƯch

T−ơng tự nh− GV định h−ớng cho HS tìm mối quan hệ biến dạng xoắn dây đồng với hai loại biến dạng tìm hiểu ?

KÕt ln : C¸c biÕn dạng khác nh biến dạng uốn, biến dạng xoắn quy hai loại biến dạng nén (kéo) biến dạng lệch

Qua hai ví dụ phân tích ta cã thĨ rót kÕt ln g×?

– GV lu ý cho HS : Khi lực tác

dụng lên vật vợt giới hạn

nào tì khơng làm cho vật biến dạng mà cịn làm cho vật bị h− hỏng Nh− vậy, vật liệu có giới hạn bền, v−ợt q giới hạn vật bị h− hỏng Do chế tạo dụng cụ sử dụng, phải ý đến giới hạn bền vật liệu

Hoạt động

Cá nhân nhËn nhiƯm vơ häc tËp

– LÊy c¸c vÝ dơ vỊ biÕn d¹ng : kÐo,

nÐn, lƯch, n, xoắn ?

Một lò xo thép bị kéo dÃn,

quan sát đoạn nhỏ lò xo chịu biến dạng ?

(105)

Bi 52

Sự nở nhiệt vật rắn

I – Mơc tiªu

– Nắm đ−ợc công thức nở dài nở khối, vận dụng chúng để giải

một số tập tính tốn số tr−ờng hợp thực tế đơn giản

– Biết đ−ợc vai trị nở nhiệt đời sống kĩ thuật

– Biết giải thích biết sử dụng t−ợng đơn giản s n vỡ nhit

2 Về kĩ

Giải thích tợng vật lí có liªn quan

– Vận dụng kiến thức để giải tập nở nhiệt

Bộ thí nghiệm khảo sát nở dài

Chun b thêm phích n−ớc sơi, bình n−ớc lạnh cốc đủ lớn để pha đ−ợc n−ớc nóng có nhiệt độ mong muốn

– Chuẩn bị nhiệt kế thuỷ ngân để đo nhiệt độ n−ớc làm nóng kim loại

Häc sinh

– Ơn lại kiến thức nở nhiệt học THCS

– Vì trời nóng nhiệt độ

thanh ray tăng, ray

– Tại đoạn đ−ờng ray, đoạn ray ng−ời ta lại để khe hở ?

(106)

nở Nếu khơng để khe hở ray nở sinh lực lớn làm biến dạng đ−ờng ray, gây nguy hiểm cho chuyến tàu Cá nhân nhn thc cn nghiờn cu

Đó nở nhiệt Đối với vật rắn, ngời ta phân biệt nở dài nở thể tích (còn gọi nở khối)

Kích thớc vật rắn tăng lên

nhit tng phụ thuộc vào yếu tố nào?

Hoạt động

Nghiên cứu nở dài vật rắn xây dựng công thức nở dài

Ph−ơng án 1. Phụ thuộc vào độ tăng nhiệt độ Δt

Ph−ơng án 2. Phụ thuộc vào độ tăng nhiệt độ Δt chiều dài ban u ca

GV thông báo cho HS khái niệm nở dài

Giả sử có kim loại chiều dài

l0 o

C, nhiệt độ tăng l−ợng ΔtoC chiều dài tăng

một l−ợng Δl Khi độ tăng chiều dài kim loại phụ thuộc vào yếu tố ?

BiÓu thøc :

0 t

Δ =

Δ l

l h»ng sè

HS th¶o luận theo nhóm đa

ra phng ỏn thớ nghiệm kiểm tra : Phải có kim loại, đo chiều dài ban đầu kim loại đó, tăng nhiệt độ sau đo chiều dài t−ơng ứng nhiệt độ khác đo độ tăng nhiệt độ so với nhit ban u

Đề xuất phơng án :

– H¬ nãng b»ng ngän lưa

đèn cồn

– Nhóng vµo n−íc nãng

GV yêu cầu HS thảo luận thống phơng ¸n ci cïng

H·y biĨu diƠn dù ®o¸n b»ng biểu thức toán học ?

Kiểm nghiệm điều nµy thÕ nµo, h·y

đề xuất ph−ơng án thớ nghim

kiểm tra ?

Định hớng cña GV :

– Tăng nhiệt độ cách

nµo ?

– Với cách tăng nhiệt độ

(107)

đó nh− ? Với cách hơ nóng kim loại

bằng lửa đèn cồn việc đo nhiệt độ khó khăn

Để đo nhiệt độ kim loại nhúng kim loại vào n−ớc nóng ta việc đo nhiệt độ n−ớc xác định đ−ợc nhiệt độ kim loại

Trong khuôn khổ tr−ờng học, thống cách tăng nhiệt độ dùng n−ớc nóng Tuy nhiên độ tăng chiều dài kim loại nhiệt độ tăng nhỏ nên việc nhúng kim loại vào n−ớc nóng, sau đo độ tăng chiều dài khơng tiện

– GV giíi thiƯu bé thÝ nghiƯm nh− ë h×nh 52.1 SGK

KÕt : Đúng với dự đoán, tức

0 t

Δ =

Δ l

l h»ng sè

Hằng số phụ thuộc vào chất làm kim loại

– Ngoài việc đo độ tăng nhiệt độ độ

và độ tăng chiều dài, phải xác định chiều dài kim loại nhiệt độ 0oC Tuy nhiên, coi gần

đúng ta chọn chiều dài ban đầu kim loại nhiệt độ

phòng độ tăng nhiệt độ đ−ợc

tính so với nhiệt độ phịng

– GV tiÕn hµnh thÝ nghiƯm vµ gäi

HS lên đọc kết Yờu cu c lp

quan sát ghi kết đo đợc vào

bng s liu, sau ú tính tốn sai số rút nhận xét

– H»ng sè biĨu thøc trªn phơ

thc vào yếu tố ? Định hớng GV :

– ThÝ nghiƯm chóng ta võa lµm

kim loại đ−ợc cấu tạo nhôm, thay kim loại khác số có thay đổi khơng ? Khi ta có kết lun gỡ ?

(108)

trên kim loại khác

có kích thớc lµm thÝ

nghiệm t−ơng tự nh− để tìm cỏc hng s

Cá nhân tham khảo bảng hƯ sè në dµi cđa mét sè chÊt

Ta cã l = l0 + Δl vµ Δl=αl0t

suy : l = l0(1 + αt) (1)

phơng án thí nghiệm kiểm tra ?

GV thụng báo khái niệm hệ số nở dài kí hiệu α, đơn vị độ –1 hay K–1 Thông báo : hệ số nở dài phụ thuộc vào chất chất làm

– VËy chiỊu dµi cđa kim lo¹i ë

nhiệt độ t đ−ợc xác định nh− ?

Hoạt động

Xây dựng công thức độ nở khối

Khi nhit tăng kích th−ớc vật rắn theo ph−ơng tăng theo định luật nở dài vừa khảo sát, nên thể tích vật tăng lên Đó nở thể tích hay nở khối

Nếu gọi V0 thể tích vật rắn ë 0oC th× ë toC thĨ tÝch V cđa vËt r¾n

đ−ợc xác định nh− ?

Cá nhân giải tập, đại diện lên bảng trỡnh by bi lm

Yêu cầu HS giải tËp : Mét vËt r¾n

hình lập ph−ơng, nhiệt độ 0oC có

cạnh l0 thể tích V0 Xác định

thể tích vật rắn nhiệt độ t Biết hệ số nở dài vật rắn α Ta có V = l3

( ) ( ) ( ) 3 3

3 2 3

0

V = = + at

= 1+ at

= 1+ 3at + 3a t + a t

⎡ ⎤

⎣ ⎦

l l

Vì α <<1 nên ta bỏ qua hai số hạng cuối biểu thức Vậy thể tích vật rắn nhiệt độ t là: V = V0(1 + 3t)

Đặt = (2) ta có : V = V0(1 + t) (3)

Định h−íng cđa GV :

– Muốn xác định đ−ợc th tớch ca vt

rắn lập phơng ta phải áp dụng công

thức ?

Cnh vật rắn nhiệt độ t đ−ợc xác định ?

(109)

β gọi hệ số nở khối, có đơn vị độ–

1 hay K–1

Hoạt động

Tìm hiểu tợng nở nhiệt trong kĩ thuật

Vì băng kép đợc cấu tạo hai băng kim loại có hệ số nở nhiệt khác ghép sát với Khi nóng lên, nở dài không giống hai băng kim loại, mà băng kép bị uốn cong làm hở mạch điện qua băng kép

Vớ d : Phi khong h

chỗ hai vật nối đầu nh chỗ nối hai ray đờng sắt, chỗ đầu chân cầu

Nếu không chọn vật liƯu lµm

đi bóng điện có hệ số nở nhiệt hệ số nở nhiệt thủy tinh bóng đèn sáng nóng làm cho thủy tinh làm bóng đèn bóng đèn nở khơng đều, dẫn đến hỏng bóng đèn

Vật rắn nở hay co lại tạo nên lực lớn tác dụng lên vật khác tiếp xúc với Vì ng−ời ta phải ý tới nở nhiệt kĩ thuật Ng−ời ta vừa ứng dụng lại vừa phải đề phòng nở vỡ nhit

Yêu cầu HS giải thích cấu tạo

nguyờn tc hot ng ca r le nhiệt

– Lấy ví dụ giải thích việc đề

phịng nở nhiệt đời sng

Giải thích làm bóng điện ngời ta chọn vật liệu làm đuôi bóng có hƯ sè në v× nhiƯt b»ng hƯ sè në v× nhiƯt cđa thủ tinh ?

Hoạt động

(110)

(111)

Bi 53 Chất lỏng

Hiện tợng căng bề mặt chất lỏng

I Mục tiêu

– Hiểu đ−ợc cấu trúc chất lỏng chuyển động nhiệt cht lng

Đề xuất đợc phơng án thí nghiệm kiểm tra xem mặt chất lỏng có tác dụng lên vật tiếp xúc với đờng giới hạn cña nã

– Xác định đ−ợc ph−ơng, chiều lc cng b mt

Dự đoán đợc vị trí tồn lực căng bề mặt mặt chất lỏng nêu cách kiểm tra

Dự đoán đợc lực căng bề mặt phụ thuộc vào yếu tố nào? Đề suất đợc phơng án thí nghiệm kiÓm tra

– Biết vận dụng kiến thức ph−ơng chiều lực căng bề mặt, vị trí tồn lực căng bề mặt để suy đ−ợc số t−ợng mà học sinh ch−a biết

Nêu đợc ý nghĩa suất căng mặt

2 Về kĩ

Làm tập tợng căng bề mặt chất lỏng

Dụng cụ làm thí nghiệm nh hình 53.1, 53.2 SGK dụng cụ làm thí nghiệm

(112)

Cá nhân nhận thức đ−ợc

cần nghiên cứu

Trong trò chơi thổi bong bóng xà

phũng, cỏc em u quan sát thấy bong bóng xà phịng có dạng hình cầu Vì bong bóng xà phịng lại có dạng hỡnh cu ?

Quan sát mặt ao hồ ta thấy côn trùng nhỏ nh ruồi muỗi bị rơi

xuống nớc chúng không bị chìm

sâu xuống nớc nhng chúng khó

thoát khỏi mặt nớc Còn nhện

nc đứng di chuyển mặt n−ớc cách dễ dàng Vì lại có t−ợng ú ?

Giáo viên vừa làm thí nghiệm vừa

nêu tợng : Một lỡi dao cạo kh«

đặt nằm ngang mặt n−ớc

nh−ng đặt nghiêng mặt n−ớc chìm Vì ?

Tất t−ợng kể liên quan tới mặt ngồi chất lỏng: l

hiện tợng căng mặt Vậy

tợng căng mặt ? Nó phụ

thuộc yếu tố ?

Hot ng

Nghiên cứu tồn lực căng bề mặt đờng giới hạn của mặt tho¸ng chÊt láng

Cá nhân đọc SGK để thu thập thông tin cấu trúc chất lỏng

Yêu cầu HS đọc SGK mục

GV tiến hành thí nghiệm nh hình

53.1 SGK cho HS quan sát

Thông báo : Mỗi khối chất lỏng đợc

(113)

ú, hin tng cỏi inh ni trờn mt

Cá nhân quan sát GV làm thí nghiệm

Cá nhân tr¶ lêi :

Tõ F = σl ⇒ σ =F

l

Vậy đơn vị σ N/m

n−íc nh− thÝ nghiƯm trªn cã liªn

quan đến hện t−ợng, gọi

tợng căng bề mặt chất lỏng GV tiến hành thí nghiệm với màng xà phòng nh hình 53.2 SGK

GV thông báo khái niệm lực căng bề mặt

Độ lớn lực căng bề mặt F t¸c dơng

lên đoạn thẳng có độ dài l

đ−ờng giới hạn bề mặt tỉ lệ với độ dài l Biểu thức : F = σl

Trong σ hệ số căng bề mặt (hay

suất căng bề mặt) chất lỏng Hệ số phụ thuộc vào chất nhiệt độ ca cht lng

Từ biểu thức lực căng bỊ mỈt, h·y

xác định đơn vị hệ số căng bề mặt chất lỏng ?

Hoạt động

Xác định ph−ơng chiều lực cng b mt

Dựa vào kết thí nghiệm, HS thảo luận nhóm trả lời đợc : Thanh trợt chuyển

ng theo đ−ờng thẳng

vng góc với nằm màng xà phịng Do đó, lực căng

– Ph−ơng chiều lực căng bề mặt đ−ợc xác nh nh th no ?

Định hớng GV :

Trong thí nghiệm trên, phơng

(114)

bề mặt có phơng vuông góc với

thanh trợt nằm màng

xà phòng

HS trả lời: Thanh chuyển động tr−ợt trờn khung

Quan sát GV làm thí nghiệm

Trả lời : Tại vị trí quỹ

đạo ph−ơng chuyển động

thanh tiếp tuyến với quỹ đạo Vậy

ph−ơng chuyển động

tr−ợt vng góc với tiếp tuyến với màng x phũng v ú

phơng lực căng bề mặt

vuông góc với tiếp tuyến với màng xà phòng

HS không thấy đợc phơng

lực căng bề mặt tiếp tuyến víi mỈt

thống Do GV nêu trng

hợp khác, yêu cầu HS phải dự đoán kÕt

quả HS đ−ợc đặt vào tình có

vấn đề :

–ở đây, màng xà phòng d−ờng nh− mặt phẳng nên ta cú th xỏc nh

đợc đờng thẳng vuông gãc víi

thanh nằm mặt phẳng

Nhng màng xà phòng chỗ tiếp

xúc với đờng giới hạn mặt

cong chuyển động nh−

nµo vµ phơng lực căng bề mặt

mi im đ−ợc xác định nh− ?

GV ®−a khung kim loại cong có

thanh trợt cho HS quan sát

GV tạo màng xà phòng khung thả tay giữ trợt

Quỹ đạo chuyển động

mét ®−êng cong Nh− vËy, ph−¬ng

chuyển động vị trí

trên quỹ đạo đ−ợc xác đinh nh th

(115)

Phơng lực căng bề mặt

vuông góc với đờng giới hạn

tiếp tuyến với mặt chất lỏng

Chiều lực căng bề mặt

hớng phía có màng xà phòng

HÃy rút kết luận tổng quát

phơng lực căng bề mỈt ? ChiỊu

của lực căng bề mặt đ−ợc xác định nh− ?

– Mµng xµ phòng có xu

hớng thu nhỏ diện tích lại

Thông báo : trờng hợp màng xà

phòng màng cong đờng thẳng

biểu diễn phơng lực căng bề mặt

khụng nm màng xà phịng, khơng thể xác định nh− đ−ợc Định h−ớng GV :

– Lực căng bề mặt lên đ−ờng giới hạn có tác dụng tới mặt ngồi chất lỏng ? Qua đó, cho biết chiều lực căng bề mặt đ−ợc xác định nh− ?

– Trong c¸c thÝ nghiệm ta thấy màng

xà phòng có xu hớng ?

Lực căng bề mặt tác dụng lên

đờng giới hạn làm cho màng xà

phòng có xu hớng co lại

Lực căng bề mặt có chiều

cho tác dụng làm giảm diện tích mặt thoáng chất lỏng

Màng xà phòng thu nhỏ diện

tích lại nguyên nhân ?

Vy cú th xỏc nh chiu ca lc

căng bề mặt thông qua tác dụng

i vi mặt ngồi chất lỏng nh−

thÕ nµo ?

Vậy lực căng bề mặt có phơng tiếp

tuyến với mặt thoáng vuông góc với

đờng giới hạn, có chiều cho tác

dụng lực làm giảm diện tích mặt thoáng chất láng

Hoạt động

(116)

nhiệm vụ học tập

Yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu phiếu học tập

Làm tËp 1, SGK

PhiÕu häc tËp

C©u 1. Đặt que diêm mặt nớc nguyên chất Nếu nhỏ nhẹ vài giọt

nớc xà phòng xuống mặt nớc gần cạnh que diêm que diªm sÏ

đứng yên hay chuyển động ? A Đứng yên

B Chuyển động quay tròn

C Chuyển động phía n−ớc xà phịng

D Chuyển động phía n−ớc ngun chất

C©u 2. Mét vòng nhôm mỏng có đờng kính 50mm đợc treo vµo mét lùc kÕ

lị xo cho đáy vịng nhơm tiếp xúc với mặt n−ớc Tính lực F

kéo bứt vòng nhôm khỏi mặt nớc, biết hệ số căng bề mặt nớc 72 10–3 N/m

Bμi 54

HiƯn t−ỵng dính ớt v không dính ớt Hiện tợng mao dẫn

I – Mơc tiªu

Giải thích đợc tợng dính ớt không dính ớt

(117)

2 Về kĩ

Bit s dng cụng thc tính độ chênh lệch mực chất lỏng t−ợng mao

dẫn để giải toán đơn giản

Chuẩn bị thí nghiệm đơn giản t−ợng dính −ớt khơng dính −ớt : Tấm kính đ−ợc lau khơ, kính tráng nến, ống nhỏ giọt, n−ớc, bình thuỷ tinh, thuỷ ngân lỏng

– Bé thÝ nghiƯm vỊ hiƯn t−ỵng mao dÉn

– Giät nớc sen co tròn lại dẹt, giọt nớc mặt bàn lại lan rộng

– Quan sát giọt n−ớc sen giọt n−ớc bàn kính thấy chúng có khác khơng ? Tại có t−ợng nh− vậy, để biết điều học bi : S dớnh t

và không dính ớt HiƯn t−ỵng mao

dÉn

Hoạt động

Tìm hiểu tợng dính ớt và không dính ớt, giải thích hiện tợng

Giọt nớc thủy tinh bị

lan rộng ra, giọt nớc

thủy tinh tráng nến co tròn lại

Yờu cu HS tin hnh thí nghiệm theo nhóm nhỏ giọt n−ớc, giọt r−ợu tích gần lên mặt thuỷ tinh, nhựa, farafin, khoai n−ớc, rau muống sau quan sát trả lời câu hỏi

– C¸c em h·y quan s¸t giät n−íc, giät

rợu nằm mặt vật rắn, hình

dạng giọt chất lỏng mặt vật rắn có khác ?

(118)

ớt vật rắn không dÝnh −ít

– Nếu chất lỏng đựng bình dớnh

ớt thành bình mặt thoáng chất lỏng có hình dạng ?

Mặt thoáng có dạng mặt

khum lõm

Mặt thoáng có dạng mặt

khum låi

GV đổ n−ớc vào bình thuỷ tinh cho

HS quan s¸t

– Nếu chất lỏng ng bỡnh

không dính ớt thành bình mặt

thoáng chất lỏng có hình dạng nµo ?

GV đổ thuỷ ngân lỏng vào bình thu tinh v cho HS quan sỏt

Cá nhân đọc SGK để biết đ−ợc

øng dơng cđa hiƯn t−ỵng dÝnh

ớt

Thông báo : Khi lực hút phân tử chất rắn với phân tử chất lỏng lớn lực hút phân tử chất lỏng với chất lỏng dính ớt chất rắn

Khi lực hút phân tử chất rắn với phân tử chất lỏng nhỏ lực hút phân tử chất lỏng với chất lỏng khơng dính −ớt chất rắn u cầu HS đọc mục 1.c SGK

Hoạt động

T×m hiĨu tợng mao dẫn, giải thích tợng

Quan sát, suy nghĩ trả lời câu hỏi GV

Nớc tràn vào ống

khe hp n mc nc

ống khe hẹp mực

GV lấy ống mao dẫn (bằng thuỷ tinh) có tiết diện khác nhau, cho HS quan sát t cõu hi :

Hiện tợng xảy

chúng ta nhúng ống thuỷ tinh có tiết diện nhỏ vËt cã khe rÊt hĐp vµo n−íc ?

– Điều ống rộng

và khe rộng mà thờng

(119)

nớc bình chứa trờng hợp không ?

Các em hÃy vẽ hình biểu diễn mỈt

n−íc mét chËu cã hai tÊm thủ

tinh đặt dựng đứng gần ?

Mực nớc hai kính

cao mực nớc chậu

Giáo viên phát dụng cụ thí nghiệm yêu cầu học sinh

Sau tiến hành thí nghiệm, HS trả lời đợc : Mực nớc khe hẹp dâng cao mực

nớc chậu Khoảng cách

giữa thuỷ tinh nhỏ mực nớc khe cao

Dự đoán : Mực nớc ống cao h¬n so víi mùc chÊt láng chËu

– LiƯu dÞch chun tõ tõ hai tÊm

kính lại gần mực nớc

hai tÊm kÝnh cã b»ng mùc n−íc

chËu không ? Vì ?

HÃy dịch chuyển từ từ kính lại

gần quan s¸t mùc n−íc

khe Sau đó, cho nhận xét t−ợng xảy

– H·y dự đoán xem tợng xảy

nh nhúng ống có tiết diện nhỏ vào chất lỏng ? Kết thí nghiệm : èng cã tiÕt

diƯn cµng nhá, mùc n−íc

cµng cao

Häc sinh cã thĨ dù đoán kết ngợc với trờng hợp chất lỏng

dÝnh −ít thµnh èng : Mùc n−íc

chÊt láng ống thấp mực chất lỏng chậu ống có tiết diện nhỏ mực chất lỏng èng cµng thÊp

GV phát cho nhóm ống mao dẫn có tiết diện khác u cầu nhóm làm thí nghiệm để kiểm tra dự đốn Sau đại diện nhóm báo cáo kết qu

HÃy dự đoán xem trờng hợp

chất lỏng không dính ớt chất rắn, tợng xảy nh nhúng ống cã tiÕt diƯn rÊt nhá vµo chÊt láng ?

(120)

HS quan sát hình 54.4 SGK

Thông báo : Hiện tợng mao dẫn

không xảy với ống có bán kính nhỏ (gọi ống mao dẫn) mà xảy khe hẹp, vách hẹp, vật xốp,

Hoạt động

Xây dựng cơng thức tính độ cao cột chất lỏng dâng lên ng mao dn

Vì lực hút phân tử

nớc phân tử thuỷ tinh mạnh

hơn lực hút phân tử nớc với nên lực tổng hợp tác

dụng lên phân tử nớc ë

èng mao dÉn h−íng vỊ thµnh èng

thuỷ tinh Lực kéo phân

tử nớc lên thành ống làm cho

mực nớc èng mao dÉn cao

h¬n mùc n−íc chËu

Vì mùc n−íc èng mao dÉn

cao h¬n mực nớc chậu,

sao mực nớc c¸c èng mao dÉn

cã tiÕt diƯn nhỏ cao ?

Độ cao cột chất lỏng dâng lên

ống mao dẫn chÊt láng dÝnh −ít

hồn tồn thành ống phụ thuộc đại l−ợng ? Có thể diễn đạt phụ thuộc cơng thức ?

Thông báo : Trong trờng hợp chất

lỏng dính ớt hoàn toàn ống mao dẫn

thì mặt thoáng chất lỏng ống mao dẫn có dạng nửa mặt cầu lõm

áp suất điểm A áp suất

tại điểm B :

pA = pB

– Hiện t−ợng mao dẫn trái với ngun tắc bình thơng mà em đ−ợc học lớp nh−ng tuân theo điều kiện cân thuỷ tĩnh Hãy so sánh áp suất điểm A, B nằm mặt phng nm ngang

(121)

áp suất ®iĨm B b»ng ¸p st khÝ qun : pB = p0

áp suất điểm A đợc tính áp suất khí áp suất trọng lợng cột chất lỏng gây :

điểm A điểm B ?

pA = p0 + Dgh

pA = pB = p0 = p + Dgh h =

Dựa vào công thøc võa lËp, h·y tÝnh

độ cao h ct cht lng

Tại điểm A có áp st h−íng

thẳng đứng lên có độ lớn áp suất gây trọng l−ợng cột chất lỏng :

p' = Dgh

GV yêu cầu nhóm HS thảo luận tìm ngun nhân khiến cho kết qủa tính tốn khơng với thực tế

ã thÓ häc sinh không tìm đợc nguyên

nhõn ca s sai lch Lúc này, giáo viên nêu câu hỏi :

Điểm A chịu tác dụng áp

suất khí quyển, nhng điểm A

chịu tác dơng cđa cét chÊt láng h−íng

thẳng đứng xuống phía d−ới Vậy mà

áp suất tổng hợp A áp suất khí điểm A cịn có áp suất h−ớng nh− ? Độ lớn áp suất xác định nh− ?

Th«ng báo : tất điểm lòng

chất láng, ë phÝa d−íi cđa mỈt cong

đều chịu áp suất phụ Nếu mặt thống mặt cong lồi áp suất

phụ h−ớng xuống phía d−ới,

mặt thống mặt cong lõm áp suất phụ h−ớng lên

áp suất phụ điểm A lực

gây ?

HÃy biểu diễn hình vẽ lực

(122)

Học sinh biểu diễn đợc lực căng bề mặt tác dụng lên thành

ng hng thng ng xung

dới däc theo thµnh èng

phép biểu diễn ?

Phơng chiều lực căng bề mặt

đ−ợc xác định nh− ? Hãy áp

dụng để biểu diễn lực căng bề mặt mặt chất lỏng tác dụng vào thành ống

Häc sinh biểu diễn đợc lực thành ống tác dụng lên mặt

cht lng hng thng ng lờn

trên, dọc theo thành ống

Lực kéo thành ống tác dụng

lờn mt thoỏng chất lỏng lực căng bề mặt mặt thoáng chất lỏng tác dụng lên thành ống hai lực đối Do hai lực có độ lớn Lực kéo

thµnh èng Fk cã thĨ tính đợc

thông qua biểu thức tính lực căng bỊ mỈt :

Fk = Fc = 2πσr

KÕt ln : Lùc kÐo cđa thµnh èng tác dụng lên mặt thoáng chất

lng ó gây áp suất phụ d−ới

mỈt cong

Độ lớn áp suất phụ :

k

2

F 2.p.d.r 2.d

p = = =

s p.r r

– Hãy áp dụng định luật III Niu-tơn để

xác định ph−ơng, chiều lực

thành ống tác dụng lên mặt ngồi chất lỏng Biểu diễn lực lên hình vẽ ?

– So sánh độ lớn hai lực trên, qua viết biểu thức tính lực kéo thành ống tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng ống

– Ta kết luận lực gây áp suất phụ d−ới mặt cong ? Hãy lập biểu thức tính áp suất phụ

– Lực kéo thành ống tác dụng

lên mặt chất lỏng ống

gây áp suất phô :p' =4 ,

d

σ

¸p st phơ nµy cµng lín c¸c èng cã tiÕt diƯn cµng nhá

– VËn dơng kiÕn thức áp suất phụ

dới mặt cong, hÃy giải thích

mực nớc ống mao dÉn cã

(123)

Do đó, chênh lệch áp suất điểm ống ống lớn làm cho mực chất lỏng ống dâng lên cao

– Tõ p' = =4

r d

σ σ

p' = Dgh – Vậy ta lập cơng thức tính độ

cao cđa cét chÊt láng nh− thÕ nµo ?

4

Dgh = h =

d Dgd

σ σ

– Cơng thức đ−ợc sử dụng tính độ chênh lệch mực chất lỏng

t−ỵng mao dÉn C«ng thøc tÝnh h cã

thĨ viÕt lại thành : h dg

=

ρ

: σ hệ số căng bề mặt chất lỏng

trọng lợng riêng chất láng

g lµ gia tèc träng tr−êng d đờng kính ống mao dẫn

Thông báo : Trong trờng hợp chất

lỏng không dính ớt thành ống mao

dẫn độ hạ mặt thống ống

mao dẫn đợc tính công

thức

Hoạt động

Khi chất lỏng dính ớt chất rắn, chất lỏng không dính ớt chất rắn ?

Hiện tợng mao dẫn ? Khi xảy hiƯn t−ỵng mao dÉn ?

– Viết cơng thức thức tính độ cao cột

(124)

dÝnh −ít ?

Lµm bµi tËp vỊ nhµ 1, 2, SGK

Ôn lại kiến thức nóng chảy đơng đặc, bay ng−ng tụ học lớp

Bμi 55 Sù chun thĨ

Sự nóng chảy vμ đơng đặc

I – Mơc tiªu

– Có khái niệm chung chuyển thể qua lại ba thể rắn, lỏng khí thay đổi nhiệt độ áp suất

– Hiểu đ−ợc hai t−ợng đặc tr−ng kèm theo chuyển thể : nhiệt chuyển

thể biến đổi thể tích riêng, vận dụng hiểu biết vào t−ợng

nãng ch¶y

– Phân biệt đ−ợc t−ợng nóng chảy chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình

– Hiểu đ−ợc khái niệm nhiệt độ nóng chảy nhiệt nóng chảy riêng λ

2 VỊ kÜ

Nm c cụng thc Q = mλ vận dụng để giải tập tính tốn số vấn đề thực tế

– Vận dụng hiểu biết t−ợng nóng chảy để giải thích số

t−ợng thực tế đơn giản đời sống kĩ thuật

(125)

Giáo viên

Chun bị cốc n−ớc n−ớc đá

Häc sinh

– Ôn lại kiến thức nóng chảy đơng đặc, bay ng−ng tụ học lớp

– Vì n−ớc nồi cơm

ngng tụ lại bên dới nắp vung

Nớc chuyÓn tõ thÓ khÝ sang thÓ

láng

– Khi cho n−ớc đá vào cốc n−ớc

th× n−íc chun tõ thĨ r¾n sang

thể lỏng, ng−ợc lại nc

tủ lạnh nớc chuyển từ thể

lỏng sang thể rắn Đun sôi nớc

th× n−íc chun tõ thĨ láng sang thĨ khÝ

cần nghiên cứu

Tại mở nắp vung nồi c¬m ta

lại thấy có n−ớc bên d−ới nắp vung ? Khi n−ớc chuyển từ thể sang thể ?

– Nªu vÝ dơ vỊ sù chun thĨ cđa vËt

chÊt

Thơng báo : Khi thay đổi nhiệt độ áp suất ngồi, chất biến đổi từ thể sang thể khác Với cặp có hai trình biến đổi ng−ợc chiều nhau, nh− chất lng v khớ

có bay ngng tụ, lỏng

rn cú núng chy v ụng đặc, rắn khí có thăng hoa ng−ng kết Bài học hôm nghiên cứu điều kiện để xảy chuyển thể

Hoạt động

Tìm hiểu khái niệm nhiệt chuyển thÓ

– Muốn n−ớc đá chuyển từ thể

Khi khối chất chuyển từ thể sang thể khác ? Khi xảy chuyển thể thể tích khối chất có thay đổi khơng ?

(126)

rắn sang thể lỏng phải cung cấp cho n−ớc đá l−ợng nhiệt

l−ợng để đá tan Ng−ợc lại

n−íc ë thĨ lỏng muốn chuyển

thể rắn khối nớc thể lỏng phải tỏa môi trờng lợng nhiƯt l−ỵng

– Khi n−ớc đá thể rn chuyn

thành thể lỏng ngợc lại

nớc thể lỏng chuyển thành thể rắn ?

– Tr−êng hỵp chun tõ thĨ láng sang thể khí khối chất lỏng

phải nhận nhiệt lợng

môi trờng chuyển sang

thể khí đ−ợc Khi cồn để lịng

bàn tay bay có chuyển thể từ lỏng sang thể khí,

cån cÇn lÊy mét l−ỵng nhiƯt

l−ợng tay để chuyển thành th

khí tay ta thấy lạnh

Đối với trờng hợp chuyển từ thể

lng sang thể khí ? Giải thích để cồn lịng bàn tay bay thy lnh ?

Để xảy chuyển thể

khối chất cần nhận lợng

nhiệt lợng từ môi trờng tỏa lợng nhiệt lợng môi trờng

Cu trỳc ca chất thay đổi

khi cã sù chuyÓn thÓ

– Khi khối chất chuyển từ cấu

tróc trËt tù xa chun sang cÊu tróc trËt tù gần

Từ ví dụ trên, có kết luận điều kiện xảy chuyển thể ?

Thơng báo : Để chuyển thể khối chất cần phải trao đổi nhiệt l−ợng với mơi tr−ờng ngồi d−ới dạng truyền nhiệt, gọi nhiệt chuyển thể

– Khi có chuyển thể cấu trúc chất có thay đổi khơng?

– Sự thay đổi thể

mét chÊt r¾n kÕt tinh chun sang thĨ láng ?

GV thông báo thay đổi cấu trúc chất q trình chuyển thể

(127)

thu hay tỏa nhiệt khơng có đặc biệt Đó tr−ờng hợp ta đun nóng chất rắn vơ định hình mềm dần hóa lỏng hết Vì cấu trúc chất rắn vơ định hình gần giống với cấu trúc chất lỏng nên việc thu nhiệt khơng có đột biến

– Có, có thay đổi cấu trỳc ca cht

Nếu thể tích riêng tăng khối lợng riêng giảm ngợc lại thể tích riêng giảm khối lợng riêng tăng

Ta so sánh khối lợng

riêng cđa mét chÊt ë hai thĨ kh¸c

nhau NÕu khối lợng riêng lớn

thì thể tích riêng bÐ h¬n

– NhËn xÐt : Tõ thÝ nghiƯm ta

thấy khối n−ớc đá lên chứng

tỏ khối n−ớc đá tích riêng lớn so vi nc

– Nếu gọi thể tích riêng thể tích ứng với đơn vị khối l−ợng chất chuyển thể có làm thể tích riêng thay đổi không ?

– Làm để kiểm nghiệm đ−ợc iu

này ? HÃy nghĩ phơng án thí nghiệm

so sánh thể tích riêng n−ớc đá với n−ớc thể lỏng ?

– Nếu thể tích riêng thay đổi dẫn đến

khối l−ợng riêng chất thay đổi ?

– §Ĩ so sánh thể tích riêng ta so

sỏnh đại l−ợng ? Làm thể để

so sánh đ−ợc thể tích riêng n−ớc đá n−ớc thể lỏng ?

GV tiến hành thí nghiệm vi nc ỏ

và nớc Yêu cầu HS nhận xét rút kết luận

Thông báo : N−íc lµ mét sè Ýt

tr−ờng hợp đặc biệt: thể tích riêng thể rắn lớn thể lỏng Nói chung chất thể tích riêng thể rắn nhỏ

Hoạt động

Tìm hiểu nóng chảy đông đặc chất rắn kết tinh và chất rắn vơ định hình

§Ĩ làm nóng chảy chất rắn kết

tinh ngời ta đun nóng chất rắn kết

(128)

HS trả lời đ−ợc suốt thời gian nóng chảy, nhiệt độ chất rắn kết tinh khơng thay đổi

chảy nhiệt độ vật có thay đổi khơng ? Trong thời gian có cần phải cung cấp nhiệt l−ợng cho vật không ? Định h−ớng ca GV :

Quan sát thí nghiệm làm nãng ch¶y

n−ớc đá thấy muốn n−ớc ỏ

nóng chảy hết ta phải làm ?

Kết luận : Trong trình nóng chảy phải cung cấp nhiệt lợng cho chất rắn

– Trong q trình nóng chảy n−ớc đá, không tiếp tục cung cấp nhiệt l−ợng cho n−ớc đá cách cho n−ớc đá vào tủ lạnh nhiệt 0oC thỡ hin

tợng xảy ? Rút kết luận

Nhiệt lợng cần cung cấp cho

toàn vật rắn kết tinh khối

lợng m suốt trình

nóng chảy : Q = m

Thụng bỏo khỏi niệm nhiệt độ nóng chảy (hay cịn gọi điểm nóng chảy) nhiệt nóng chảy riêng (gọi tắt nhiệt nóng chảy)

Nhiệt nóng chảy kí hiệu λ, đơn vị J/kg

– VËy nhiÖt lợng cần cung cấp cho

toàn vật rắn kết tinh khối lợng m

trong suốt trình nóng chảy đợc

xỏc nh nh th no ? - Phải hạ thấp dần nhiệt độ

khối chất lỏng Nhiệt độ chất lỏng trình đơng đặc khơng thay đổi nhiệt độ nóng chảy

Qto¶ = Qthu vµo

Muốn cho khối chất lỏng đơng đặc ta phải làm ? Nhận xét nhiệt độ khối chất lỏng q trình đơng đặc ?

GV nhắc lại khái niệm nhiệt độ nóng

chảy L−u ý : với chất định

thì nhiệt độ đơng đặc nhiệt độ nóng chy

(129)

– Sự nóng chảy đơng đặc chất

rắn vơ định hình có giống nóng chảy đông đặc chất rắn kết tinh không ?

GV thơng báo nóng chảy đơng đặc chất rắn vơ định hình

Hoạt động

Tìm hiểu ứng dụng sự nóng chảy đông đặc

Cá nhân đọc SGK để tìm hiểu ứng dụng nóng chảy đơng đặc

GV u cầu HS đọc mục 3.đ SGK

Hoạt động

GV nhắc lại khái niệm cần nhớ

Yêu cầu HS lµm viƯc víi phiÕu häc tËp

Lµm bµi tËp vỊ nhµ 1,2 SGK

Ơn lại kiến thức hóa ng−ng tụ, sơi học ch−ơng trình lớp

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Nhiệt nóng chảy riêng vật rắn phụ thuộc yếu tố ? A Phụ thuộc nhiệt độ vật rắn áp suất

B Phụ thuộc chất nhiệt độ vật rắn

(130)

(131)

Bμi 56

Sù hãa h¬i vμ sù ng−ng tơ

I – Mơc tiªu

– Hiểu đ−ợc khái niệm ng−ng tụ, ý đến q trình ng−ng tụ, bão hòa áp suất bão hòa

– Biết đ−ợc ý nghĩa nhiệt độ tới hạn

– Biết đ−ợc độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm cực đại, độ ẩm t−ơng đối điểm s−ơng

– Biết xác định đ−ợc độ ẩm t−ơng đối dùng ẩm kế tóc, ẩm kế khơ - −ớt

– Biết đợc ứng hóa hay ngng tụ thực tế (nh việc làm lạnh tủ lạnh, viƯc ch−ng cÊt chÊt láng, nåi ¸p st, )

2 Về kĩ

Bit tớnh toỏn nhiệt hóa hơi, độ ẩm, biết sử dụng số vật lí

II – Chn bÞ Giáo viên

Chuẩn bị hình vẽ thí nghiệm (hình 59.2)vào tờ giấy A0 Học sinh

– Ơn lại kiến thức hóa ng−ng tụ, sơi học ch−ơng trình lớp

– Hiện t−ợng xảy ta để

cèc n−íc ngoµi trêi sau thời

(132)

Cá nhân suy nghÜ, tr¶ lêi

– Tốc độ bay phụ thuộc vào

nhiệt độ, diện tích mặt thống chất lỏng gió

– Các phân tử chuyển động hỗn

độn nhiệt

Cá nhân nhận thc c

cần nghiên cứu

nh thÕ nµo ?

– Tốc độ bay ph thuc vo

những yếu tố ?

Trong chất lỏng, phân tử chất

lng chuyển động ?

– Khi xảy t−ợng bay phân tử chuyển động ? Bài học hôm nghiên cứu cụ thể chuyển động phân tử trình bay ng−ng tụ

Hot ng

Giải thích tợng bay của chất lỏng tìm hiểu nhiệt hóa

Cá nhân trả lời :

Các phân tử mặt thoáng

của chất lỏng chuyển động hỗn độn nhiệt nên có phân tử chuyển động h−ớng ngồi có phân tử chuyển động h−ớng vào

– Lúc chất lỏng bay

– Sù bay hóa xảy mặt tho¸ng cđa khèi chÊt láng

– Chất lỏng phải trao i nhit

lợng với môi trờng

Khèi chÊt láng ph¶i thu nhiƯt

– H·y gi¶i thích tợng bay

của chất lỏng ? §Þnh h−íng cđa GV :

– Chú ý tới chuyển động nhiệt

của chất lỏng mặt thống chất lỏng thấy điều ?

– Khi phân tử chuyển động h−ớng ngồi có động đủ lớn , thắng đ−ợc lực t−ơng tác phân tử chất lỏng chuyển động ngồi t−ợng xảy ?

– VËy cã thÓ nãi : Sù bay hóa xảy đâu ?

(133)

lợng khí khối chất lỏng phải nhận nhiệt lợng hay thu nhiệt lợng ?

– Nhiệt độ hóa riêng phụ

thuộc vào chất chất lỏng vào nhiệt độ ú cht lng bay hi

GV thông báo khái niệm nhiệt hoá nhiệt hoá riêng (gọi tắt nhiệt hoá hơi)

Nhit húa riêng đ−ợc kí hiệu L đo đơn vị J/kg

– Nhiệt độ hóa riêng phụ thuộc vào yếu tố ?

Hoạt ng

Khảo sát ngng tụ

- Hơi ga tồn thể lỏng

HS th¶o luËn theo nhãm

– áp suất tăng theo gần

định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt

Quan sát bật lửa ga ta thấy ga

tồn thể ?

Tại làm đ−ợc điều ?

Thông báo : Để khối khí ngng tụ

ngi ta cho khối khí trao đổi nhiệt

l−ỵng víi môi trờng nén khí áp suất cao Với áp suất chất khí bắt đầu ngng tụ ?

– Hãy đề xuất ph−ơng án thí nghiệm

đo áp suất chất khí chất khí bắt đầu ngng tụ

GV giới thiệu phơng ¸n thÝ nghiƯm

nh− h×nh 56.2 SGK

– áp suất khối khí thay đổi

nào ta dùng pit-tông đẩy từ từ sang trái để nén chậm CO2 xilanh

và giữ nhiệt độ khơng đổi toC ?

– TiÕp tơc nÐn từ từ tợng xảy ?

Thơng báo : Khi thể tích CO2 giảm đến

(134)

không tăng xi lanh lúc bắt đầu hóa lỏng

chuyển động hỗn loạn theo mi

hớng, mặt thoáng có

phân tử chuyển động lên tạo thành phân tử khối khí bão hồ nằm Những phân tử chuyển động hỗn loạn

theo mäi hớng có số

phân tử bay vào chất lỏng

GV thông báo khái niệm bÃo hoà áp suất bÃo hoà

mặt tiếp xúc bÃo hòa

chất lỏng phân tử CO2 bÃo

hòa phân tử CO2 chất lỏng

chuyển động ?

GV thông báo khái nim cõn bng ng

Hơi đợc giam mét

khơng gian kín nằm cân động bên khối chất lỏng

HS thảo luận nhóm sau báo cáo kết

Dù kiÕn ph−¬ng ¸n tr¶ lêi cđa HS :

Ph−ơng án 1 : áp suất bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ

Ph−ơng án 2 : áp suất bão hịa phụ thuộc vào thể tích nhiệt độ

Trả lời : Nếu ta thay đổi thể tích bão hòa nằm cân động mặt khối chất lỏng, xảy hóa hay ng−ng tụ khối lỏng làm cho áp

– Điều kiện để có bão hịa gỡ?

áp suất bÃo hòa chất

phụ thuộc vào yếu tố ?

Nhắc lại thí nghiệm cho HS

thảo luận xem áp suất bÃo hòa có phụ thuộc vào thể tích không ?

(135)

suất luôn áp suất bÃo hòa

ỏp sut hi bóo hũa phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ tăng lên áp suất bão hịa tăng lên

ở nhiệt ỏp sut hi bóo

hòa chất khác khác

Hơi áp suất thấp áp suất

bóo hũa cú nhiệt độ gọi khô

Hoạt động

Khảo sát sôi

Phơng án 1 : Sự hóa diễn bề mặt chất lỏng

Phơng án 2 : Sự hóa diễn bên bề mặt chất lỏng ?

Phơng án : Dùng bình thủy tinh

đun nớc theo dõi hóa

xảy nớc sôi

Kết luận : Sôi trình hóa xảy không mặt thoáng khối lỏng mà từ lòng khối lỏng

Sự hóa chất lỏng cịn xảy d−ới dạng đặc biệt : sôi

HÃy dự đoán trình hóa

sôi diễn đâu ? Hãy đề xuất ph−ơng án thí nghiệm để kiểm tra

GV tiến hành thí nghiệm yêu cầu HS quan sát, sau ú rỳt kt lun

GV thông báo kết luận rút đợc

từ thí nghiệm nÐn h¬i ng−ng tơ

ở nhiệt độ khác với chất khác

– Trong trình sơi nhiệt độ khối chất lỏng khơng thay đổi

VÝ dơ :

– N−ớc sơi 100oC nhiệt độ

¸p suất bÃo hòa nớc áp

(136)

sôi hóa nên sôi khối chất lỏng thu nhiệt hóa

Lỳc nhiệt l−ợng cung cấp cho

khèi chÊt láng chuyển hết thành

Nếu đun nớc nồi áp suất

nếu giữ đợc áp suất 4atm nớc nồi sôi 143oC

nhit hóa hơi, nên khơng làm tăng nhiệt độ khối chất lỏng

– Trong q trình sơi, nhiệt độ chất

lỏng có thay đổi khơng ? Tại ?

Hoạt động

Tìm hiểu độ ẩm khơng khí vai trị độ ẩm khơng khí – Phải xác định đ−ợc khối l−ợng n−ớc đơn vị thể tích khơng khí vị trí khác

hc ë vị trí nhng

các thời điểm khác

– Ta biết khơng khí ln có n−ớc n−ớc mặt Trái Đất hóa L−ợng n−ớc khơng khí khác vị trí khác thời điểm khác Làm th no

so sánh đợc lợng nớc

không khí vị trí khác Trái Đất vị trí nhng thời điểm khác ?

GV thụng bỏo khỏi niệm độ ẩm tuyệt đối (kí hiệu a) độ ẩm cực đại (kí hiệu A)

– Có độ ẩm tuyệt đối đ−ợc thể áp suất riêng phần n−ớc khơng khí – áp suất gây n−ớc

Thơng báo : Khơng khí ẩm n−ớc chứa gần trạng thái bão hịa Để đặc tr−ng cho điều ng−ời ta dùng độ ẩm t−ơng đối, đại l−ợng đo th−ơng số : f = a

A⋅

– Độ ẩm t−ơng đối tính phần trăm

Ng−ời ta cịn tính độ ẩm t−ơng đối

b»ng tØ sè gi÷a áp suất riêng phần

(137)

ca n−ớc bão hòa nhiệt độ

– Tại vào buổi sáng ta lại thấy s−ơng đọng cỏ, cây, ? Định h−ớng GV :

– Hạ nhiệt độ khối không khí

đó

– Khi n−ớc ngng t li

Có khối không khí không đợc

nhốt bình kín, muốn cho

nc khối khơng khí đạt đến

b·o hßa ta phải làm ?

Tip tc h nhiệt độ khối khơng

khí có n−ớc đạt đến bão hịa t−ợng xảy ? Tại ?

Thông báo : Nhiệt độ mà

n−íc kh«ng khÝ trở thành bÃo

hòa gọi điểm sơng

− Nếu độ ẩm khơng khí lớn tạo

điều kiện làm han rỉ vật liệu kim loại

Đối với vật liệu gỗ

cũng nh tác phẩm điêu khắc

cng chu ảnh h−ởng lớn đối

với độ ẩm khơng khí Nếu độ ẩm thấp q gây nứt nẻ vật

Độ ẩm khơng khí ảnh h−ởng đến

nhiều trình Trái Đất Độ ẩm thông số quan trọng dự báo thời tiết Sau nghiên cứu vai trò độ ẩm khơng khí

(138)

liƯu tác phẩm điêu khắc,

ngc li ẩm cao q lại tạo

®iỊu kiƯn cho nÊm mốc phát triển

Thông báo : Độ ẩm nhiệt độ điều kiện cần thiết cho trình sinh học nh− lên men nấm mốc, sinh sôi vi khuẩn,

– Nếu độ ẩm tng i cao thỡ

hơi nớc không khí bay h¬i

chậm, quần áo −ớt lõu

khô, mồ hôi toát từ thể lâu khô làm ta cảm thấy oi

Ng−ợc lại độ ẩm t−ơng đối

mµ thÊp nớc bay nhanh

hơn, quần áo phơi chóng khô hơn, da thể bị khô nẻ

m tng đối ảnh h−ởng

đến bay n−ớc khơng

khí, điều ảnh h−ởng đến đời sống sinh hoạt ng−ời ?

Trong tàu vũ trụ có ng−ời làm việc, phải đảm bảo nhiệt độ áp suất khơng khí tàu, mà cịn phải trì độ ẩm t−ơng đối thích hợp thể ng−ời

Hoạt động

Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo nguyên tắc hoạt động ẩm kê

trờn ta biết đ−ợc vai trị độ ẩm khơng khí, đời sống hàng ngày ng−ời ta phải đo đ−ợc độ ẩm Dụng cụ đo gọi ẩm kế

GV thông báo ảnh h−ởng độ ẩm

khơng khí đến độ dài sợi tóc

ngời giới thiệu cấu tạo hoạt

động ẩm kế tóc

L−u ý : Tr−ớc sử dụng sợi tóc để

chÕ t¹o Èm kế tóc ngời phải tẩy

sạch mỡ có sợi tóc

Ngoài ẩm kế tóc, ngời ta dùng ẩm kế khô - ớt

GV giới thiệu cấu tạo ẩm kế khô -

ớt

(139)

Độ ẩm không khí lớn bay nớc vải bọc chậm

Định hớng GV :

Độ ẩm không khí ảnh hởng

nào đến bay n−ớc thấm −ớt vải bọc ?

– Sự chênh lệch nhiệt độ hai nhiệt kế phụ thuộc vào yếu tố ?

Sự bay nớc vải

bọc nhiệt hóa lấy môi

tr−ờng ít, dẫn đến độ chênh

lệch nhiệt độ hai nhiệt kế thấp

– Có thể xác định độ ẩm

khơng khí thông qua độ chênh lệch nhiệt độ hai nhiệt kế Cá nhân tham khảo bảng SGK

– Nêu cách xác định độ ẩm t−ơng đối

cña kh«ng khÝ ?

Thơng báo : Vậy để xác định độ ẩm khơng khí ta xác định độ chênh lệch nhiệt độ hai nhiệt kế, sau tra bảng để suy độ ẩm khơng khí

Hoạt động

Phân biệt bay sôi ?

– Điều kiện để có bão hịa ?

– Nêu ý nghĩa nhiệt độ tới hạn ?

– Độ ẩm tuyệt đối, cực đại, t−ơng đối ? Làm tập nhà 1, 2, SGK

(140)

Bμi 57 Thùc hμnh :

Xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng

I – Mơc tiªu

– Xác định hệ số căng bề mặt n−ớc xà phòng hệ số căng bề mặt n−ớc cất thông qua việc đo lực căng bề mặt tác dụng lên chiều dài AB

– Học sinh đề xuất đ−ợc ph−ơng án thí nghiệm để đo hệ số căng bề mặt

2 Về kĩ

Rèn luyện cách bố trí thí nghiệm cần tiến hành

– Rèn luyện cho học sinh kĩ sử dụng dụng cụ đo: Cân đòn, lực kế,

th−ớc kẹp kĩ kết hợp việc điều chỉnh độ cao cốc n−ớc với việc quan sát số lực kế

– Rèn luyện cho học sinh kĩ xử lí số liệu: đọc ghi số liệu, tính tốn sai số, tính tốn giá trị trung bình, nhận xét kết đo đ−ợc từ thực nghim

GV cần tiến hành trớc thí nghiệm kiĨm tra chÊt l−ỵng tõng dơng

– GV cần biết cách pha chế n−ớc xà phòng để tạo màng xà phòng khung: + Cách pha chế thứ : Hòa 100ml n−ớc cất với 6ml n−ớc chộn v 5ml

gli-xê-rin

+ Cách pha chế thứ hai : Đun 50mg đờng glu-cô-zơ, khuấy liên tơc cho tíi

khi đ−ờng hóa lỏng, có màu vàng nhạt ngừng đun đổ vào đ−ờng

130ml nớc cất vừa đợc đun sôi Để dung dịch nguội, pha thêm 17ml

nc x phũng dựng để rửa chén khuấy đều, sau pha thêm 6ml

gli-xª-rin

(141)

– Nếu tr−ờng phổ thơng ch−a có thiết bị thí nghiệm GV chế tạo thí nghiệm theo ph−ơng án nh− sau : Khung dây đ−ợc chế tạo cách uốn dây thép i-nox dây đồng có đ−ờng kính 2mm Các gia trọng đ−ợc làm

cách cân 1m chiều dàu dây thép i-nox dây đồng để tính khối l−ợng

1mm chiỊu dµi dây, cắt dây thành đoạn có khối lợng mong muốn

Cần làm 10 gia trọng có khối lợng 0,1g 10 gia trọng có khối lợng 0,01g

Vẽ hình thí nghiệm đo lực căng bề mặt vào tờ giấy A0 Học sinh

Ôn lại kiến thức lực căng bề mặt, nghiên cứu để hiểu rõ sở lí thuyết thực hành

Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát Đề xut

phụ thuộc vào chÊt cđa

chÊt láng

– Ta ®o lùc căng bề mặt tác dụng

lên chiều dài đờng giới hạn

mt AB, sau ú tỡm th−ơng

sè F/l

Cá nhân nhận thức đ−ợc vấn đề

cđa bµi häc

– Ph−ơng, chiều v ln ca lc

căng bề mặt ?

phụ thuộc vào yếu tố ?

– Để xác định đ−ợc σ chất

lỏng cho trớc ta phải làm ?

Để làm đ−ợc điều ta phải thiết kế

một phơng án thí nghiệm đo hệ số

căng bề mặt Trong học hôm s tin hnh thớ nghim o

đợc hệ số căng bề mặt chất

lỏng cho tr−íc

Hoạt động

ThiÕt kÕ c¸c phơng án thí nghiệm đo hệ số căng bề mặt HS dễ dàng đa đợc phơng ¸n thÝ nghiƯm : CÇn cã mét khung

(142)

ABCD kim loại, cạnh AB di chuyển đ−ợc hai cạnh AD BC Nhúng khung dây vào chất lỏng cần đo hệ số căng bề mặt để tạo màng chất lỏng khung Đo lực căng tác dụng lên AB, đo chiều dài AB từ xác định hệ số căng bề mặt :

2F

σ = l

Dùng móc gia trọng để móc vào AB để nằm cân Khi lực căng bề mặt trọng lực AB trọng lực gia trng múc vo

Độ lớn lực căng bề mặt đợc xác

nh nh th no ?

Các bớc tiến hành thí nghiệm:

Treo thng ng khung dõy th

nhất lên giá thí nghiƯm

– Nhóng khung vµo cèc n−íc xµ

phòng để tạo màng xà phòng phủ mặt khung

– Dùng kẹp để treo gia trọng

vào móc nhỏ dây AB cho dây AB đứng yên Đọc ghi lại khối l−ợng ca cỏc gia trng

Lặp lại thêm b−íc thÝ

nghiệm hai lần để xác định

GV giíi thiƯu bé thÝ nghiƯm nh− ë

SGK Yêu cầu HS nêu bớc tiến

hành thÝ nghiÖm

A B C D

(143)

và ghi lại giá trị khối lợng

ứng với gia trọng đợc treo

vào dây AB

Tính lần thí

nghiệm,

Lặp lại bớc thí nghiệm

trên với khung dây thứ hai

Yờu cầu HS thảo luận để bổ xung

hoµn thiƯn bớc tiến hành thí

nghiệm

Phơng án thÝ nghiƯm : Mãc mét

đầu cân địn vào cạnh AB khung dây giữ khung dây đứng yên, lực căng bề mặt tác dụng kéo AB chuyển động xuống làm cho đầu cân có khung dây bị kéo xuống Thêm gia trọng vào đầu lại để xác định độ lớn lực căng bề mặt

– Với ph−ơng án thí nghiệm nh− gặp khó khăn việc xác định độ lớn lực căng bề mặt AB chuyển động theo hai cạnh thẳng đứng khung có ma sát với khung, dẫn đến đo lực căng bề mặt khụng chớnh xỏc

Định hớng GV :

– Liệu dùng cân địn để xác

định độ lớn lực căng bề mặt, từ

tính hệ số căng bề mặt đợc không ?

Nếu đợc ta phải bố trí thí nghiệm nh ?

Phơng án thí nghiệm nh có

khả thi không ? Có khó khăn trình làm thí nghiệm ?

HS thảo luận nhóm đa cách bố trí thí nghiƯm

– Nếu cố định AB loại bỏ

đ−ợc yếu tố ma sát, phải bố trí thí nghiệm nh− ?

GV vẽ hình khung dây nh

SGK v tiếp tục gợi ý để HS nêu đ−ợc cách b trớ thớ nghim

Cá nhân nêu bớc thÝ nghiƯm

GV thèng nhÊt c¸ch bè trÝ thÝ nghiệm dụng cụ cần có

(144)

nghiệm

GV xác hoá câu trả lời cđa HS

Hoạt động

Các nhóm trởng lên nhận thiết bị thí nghiệm cho nhóm nhËn mÉu b¸o c¸o thÝ nghiƯm

– Sau cỏc nhúm ó tin hnh

xong hai phơng án thí nghiệm lau chùi, xếp lại gọn gàng dụng cụ thí nghiệm bàn giao lại thiÕt bÞ thÝ nghiƯm cho GV

GV chia líp thành nhóm thí nghiệm

Trong trình HS lµm thÝ nghiƯm,

GV tới bàn thí nghiệm để định

h−ớng giúp đỡ HS HS gp khú

khăn

Hot ng

Xử lí số liệu viết báo cáo thí nghiệm

Cá nhân tính toán viết báo cáo Giá trị trung bình :

1+ 2+

=

σ σ σ

σ

Sai sè : = max-

2

σ σ

Δσ

KÕt qu¶ : σ =

Yêu cầu HS xử lí số liệu viết báo cáo thí nghiệm theo mẫu có s½n SGK

GV thu báo cáo thí nghiệm HS sau HS xử lí số liệu viết xong báo cáo thí nghiệm

(Chú ý : b−ớc để HS làm nhà GV thu báo cáo thí nghiệm vào tiết học tiếp theo)

Hoạt động

– Nêu ph−ơng án thí nghiệm để

xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng

(145)

Ch−ơng VIII Cơ sở nhiệt động lực học

Bμi 58

Nguyên lí i nhiệt động lực học

I – Mơc tiªu

Xây dựng đợc khái niệm nội phải trả lời đợc câu hỏi nội ?

– Tìm đ−ợc độ lớn nội phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật

– Học sinh phải trả lời đ−ợc câu hỏi nội phụ thuộc vào đại l−ợng ?

Học sinh hiểu đợc lợng chuyển hoá từ sang nội năng, thu đợc nhiệt lợng Nếu Q = A lợng hệ đợc bảo toàn

Hc sinh hiu c nh luật bảo tồn chuyển hố l−ợng nhiệt học, lần đ−ợc nghiệm đ−ợc ôn li

2 Về kĩ

Vn dụng nguyên lí I nhiệt động lực học để giải thích t−ợng vật lí giải liờn quan

– Bèn bé c¸i xilanh, cèc n−íc nóng

Bảng cấu tạo phân tử

Học sinh

(146)

Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phỏt xut

Cá nhân trả lời Câu trả lời : năng, điện năng, nhiệt năng,

cần nghiên cứu

Hóy k tờn cỏc dng nng lng ó

đợc học ?

Nếu để ý đến bên vật dạng l−ợng khác, nội Vậy nội ? Nó phụ thuộc thơng số ? Có thể biến đổi nội đ−ợc khơng ?

Hoạt động

C nng bng khụng, vỡ ng

năng không không

Vỡ cỏc phõn t chuyn động

hỗn độn khơng ngừng nên có động nng

– Ta xét vật nằm yên mặt đất Nếu chọn mặt đất làm gốc Khi vật có độ lớn ?

Một vật nằm yên mặt đất

năng không Nh−ng để ý

phân tử cấu tạo nên vật liệu vật có

dạng lợng khác không ?

Nếu có độ lớn phụ thuộc vào cỏc yu t no ?

Định hớng GV :

Quan sát bảng vẽ cấu tạo phân tử

các chất cho biết phân tử cấu tạo nên vật có tính chất ?

Nếu ý tới phân tử cấu tạo

nên vật chúng có dạng lợng ?

(147)

– Các phân tử chuyển động

nhiệt nên có động Nếu thay đổi nhiệt độ động phân tử thay i

Thế tơng tác

phân tử thay đổi ta thay đổi khoảng cách phân tử

– Nếu thay đổi thể tích vật khoảng cách phân tử thay đổi, dẫn đến thay đổi

Qua nghiên cứu cho thấy, khối

chất có lợng bên Dạng

năng lợng đợc gọi nội GV thông báo khái niệm nội

Độ lớn nội phụ thuộc vào

những yếu tố ? Định hớng GV :

Muốn biết nội phụ thuộc vµo

những yếu tố ta tìm hiểu xem động phân tử phân tử phụ thuộc vào yếu tố ?

– Do đâu mà phân tử có động ? Khi động phân tử thay đổi ?

– Khi t−ơng tác phân tử thay đổi ?

– Nếu thay đổi thể tích vật

khoảng cách phân tử có thay đổi không ?

Kết luận : Nội vật phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật U = f(T,V)

– Vậy ta có kết luận gỡ v ln ca

nội ?

Hoạt động

Nghiên cứu cách làm biến đổi nội

– Tõ ph−¬ng tr×nh U = f(T,V),

muốn thay đổi U thay đổi T V vật

ở ta biết nội nội phụ thuộc vào yếu tố Bây nghiên cứu xem có cách làm thay đổi nội vật ?

Định hớng giáo viên :

Nội cđa vËt phơ thc vµo u

(148)

– Thực công nén pit-tông để thay đổi thể tích khối khí Nếu nút cao su xilanh bị bật tức nội khối khí tăng sinh công làm cho nút cao su bật

– Trun nhiƯt cho khèi khÝ b»ng

c¸ch ngâm xilanh vào nớc nóng

Nếu pit-tông bị dịch chuyển tức nội khối khí tăng

Kết thí nghiệm phù hợp với

suy diÔn lÝ thuyÕt

– Muốn thay đổi nội ca vt phi lm th no ?

Thông báo : Nh− vËy theo suy diÔn lÝ

thuyết cần phải thực cơng hay truyền nhiệt cho vật làm biến đổi nội khối khí

Cho HS xem khối khí đợc nhốt

trong xilanh Yêu cầu HS đề xuất cách tiến hành thí nghiệm để kiểm tra suy diễn lí thuyết ?

GV ph¸t dơng thÝ nghiƯm cho HS Yêu cầu tiến hành thí nghiệm báo cáo kÕt qu¶

Hoạt động

Xây dựng nguyên lí I nhiệt động lực học

ỏp dng nh lut bo ton

năng lợng, ta cã : U = Q + A

Δ

Độ nội hệ

tng đại số nhiệt l−ợng cơng

mµ hƯ nhËn đợc

Thông báo : Từ thí nghiệm ta

thÊy : Khi cung cÊp nhiƯt l−ỵng cho

khối khí nội khối khí tăng khối khí sinh cơng làm chuyển động nắp pit-tơng

– Nếu nh− ta vừa cung cấp nhiệt l−ợng cho khối khí vừa thực cơng để ấn nắp pit-tơng xuống nội khối khí đ−ợc xác định biểu thức toán học cụ thể ?

Thông báo : Kết vừa tính đ−ợc biểu thức nguyên lí I nhiệt động lực học

(149)

Q = U AΔ −

– NhiƯt l−ỵng trun cho hƯ làm tăng nội hệ biến thành công mà hệ sinh

Phát biểu thành lời biểu thức ? Để áp dụng biểu thức cho trình truyền nhiệt khác với quy ớc dấu nh sau :

Trong :

Q > : HƯ nhËn nhiƯt l−ỵng Q < : HƯ nhả nhiệt lợng Q A < : Hệ sinh c«ng A A > : HƯ nhËn công

U

> : Nội hệ tăng

U

< : Nội hệ giảm

Hot ng

Khái niệm nội ? Các cách làm

thay i ni nng ?

– Phát biểu nguyên lí I nhiệt động lực học

– Làm tập củng cố : GV phát phiếu học tập cho HS Yêu cầu HS làm việc cá nhân sau báo cáo kết

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Câu sau khơng nói nội ? A Nội dạng l−ợng

B Néi chuyển hoá thành dạng lợng khác

C Nội nhiệt lợng vật

A > A <

Q < Q >

(150)

D Néi vật tăng lên hay giảm ®i

Câu 2. Chỉ phát biểu nguyên lí I nhiệt động lực học ?

A Độ tăng nội tổng nhiệt lợng cung cấp cho hệ công

thc hin lờn h ú

B Độ tăng nội tổng nhiệt l−ợng cung cấp cho hệ công thực hệ

C Nhiệt l−ợng cung cấp cho hệ tổng độ tăng nội hệ

c«ng thùc hiƯn lªn hƯ

D Cơng thực hệ tổng độ tăng nội hệ nhiệt l−ợng cung cấp cho hệ

E Công thực hệ tổng độ tăng nội hệ nhiệt l−ợng mà hệ

Câu 3. Câu sau khơng nói nhiệt ? A Nhiệt phần ca ni nng

B Nhiệt dạng lợng

C Nhiệt phần lợng vật nhận đợc hay

trình trun nhiƯt

D Đối với khí lí t−ởng, nhiệt đồng với nội

Câu 4. Câu sau khơng nói nhiệt lng ?

A Nhiệt lợng phần nội vật tăng thêm lên nhận đợc nội

năng tõ vËt kh¸c

B Một vật lúc có nội lúc có nhiệt l−ợng C Đơn vị nhiệt l−ợng đơn vị nội

(151)

Bμi 59

áp dụng nguyên lí I nhiệt động học cho khí lí t−ởng

I – Mơc tiªu

– Hiểu đ−ợc nội khí lí t−ởng bao gồm tổng động chuyển

động nhiệt phần tử có khí nh− nội khí lí t−ởng cịn phụ thuộc vào nhiệt độ

Xây dựng đợc công thức tính công khí lí tởng

Đoán biết công mà khí thực trình qua phần diện tích trªn

đồ thị p – V ứng với trình

– Tính đ−ợc cơng mà khí thực hiện, tính nhiệt l−ợng mà khí trao đổi tính độ biến thiên nội số trình khí lí t−ởng Biểu diễn đ−ợc cơng khí đồ thị p –V trình khớ lớ tng

2 Về kĩ

– Vận dụng nguyên lí I nhiệt động lực học giải tập khí lí t−ởng

Chuẩn bị bảng tổng hợp hệ thức tính công, nhiệt lợng biến thiên nội số trình khí lí tởng dới

Quá trình

Dữ kiện

Phơng trình nguyên lí I

Tính U Tính A Tính Q

Đẳng tích

V= const

A = ΔU = Q

ΔU = Q (do trun

nhiƯt)

A = Q = cmΔt

*

Q = ΔU Đẳng

áp

P = const A

ΔU = A + Q

– A = A' = p(V2 – V1)

Q = cmΔt*

(152)

Q Q = U A

Đẳng nhiệt

T = const U = const A ≠0 Q ≠

Q = A ΔU =

Ch−a học cơng thức.Đốn biết qua diện tích đồ thị p - V

Q = – A (nÕu cho

biết A)

Chu trình

Trạng thái cuối trùng với trạng

thái đầu

Q = A (của chu

trình)

U =

áp dụng cách tính A Q trình

Tính A theo diện tích giới hạn đờng cong kín vẽ chu trình

Học sinh

Ôn lại công thức tính công tính nhiệt lợng

III thit k hoạt động dạy học

Cá nhân nhận thc c

cần nghiên cứu

Phát biểu nguyên lí I nhiệt động lực học ?

– Viết biểu thức tính cơng học ? Bài tr−ớc xây dựng đ−ợc nguyên lí I nhiệt động lực học Ngun lí áp dụng cho q trình khí lí t−ởng đ−ợc khơng ?

Hoạt động

T×m hiểu nội khí lí tởng

Nội hệ phụ thuộc vào

nhit độ thể tích hệ

– Nội khối khí lí t−ởng bao gồm tổng động chuyển động hỗn loạn phân tử có khớ ú

Nội hệ phơ thc vµo

(153)

Hoạt động

Xây dựng biểu thức tính công của khí lí tởng

Dự kiến phơng án trả lời học sinh :

Phơng án : A = F.h

Phơng án : A

Δ = F hΔ = pS hΔ =p VΔ

(nh−ng ch−a hiểu đ−ợc p không đổi xảy khí giãn nở)

XÐt mét khèi khÝ lí tởng đợc chứa xilanh, bên

pit-tông diện tích S Ngời ta làm nóng

khí để l−ợng khí dãn, đẩy pit-tơng lên đoạn hΔ Cơng AΔ khối khí đ−ợc xác định nh− ?

– Khi khÝ në tạo áp lực F lên

din tớch S pit-tông làm cho pit-tông chuyển động lên

Khi áp suất bên cân

với áp suất khí áp suất gây trọng lực pit-tông dừng lại

áp suất suất với áp

suất ban đầu

Định hớng GV :

– Tại khối khí nở pittông lại chuyển động lên ?

– Khi pit-tông dừng lại ?

So sánh với áp suất ban đầu khối khí ?

Thông báo : Vậy công mà khối khí thực ®−ỵc tÝnh theo biĨu thøc :

A

Δ = p VΔ

NÕu VΔ > th× khèi khí sinh công Nếu V< khối khí nhận c«ng

Hoạt động

Biểu thị cơng khối khí lí t−ởng tr−ờng hợp hệ toạ độ p – V

Trong ch−ơng VI biểu

diễn q trình khí lí t−ởng hệ toạ độ p – V, ta xét xem

công đ−ợc biểu thị hệ toạ độ

nh− thÕ nµo ?

GV phát phiếu học tập I cho HS Yêu cầu HS hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết câu phiếu học tập I

FG h

(154)

Vì trình biến đổi nhỏ nên coi áp suất không đổi

( ) ( )

' '' ' '' '' '

A p V V p V V

Δ = − = −

(Häc sinh không biểu diễn đợc

cụng ca cht khớ trờn đồ thị)

( )

' ' '' '

A p V V

Δ = −

( )

'' '' '' '

A p V V

Δ = −

' '' ' ''

A A p p

A V

2

⎛ ⎞

Δ + Δ +

Δ = = Δ ⎜⎜ ⎟⎟

⎝ ⎠

Cơng AΔ đ−ợc biểu diễn đồ

thÞ diện tích hình thang 12V

V Trong ú on chộo 12 gn

nh trùng với đoạn cong 12

Sau cho HS báo cáo kết thảo luận mà không rút kết luận, GV cần phải có định h−ớng :

– Nếu coi áp suất khớ khụng i , vi

giá trị p lúc đầu công đợc xác

nh nh th ?

– Nếu coi áp suất khí khơng đổi , với

giá trị p’’ lúc sau công đ−ợc xác định nh− ?

– Muốn tính công cách xác

thì ta phải lấy trung bình cộng hai công

– Tõ biĨu thøc tÝnh c«ng cđa chÊt khÝ,

ta biểu diễn cơng đồ thị p – V nh− ?

Th«ng báo : Từ suy luận ta tính công cho trình: diện tích hình thang cong MNV1V2 v×

diện tích hình thang tổng diện tích hình thang nhỏ mà ta vừa tính Tuy nhiên để chứng minh cách chặt chẽ tốn học ta phải cần đến số kiến thức toán học lớp 12

N M

V1 V' V" V2 V

2

O p2

p'

p"

p1

(155)

Hoạt động

áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho q trình khí lí t−ởng

a) Q trình đẳng tích

Vì Δ = ⇒ =V A biểu thức nguyên lí I nhiệt động lực học : Q= ΔU

Kết luận : Trong trình đẳng

tÝch, nhiệt lợng mà khí nhận

c ch dựng lm tng ni

năng khí

GV phỏt phiếu học tập II cho HS Yêu cầu HS hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết câu phiếu học tập II

b) Quá trình đẳng áp

Quá trình đẳng áp biểu diễn đồ thị p – V đoạn thẳng song song với trục OV

V× VΔ ≠ ⇒ ≠0 A vµ A=p V( 2−V1)

Biểu thức ngun lí I nhiệt động lực học : Q= Δ −U A

Kết luận : Trong trình đẳng

áp phần nhiệt lợng mà khí

nhn c dựng lm tng ni

năng khí, phần lại biến thành công mà khí sinh

Công A đ−ợc biểu diễn đồ thị phần gạch chéo

1

V1 V2 V p1

(156)

c) Quá trình đẳng nhiệt

Vì nội khí phụ thuộc nhiệt độ, mà nhiệt độ khơng đổi nên Δ =U

MỈt kh¸c VΔ ≠ ⇒ ≠0 A Khi

đó biểu thức nguyên lí I nhiệt

động lực học đ−ợc cho trình

đẳng nhiệt : Q = – A

Kết luận : Trong trình đẳng nhiệt, tồn nhiệt l−ợng mà khí

nhận đợc chuyển thành công mà

khí sinh

Công A đ−ợc biểu diễn đồ thị phn gch chộo

HS báo cáo kết câu

GV thông báo khái niệm chu trình

t (khụng đổi)

2

V1 V2 V p

p1

p2

1

2 a

b p

(157)

HS hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết

VÝ dô ta xÐt chu trình lợng khí

c biu din nh đồ thị : gồm trình dãn khí a1b q trình nén khí b2a Bây tính cơng khối khí thực hiện xong chu trình Khi biểu thức ngun lí I nhiệt động lực học đ−ợc viết nh− ? GV yêu cầu HS làm câu phiếu học tập II

Quá trình dÃn khí thực công âm A1 = S1 : diện tích hình thang

cong a1VbVaa

Quá trình nén khí nhận công

dơng A = S2 diện tích hình

thang cong b2VbVab

Cơng A chu trình tổng đại số hai cơng hai q trình dãn nén khí :

A = A1 + A2 = − S1 + S2 < v× S1 > S2

Định hớng GV :

tính cơng chu trình ta phải chia chu trình thành hai q trình: q trình dãn khí a1b q trình nén khí b2a Cơng hai q trình đ−ợc xác định ? Có giá trị âm hay d−ơng ? Tại ? Biểu diễn cơng đồ thị ?

− Mn tÝnh c«ng chu trình ta

phi lm th no ? Biểu diễn công đồ thị ?

− Nhận xét công chu trình ? Sau thực chu trình, khí

trở trạng thái ban đầu nên

U

= Biểu thøc cđa nguyªn lÝ I

nhiệt động lực học : Q = − A = S

Kết lun : Tng i s nhit lng

nhận đợc chu trình

chuyn ht thnh cụng m hệ sinh chu trình

− Sau thực chu trình, chất khí trở trạng thái ban đầu Khi nội chất khí biến thiên l−ợng ?

− VËy biĨu thøc cđa nguyªn lÝ I nhiƯt

động lực học đ−ợc viết cho chu trình

(158)

Hoạt động

áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học làm số tập

Hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết

a) Xem h×nh d−íi

AB q trình đẳng áp, BC q trình đẳng tích, CA q trình đẳng nhiệt

b) Tính cơng thực hin quỏ trỡnh ng ỏp

áp dụng công thức tính công ta

đợc : A=pAV

Phơng trình trạng thái cho trạng thái A B : p VA A = νRTA

p VB B = νRTB

Trõ vÕ víi vÕ cđa hai phơng trình

Yêu cầu HS làm câu phiếu học tập I

Định hớng GV :

− áp dụng cơng thức để tính cơng

trong trình đẳng áp ?

− Muèn tính V ta phải viết đợc

phơng trình ?

a

b

2 A p

O

V V2 V1

B A

C p

pA

pC

O

(159)

trên (chú ý pA = pB), ta ®−ỵc :

A B A B A

p (V −V )= νR(T −T )

vậy : A = vR(TB−TA) Thay trị số vào ta đ−ợc : A = 1,4.8,31.(350 − 300) = 581,7 J c) áp dụng ngun lí thứ cho q trình đẳng áp :

ΔU = Q + A = 1000 – 587,7

= 418,3 J

Đối với q trình đẳng tích BC ta có nội trạng thái C nội trạng thái A, nhiệt độ chúng ni

năng khí lí tởng phụ

thuộc nhiệt độ Vì khí lạnh nên nội giảm, mặt khác A = (do trình đẳng tích) Vậy độ biến thiên nội q trình đẳng tích là: ΔU = − 418,3 J Q trình đẳng nhiệt có ΔU =

d) ¸p dơng nguyên lí I cho

trỡnh ng tớch BC ta viết :

ΔU = Q + A ;

ở A = ΔU = − 418,3J Vậy nhiệt l−ợng toả trình đẳng tích : Q = − 418,3J

− Đối với q trình đẳng áp AB

c«ng cã giá trị âm hay dơng ?

i vi q trình đẳng tích cơng A băng ? Tại ?

− Quá trình làm lạnh đẳng tích đến

nhiệt độ ban đầu nội biến thiên nh− ?

Hoạt động

C¸ nhân nhận nhiệm vụ học tập

Giáo viên đa bảng tổng hợp hệ

thức tính công, nhiệt lợng biến

thiên nội số trình

ca khớ lớ tng cng cố lần

nữa việc áp dụng nguyên lí I nhiệt động lực học cho khí lí t−ởng

(160)

PhiÕu häc tËp I

Câu 1. Tính cơng AΔ chất khí q trình biến đổi nhỏ, thể tích khí tăng l−ợng nhỏ Δ =V V''−V', áp suất biến thiên từ p' đến p" Biểu diễn độ lớn ΔA đồ thị p – V

Câu Có 1,4 mol chất khí lí t−ởng nhiệt độ 300K Đun nóng khí đẳng áp đến nhiệt độ 350 K, nhiệt l−ợng cung cấp cho khí q trình

1000J Sau khí đ−ợc làm lạnh đẳng tích đến nhiệt độ nhiệt độ

ban đầu cuối khí đ−ợc đ−a trạng thái đầu trình nén đẳng nhiệt

a) Vẽ đồ thị chu trình cho hệ toạ độ p – V b) Tính cơng thực q trình đẳng áp

c) Tính độ biến thiên nội trình chu trình d) Tính nhiệt l−ợng q trình đẳng tích

M

N

2 p

p1

p2 p' p"

O

V1V' V" V2 V

t (không đổi)

2

O p1 p

p2

(161)

PhiÕu häc tËp Ii

Câu Viết biểu thức nguyên lí I nhiệt động lực học cho q trình

khí lí t−ởng : Đẳng tích, đẳng áp, đẳng nhiệt Từ có kết luận ?

Biểu thị cơng A đồ thị p – V a) Q trình đẳng tích

b) Quá trình đẳng áp

c) Quá trình đẳng nhiệt

Câu Tính cơng A khối khí sau thực xong chu trình, biểu diễn công A đồ thị p – V Viết biểu thức nguyên lí thứ nhiệt động lực học Từ có nhận xét ?

1

2

V1 V

p1

p2 p

O

t (không đổi)

V1 V2 V O

p2 p1 p

2

p

O

Va Vb V b a

2

p

p1

O

V1 V2

(162)

Bμi 60

Nguyên tắc hoạt động động nhiệt vμ máy lạnh Nguyên lí II nhiệt động lực học

I − Mơc tiªu

− Biết đ−ợc nguyên tắc hoạt động động nhiệt máy lạnh Biết đ−ợc

nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân phận tác động, công sinh ta hay nhận vào số máy hay gặp thực tế

− Có khái niệm nguyên lí II nhiệt động lực học, liên quan nhiều đến chiều diễn biến trình tự nhiên, bổ xung cho nguyên lí I

− Phát biểu đ−ợc nguyên lí II nhiệt động lực học

− Viết đ−ợc cơng thức tính hiệu suất động nhiệt, hiệu suất cực đại máy nhiệt hiệu máy lạnh

2 VÒ kÜ

Vn dng kin thc trờn giải thích t−ợng vật lí liên quan giải tập động nhiệt máy lạnh

II − ChuÈn bÞ Häc sinh

− Ôn lại kiến thức động nhiệt học ch−ơng trình lớp vật lí

III − thiết kế hoạt động dạy học

Cá nhân trả lời câu hỏi GV

Động nhiệt ? Kể tên kì

của động bốn kì ? Trong kì đó, kì sinh cơng ?

(163)

Cá nhân nhận thức đ−ợc vấn đề cần nghiên cứu

máy lạnh động nhiệt hoạt động theo ngun tắc ? Có điểm chung hai loại máy ?

Hoạt động

Thiết kế động nhiệt

Hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết câu

Qu¸ trình AB : A1 =

Quá trình BC : KhÝ sinh c«ng A2 Víi A2 = diƯn tÝch V1BCV2 Quá trình CD : A3 =

Quá trình DA : Khí nhận công A4

Với A4 = diƯn tÝch V1ADV2 C«ng khÝ thùc hiƯn chu trình công dơng A = Q

Yêu cầu HS hoàn thành tập sau :

Xác định cơng thực đ−ợc

chu trình (q trình khép kín) hình vẽ sau Đó công âm hay công d−ơng ? Viết biểu thức nguyên lí I cho chu trình

− Tõ kÕt toán cho thấy:

nu cú mt thiết bị thực đ−ợc chu trình nh− dùng để biến nhiệt l−ợng thành công Thiết kế thiết bị nh− ?

Hệ nhận nhiệt lợng, tăng áp

ng tích dãn nở sinh cơng Sau hệ to nhit, gim ỏp sut

Định hớng GV :

− Trong trình, hệ biến đổi

năng lợng trạng thái nh ?

C B

A D

p

O

V1 V2 V

A p

O

V1 V2 V D

C A

(164)

và thể tích, trở trạng thái ban đầu

+ Quá trình ABC : Hệ nhận nhiệt

lợng, tăng áp suất giÃn nở

sinh công

+ Quá trình CDA : Hệ toả nhiệt, giảm áp suất thể tích, trở trạng thái ban ®Çu

− Ban ®Çu cho hƯ tiÕp xóc ngn

nóng Sau hệ thực cơng cho tiếp xúc nguồn lạnh để kết thúc chu trình

− CÇn cã : Ngn nãng, ngn

lạnh, khí để nhận nhiệt sinh công…

− Làm để tạo q trình biến

đổi trạng thái ?

Thiết bị thực chu trình cần phận ?

Thụng bỏo : thit bị dùng để thực chu trình gồm : nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân (khí) phận phát động Thiết bị nh− có tên gọi động nhiệt

− Nguyên tắc hoạt động : Tỏc

nhân nhận nhiệt từ nguồn nóng, sinh công toả nhiệt lại nguồn lạnh

Từ sơ đồ giải thích nguyên tắc

hoạt động động nhiệt ?

Hoạt động

Xác định hiệu suất động nhit

Thông báo : Động nhiệt biến nhiều nhiệt lợng thành công tốt

Hiệu suất

1

A Q Q

Q Q

−

η = =

Trong thực tế hiệu suất động nhiệt đạt từ 25% đến 40%

Q1

A

Q2 Nguồn nóng T1

Nguồn lạnh T2 Tác nhân

(165)

GV giới thiệu tầm quan trọng máy lạnh đời sống nguyên tắc hoạt động máy lạnh (hình vẽ)

Hoạt động

Tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy lạnh

C¸ nhân tiếp thu, ghi nhớ

Tủ lạnh máy điều hoà nhiệt

Trong sèng hµng ngµy ta

th−ờng gặp máy lạnh ? Để hiểu rõ nguyên tắc hoạt động máy lạnh, ta tìm hiểu hoạt động tủ lạnh gia đình

– GV dùng sơ đồ cấu tạo tủ lạnh

để giải thích nguyên tắc hoạt động tủ lạnh cho HS :

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ Nguyên tắc hoạt động tủ lạnh :

− Máy bơm hoạt động đẩy vào ống

ng−ng tụ Hơi bị nén có áp suất cao nhiệt độ cao toả nhiệt mội tr−ờng Lạnh hoá lỏng

− Sau hố lỏng, mơi chất đ−ợc đẩy qua van dãn sang ống bay Tại áp suất thấp, nhiệt độ thấp, môi chất nhận nhiệt từ vật tip xỳc nú v hoỏ hi

Hơi tiếp tục đợc đẩy vào ống

ngng tụ, chu trình đợc lặp lại

Q1

Q2 Nguồn lạnh T2 A

Nguồn nóng T1

Tác nhân cấu máy

(166)

Hot ng

Tính hiệu máy lạnh

− Máy lạnh dùng để làm giảm

nhiệt độ Một máy lạnh tốt với công tiờu th A

nó lấy đợc nhiều nhiệt

lợng từ nguồn lạnh

Hiệu máy lạnh thờng có giá trị lớn

− Mục đích sử dụng máy lạnh ? Thế máy lạnh tốt ?

Thông báo : Hiệu máy lạnh

c xác định công thức :

2

Q A

ε =

V× Q1=Q2+A

Trong Q1 l nhit lng m tỏc

nhân toả cho nguồn nóng, Q2

nhiệt lợng nhận đợc tõ ngn l¹nh Ta cã thĨ viÕt :

2

1

Q Q

A Q Q

ε = =

−

Hiệu máy lạnh thờng có

giá trị ?

Hot ng

Tìm hiểu ngun lí II nhiệt động lực hc

(167)

Gợi ý : Quá trình truyền nhiệt xảy nh ?

Sự chuyển hoá nội

năng xảy nh nµo ?

Hoạt động

Xác định hiệu suất cực đại máy nhiệt

Máy lạnh động nhiệt gọi chung máy nhiệt

Để nâng cao hiệu suất (hay hiệu năng) máy nhiệt ng−ời ta tìm cách cải tiến cấu máy cụ thể Song vấn đề nảy sinh : Với nguồn nóng T1 nguồn lạnh T2 cho hiệu suất máy nhiệt có bị giới hạn khơng ?

Các-nô chứng minh đ−ợc

giá trị hiệu suất có giới hạn, cụ thể hiệu suất cực đại động nhiệt đ−ợc xác định công thức :

1

max

T T

T

−

η =

Cơng thức đ−ợc gọi định lí Các-nơ

Hiệu cực đại máy lạnh đ−ợc xác định công thức :

2 max

1

T

T T

ε =

−

Hoạt động

HS hoạt động cá nhân, sau trao đổi nhóm đại diện nhóm lên báo cáo kết câu phiếu học

GV nhắc lại nội dung bµi häc

(168)

PhiÕu häc tËp

Câu 1. Xác định công thực đ−ợc chu trình (q trình khép kín) hình vẽ sau Đó công âm hay công d−ơng ? Viết biểu thức ngun lí I cho chu trình

Câu 2. Để tăng hiệu suất động nhiệt phải :

A Tăng nhiệt độ nguồn nóng, giảm nhiệt độ nguồn lạnh B Giảm nhiệt độ nguồn nóng, tăng nhiệt độ nguồn lạnh C Giảm nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh

D Tăng nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh

Câu 3. Một động nhiệt giây nhận từ nguồn nóng nhiệt l−ợng 3,6.104J Đồng thời nh−ờng cho nguồn lạnh 3,2.104 J Tính hiệu suất động nhiệt

Câu 4. Nhiệt độ luồng khí nóng vào tuabin động nhiệt 600oC, khỏi tuabin 46oC Xác định hiệu suất lớ tng ca ng c

C B

A B

V1 V2 V O

(169)

Mơc lơc

Trang

Ch−¬ng IV Định luật bảo ton

Bi 31. Định luật bảo toàn động l−ợng

Bài 32. Chuyển động phản lực Bài tập định luật bo ton

ng lng

Bài 33. Công công suất 12

Bi 34. ng nng nh lớ ng nng 16

Bài 35. Thế Thế trọng trờng 20

Bi 36. Th nng n hi 25

Bài 37. Định luật bảo toàn 28

Bi 38. Va chm n hồi không đàn hồi 34

Bài 39. Bài tập định luật bảo toàn 40

Bài 40. Các định luật Kê-ple Chuyển động vệ tinh 45

Ch−¬ng V C¬ häc chÊt l−u 50

Bài 41.áp suất thuỷ tĩnh Nguyên lí Pa-xcan 50

Bài 42. Sự chảy thành dòng chất lỏng chất khí

Định luật Bec-nu-li 55

Bi 43.ứng dụng định luật Bec-nu-li 61

PhÇn hai NhiƯt häc 68

Ch−¬ng VI ChÊt khÝ 68

Bài 44. Thuyết động học phân tử chất khí Cấu to cht 68

Bài 45. Định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt 74

(170)

Bài 47. Phơng trình trạng thái khí lí tởng

Định luật Gay Luy-xác 84

Bài 48. Ph−ơng trình Cla-pê-rơn − Men-đê-lê-ép 88

Bµi 49. Bµi tËp vỊ chÊt khÝ 92

Chơng VII Chất rắn v chất lỏng Sự chuyển thể 97

Bài 50. Chất rắn 97

Bài 51. Biến dạng vật rắn 101

Bài 52. Sự nở nhiệt vật rắn 106

Bài 53. Chất lỏng Hiện tợng căng bề mặt chất lỏng 112

Bài 54. Hiện tợng dính ớt không dính ớt Hiện tợng mao dẫn 117

Bài 55. Sự chuyển thể Sự nóng chảy đơng c 125

Bài 56. Sự hoá ng−ng tô 131

Bài 57. Thực hành : Xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng 140

Ch−ơng VIII Cơ sở nhiệt động lực học 145

Bài 58. Nguyên lí I nhiệt động lực học 145

Bài 59 áp dụng nguyên lí I nhiệt động học cho khí lí t−ởng 151

Bài 60 Nguyên tắc hoạt động động nhiệt máy lạnh

(171)

ThiÕt kÕ bμi giảng Vật lí 10 nâng cao, tập hai

Trần Thuý Hằng h duyên tùng

Nh xuất H Nội

Chịu trách nhiệm xuất : Nguyễn Khắc Oánh

Biên tập : Phạm Quốc Tuấn

Vẽ bìa :

To Thanh Huyền Trình bày : Chu Minh

(172)

In 1000 cuèn, khæ 17 x 24 cm, t¹i XÝ nghiƯp In ACS ViƯt Nam

Km 10 Phạm Văn Đồng Kiến Thuỵ Hải Phòng

GiÊy phÐp xuÊt b¶n sè : 254−2006/CXB/13d TK−46/HN

(173)