7 Cấu trúc luận văn
2.5 Thiết kế một số giáo án dạy học
thể” Vật lý lớp 10 chương trình chuẩn.
2.5.1. Giáo án 1: CHẤT RẮN KẾT TINH-CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH I. Mục tiêu.
1. Về kiến thức:
Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình dựa trên cấu trúc vi mô và những tính chất vĩ mô của chúng.
Phân biệt được chất rắn đơn tinh thể và chất rắn đa tinh thể dựa trên tính dị hướng và tính đẳng hướng.
2. Về kĩ năng:
Kể ra được những ứng dụng của các chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình trong sản xuất và đời sống.
II. Chuẩn bị.
1.GV: Một số hạt muối ăn; tranh ảnh về tinh thể muối ăn, kim cương, than chì. 2. HS: đọc trước bài ở nhà
III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp
2. Bài mới.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung Hoạt động1: ( 3 phút)
Ôn lại kiến thức. Đặt vấn đề cần nghiên cứu:
-Yêu cầu HS nêu các đặc điểm về: tương tác phân tử chuyển động nguyên tử, phân tử của thể rắn ?
-Có phải tất cả các chất rắn đều có cấu trúc và tính chất giống nhau hay khơng?
Ta có thể phân biệt các chất rắn khác nhau dựa trên những dấu hiệu nào?
-HS Nhớ lại kiến thức đã học,trả lời: Ở thể rắn các nguyên tử, phân tử ở gần nhau (Khoảng cách giữa các nguyên tử, phân tử chỉ vào cỡ kích thước của chúng). Lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử chất rắn mạnh nên giữ được chúng ở các vị trí xác định và làm cho chúng chỉ có thể dao động quanh các vị trí cân bằng xác định. Hoạt động 2. (7 phút) Tìm hiểu về cấu trúc tinh thể của chất rắn kết tinh
- Cho hs quan sát các hạt muối ăn bằng mắt thường và bằng KHV (hình 34.1 SGK). - Yêu cầu hs Nhận xét -HS ngồi theo nhóm: Quan sát, nhận xét về hình dạng -Nhắc lại lực tương tác phân tử -Nhận xét: Tinh thể của mỗi chất đều có dạng hình học tự nhiên xác
I. Chất rắn kết tinh. 1. Cấu trúc tinh thể.
Cấu trúc tinh thể hay tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác và
-Giới thiệu cấu trúc tinh thể. Xem hình 34.2 SGK - Nhận xét: Tinh thể được cấu trúc bởi các hạt(nguyên tử, phân tử,ion) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học xác định, tronng đómỗi hạt ln dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. -u cầu học sinh trả lời C1
định
- cá nhân tiếp thu, ghi nhớ
-Thảo luận chung đưa ra ý kiến: Tinh thể muối ăn có dạng hình lập phương được cấu trúc bởi các ion Cl-và Na+,mỗi ion luôn dao động nhiệt quanh một vị trí cân bằng trùng với mỗi đỉnh của khối lập phương
-Trả lời C1; Tinh thể của một chất hình thành trong quá trình đơng đặc của chất đó
sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó.
Hoạt động 3.(12 phút) Tìm hiểu các đặc tính của chất rắn kết tinh.
- Mỗi chất rắn kết tinh nóng chảy hay đông đặc ở một nhiệt độ xác định. - GV nêu một số ví dụ về nhiệt nóng chảy của một số chất rắn kết tinh như: nướcđá(00C), thiết (2320C) + Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc đa tinh thể. -HS Đọc sgk, nêu các đặc tính của chất rắn kết tinh Cách sắp xếp của các tinh thể chất đơn tinh thể là theo một trật tự xác định tuần hoàn trong không gian tạo thành mạng tinh thể, còn đối với chất đa tinh thể liên kết hỗn độn với nhau.
Chất rắn đơn tinh thể có tính dị hướng còn chất rắn đa tinh thể khơng có tính dị hướng
2. Các đặc tính của chất rắn kết tinh.
- Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ một loại hạt nhưng có cấu trúc khác nhau thì có tính chất vật lí khác nhau -Mỗi chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định -Chất rắn kết kết tinh có 2 loại : đơn tinh thể và đa tinh thể
Chất rắn đơn tinh thể có tính dị hướng còn chất
- GV gợi ý:
+ So sánh chất đơn tinh thể với chất đa tinh thể dựa trên cách sắp xếp của các tinh thể và một số tính chất vĩ mơ
-GV Nhận xét những ý kiến của HS đưa ra
u cầu HS quan sát hình 34.3 SGK
Mơ tả mạng tinh thể kim cương và than chì?
-Nêu nội dung và phân tích
Từ cấu trúc mạng tinh thể của than chì ta thấy nếu tách than chì thành các lớp theo mặt của mạng phẳng thì dễ hơn nhiều so với tách thanh chì theo các hướng khác nhau.Đó chính là biểu hiện của tính dị hướng của chất rắn đơn tinh thể.
- Yêu cầu HS trả lời C2 Các mạng tinh thể có thể có nhiều chỗ hỏng do mạng bị biến dạng hay có tạp chất hoặc một vài vị trí
- HS thảo luận, phát biểu ý kiến.
-So sánh các tính chất của chất đơn tinh thể và đa tinh thể.
HS thảo luận, mô tả: +Mạng tinh thể kim cương:các nguyên tử các bon liên kết theo mọi hướng đều giống nhau. +Mạng tinh thể than chì:mỗi nguyên tử Các bon nằm ở đỉnh của một hình phẳng sáu cạnh đều.Các hình này sắp xếp nối tiếp nhau trên mặt phẳng tạo thành mạng phẳng.Các mạng phẳng sắp xếp song song cách đều nhau tạo thành mạng không gian.
HS ghi nhớ -Trả lời C2
Chất rắn đa tinh thể được cấu tạo bởi vô số các tinh thể nhỏ sắp xếp hỗn độn
rắn đa tinh thể có tính dị hướng
bị bỏ trống… Khi đó tính chất của vật rắn cũng bị ảnh hưởng mạnh, thay đổi. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với kỹ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực chế tạo các chất bán dẫn
nên tính dị hướng của mỗi tinh thể nhỏ được bù trừ trong toàn khối chất vì thế chất rắn đa tinh thể không có tính dị hướng như chất rắn đơn tinh thể
Hoạt động 4.(3phút) Tìm hiểu các ứng dụng của chất rắn kết tinh
Yêu cầu HS đọc mục I.3SGK
tiếp nhận thông tin thảo luận phát biểu ý kiến
GV nhận xét các ý kiến phát biểu của HS.
- HS đọc sgk thảo luận, phát biểu ý kiến cá nhân
- HS nghe GV nhận xét rút ra kết luận, ghi nhận cá nhân
3. Ứng dụng của các chất rắn kết tinh.
-Các đơn tinh thể silic(Si), Gemani(Ge) được dùng làm các linh kiện bán dẫn(điôt, trandito, các vi mạnh điện tử).Kim cương rất cứng nên dùng làm mũi khoan, dao cắt kính, đá mài.
- Các kim loại và hợp kim được dùng luyện kim chế tạo máy, xây dựng cầu đường, đóng tàu điện và điện tử
Hoạt động 5.(10 phút) Tìm hiểu các tính chất của chất rắn vơ định hình - Ngồi các chất rắn kết tinh cịn có các chất rắn vơ định hình, tức là khơng có dạng hình học xác định. GV lấy ví dụ: thủy tinh,
- HS Đọc sgk
-Nêu tính chất của chất vơ định hình: Chất rắn vơ định hình khơng có tính dị hướng vì khơng có cấu trúc tinh thể nên tính chất vật lí theo mọi hướng như nhau. II. Chất rắn vô định hình -Chất rắn vơ định hình khơng có hình dạng xác định, tức khơng có cấu trúc tinh thể -Chất rắn vơ định hình có tính đẳng hướng và khơng có nhiệt độ nóng 42
nhựa đường, polime…
- Yêu cầu HS trả lời C3 -Nhận xét
Chất rắn kết tinh khi nóng chảy thì biến đổi trạng thái một cách đột ngột từ rắn sang lỏng ở một nhiệt độ xác định, nghĩa là từ khi nóng chảy đến khi hóa lỏng hồn toàn, nhiệt độ của chất không thay đổi. Dù chất đơn tinh thể hay đa tinh thể đều có đặc tính này, cịn chất rắn vơ định hình khi bị nung nóng chúng mềm dần và chuyển sang thể lỏng.
Lưu ý: một số chất rắn như lưu huỳnh, đường… có thể tồn tại dưới dạng tinh thể hoặc vơ định hình.
GV giới thiệu ứng dụng của chất rắn vơ định hình trong sản xuất và đời sống
Chất rắn vơ định hình khơng có nhiệt độ nóng chảy -So sánh chất rắn kết tinh và chất rắn vơ định hình -Trả lời C3 - HS đọc phần ghi nhớ SGK - Lập bảng phân loại các chất rắn và so sánh những đặc điểm của chúng. chảy xác định Hoạt động 6.(8 phút) Củng cố, vận dụng
nhớ SGK
- Hướng dẫn HS điền vào bảng phân loại các chất rắn và so sánh những đặc điểm của chúng.
-Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập.
- GV nhận xét phiếu học tập các nhóm.
-HS thực hiện điền vào phiếu học tập.
- Đại diện nhóm đọc kết quả điền vào phiếu học tập của nhóm trước lớp. Hoạt động 7.(2 phút) Tổng kết bài học - GV chốt lại các kiến thức trọng tâm, nhận xét tiết học GVgiao nhiệm vụ học tập về nhà - HS nghe GV chốt lại các kiến thức trọng tâm, nhận xét tiết học -Làm bài tập trong SGK
IV. Phân tích tiến trình dạy học đã đề xuất :
Ở bài này tôi thiết kế giáo án vận dụng mơ hình dạy học kiến tạo đã đề xuất gồm hai nội dung:
1. Xây dựng khái niệm chất rắn kết tinh a/ Cấu trúc tinh thể
- B1: Tạo tình huống vấn đề: Có phải các chất rắn đều có cấu trúc và tính chất giống nhau khơng ? Ta có thể phân biết các chất rắn khác nhau dựa trên những dấu hiệu nào về cấu trúc và tính chất của chất rắn.
- B2: Bộc lộ hiểu biết quan niệm ban đầu của HS: Từng HS bộc lộ quan niệm của mình về vấn đề nghiên cứu.
- B3: Tổ chức hướng dẫn và điều khiển HS thảo luận: GV tổ chức cho HS các nhóm quan sát hạt muối, tranh ảnh cấu trúc của hạt muối, thảo luận thống nhất quan điểm chung trong cả nhóm, đại diện nhóm phát biểu trước lớp.
- B4: Thể chế hóa tri thức: Để đi đến khái niệm chất rắn kết tinh dựa vào cấu trúc mạng tinh thể. GV yêu cầu HS rút ra kết luận cấu trúc mạng tinh thể.
- B5: Vận dụng kiến thức: GV yêu cầu HS đọc SGK nghiên cứu thảo luận và phát biểu khái niệm về chất rắn kết tinh.
b/ Các đặc tinh chất rắn kết tinh
- B1: Tạo tình huống vấn đề:Các chất rắn kết tinh khác nhau có các tính chất giống nhau khơng? Nhiệt độ nóng chảy giống nhau khơng? Các chất rắn kết tinh có cấu trúc đơn tinh thể hay đa tinh thể.
- B2: Bộc lộ hiểu biết quan niệm ban đầu của HS: Từng HS bộc lộ quan niệm của mình về vấn đề nghiên cứu.
- B3: Tổ chức hướng dẫn và điều khiển HS thảo luận:GV tổ chức cho HS các nhóm quan sát, so sánh, nhận xét các chất rắn kết tinh, thảo luận thống nhất quan điểm chung trong cả nhóm, đại diện nhóm phát biểu trước lớp.
- B4: Thể chế hóa tri thức: Để đi đến đặc điểm các tính chất của chất rắn kết tinh. GV gợi ý cho HS rút ra kết luận về đặc tính của chất rắn kết tinh.
- B5: Vận dụng kiến thức: GV yêu cầu HS vận dụng đặc điểm của chất rắn kết tinh trả lời câu C2 và ứng dụng chất rắn kết tinh trong đời sống và kỹ thuật.
2. Xây dựng khái niệm chất rắn vơ định hình
- B1: Tạo tình huống vấn đề: Các chất rắn khơng có cấu trúc tinh thể được gọi là chất rắn gì? Đặc điểm tính chất của chúng ra sao? Chất rắn này được ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật như thế nào ?
- B2: Bộc lộ hiểu biết quan niệm ban đầu của HS: Từng HS bộc lộ quan niệm của mình về vấn đề nghiên cứu.
- B3: Tổ chức hướng dẫn và điều khiển HS thảo luận: GV tổ chức cho HS các nhóm quan sát tranh, đọc SGK, nhận xét, thảo luận thống nhất quan điểm chung trong cả nhóm, đại diện nhóm phát biểu trước lớp.
- B4: Thể chế hóa tri thức: Để đi đến khái niệm, đặc điểm các tính chất của chất rắn vơ định hình. GV gợi ý cho HS rút ra kết luận về khái niệm, đặc tính của chất rắn vơ định hình.
- B5: Vận dụng kiến thức: GV yêu cầu HS vận dụng đặc điểm của chất rắn vô định hình ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật.
2.5.2.Giáo án 2: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I. Mục tiêu.
1. Về kiến thức:
Nêu được nguyên nhân gây ra biến dạng cơ của vật rắn. Phân biệt được biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo, dựa trên tính chất giữ ngun hình dạng và kích thước của chúng.
Phân biệt được các kiểu biến dạng kéo và nén của vật rắn dựa trên đặc điểm(điểm đặt, phương, chiều) tác dụng của ngoại lực gây nên biến dạng.
Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức của định luật Húc về biến dạng đàn hồi.
Định nghĩa được giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn, nêu được ý nghĩa thực tiễn của các đại lượng này.
2. Về kĩ năng:
Giải thích được các hiện tượng trong đời sống và các ứng dụng trong kỹ thuật của các loại biến dạng.
Phát biểu và vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập ra trong bài. Nêu được ý nghĩa thực tiễn của giới hạn bền và hệ số an toàn của vật rắn.
II. Chuẩn bị.
1.GV: Bản vẽ các kiểu biến dạng dẻo của vật rắn trên giấy khổ lớn.
2.HS: Lá thép mỏng, thanh tre, dây cao su, dây chỉ, ống nhôm, ống đồng, ống tre…
III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp
2. Kiểm tra bài cũ (5’).
Chất rắn kết tinh là gì? Hãy nêu các tính chất của loại chất rắn này?
3.Bài mới.
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung
Hoạt động 1.(8 phút)
Nhận biết các kiểu biến dạng
* Việc nghiên cứu các tính chất cơ học của vật rắn có ý nghĩa to lớn trong thực tiễn. Ví dụ như: trong công nghiệp xây dựng, khi mà đất đai khan hiếm những tòa nhà chọc trời là giải pháp tối ưu, khi mà điều kiện địa lý không thuận lợi, động đất , bảo lũ liên tục xảy ra.Trong công nghiệp chế tạo máy móc thì mối quan tâm hàng đầu là sức bền của vật liệu.
-Biến dạng là một thuộc tính cơ học của vật rắn. Bình thường vật rắn ln giữ ngun kích thước và hình dạng của nó. Nhưng khi vật rắn chịu tác dụng của ngoại lực đủ lớn thì kích thước và hình dạng của nó sẽ thay đổi. Qua bài học hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu những đặc điểm và qui luật chi phối sự thay đổi này
Giới thiệu thí nghiệm được
- HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. Tìm hiểu mục đích thí nghiệm, cách làm và kết quả thí nghiệm SGK HS thí nghiệm SGK hình 35.1. HS ngồi theo nhóm đã được GV chia HS thí nghiệm tác dụng ngoại lực lên lá thép, thanh tre, dây cao su …,theo gợi ý của GV
-Nhận biết các kiểu biến dạng của vật rắn.
- Thảo luận, phát biểu ý kiến kết luận của từng nhóm
I. Biến dạng đàn hồi 1. Thí nghiệm
sgk
Độ biến dạng tỉ đối:
0 0 0 l l l l l ε = − = ∆ (1) Chú ý: Biến dạng đàn hồi là biến dạng của một vật sau khi thôi tác dụng vật tự lấy lại hình dạng và kích thức ban đầu, cịn biến dạng dẻo thì ngược lại
mơ tả ở hình 35.1 SGK. Chia nhóm và phát bộ thí nghiệm cho các nhóm. -u cầu học sinh trả lời C1 -Nhận xét ý kiến thảo luận của HS - Phân tích thí nghiệm, Dưa ra biểu thức: 0 0 0 l l l l l ε = − = ∆ .- GV rút ra kết luận và giới thiệu thêm các kiểu biến dạng cơ như: biến dạng kéo, biến dạng nén, biến dạng cắt, biến dạng xoắn, biến dạng uốn
- Trả lời câu C1:
Nếu lực nén đủ lớn để