§41 - ÁP SUẤT THỦY TĨNH - NGUN LÍ PASCAL
I. MỤC TIÊU: 1. Nhận thức:
- Hiểu được trong lòng chất lỏng. áp suất hướng theo mọi phương và phụ thuộc độ sâu.
- Hiểu được độ tăng áp suất lên 1 chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng để giải bài tập và giải thích các hiện tượng.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Biên soạn câu hỏi dưới dạng trắc nghiệm cho phần: + Kiểm tra bài cũ.
+ Củng cố bài giảng theo nội dung câu hỏi 1 – 2 sách giáo khoa.
- Chuẩn bị t/n áp suất tại một điểm trong lòng chất lỏng hướng theo mọi phương. Học sinh:
- Ôn tập lực đẩy Ac-si-mét tác dụng lên một vật nhúng trong chất lỏng.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Kiểm tra bài cũ, áp suất, lực đẩy
- Đặt câu hỏi cho học sinh.
- Yêu cầu học sinh thảo luận, trả lời câu hỏi; Nhận xét câu trả lời.
- Nêu công thức tính áp suất.
- Giải thích các đại lượng trong cơng thức.
- Lấy ví dụ minh hoạ.
- Nêu cơng thức lực đẩy Acsimét. - Lấy ví dụ minh hoạ.
2) Áp suất của chất lỏng - Áp suất thủy tĩnh.
- Cho học sinh đọc sách giáo khoa, xem hình vẽ - thảo luận.
- Mơ tả dụng cụ đo áp suất H41.12
- Đọc phần 1, xem hình H41.1; H41.2. Thảo luận đưa ra cơng thức: + Tại mỗi điểm áp suất theo mọi phương như nhau.
- Cho học sinh đọc mục 2, thảo luận đưa ra một số kết luận và công thức theo các gợi ý sau:
+ Áp suất tại tất cả các điểm trên cùng một mặt nằm ngang trong lòng chất lỏng có đặc điểm gì?
+ Cơng thức tính áp suất thuỷ tĩnh? + Giải thích cơng thức và nêu đơn vị. + Trả lời câu C2.
- Cho học sinh ghi tóm tắt các câu trả lời.
- Đọc sách giáo khoa mục 2 và trả lời các câu hỏi.
- Ghi theo hướng dẫn của giáo viên. 3) Thông báo nguyên lý Pascal
- Yêu cầu học sinh đọc mục 3 trong sách giáo khoa.
- Hỏi:
+ Phát biểu nguyên lý Pascal.
+ Giải thích định tính nguyên lý Pascal.
- Đọc và trả lời các câu hỏi.
4) Ứng dụng của nguyên lý Pascal trong kỹ thuật và đời sống: Máy nén thuỷ lực
- Yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa mục 4.
- Hỏi:
+ Nêu một số ứng dụng của nguyên lý Pascal?
+ Có thể dùng một lực nhỏ để nâng một ô tô lên được không? Dùng nguyên lý Pascal để chứng minh và rút ra kết luận?
- Cho học sinh ghi một số ứng dụng, ghi công thức 1 1 2 2 S F S F = Và kết luận tương ứng.
- Đọc sách giáo khoa và trả lời câu hỏi.
- Ghi bài.
5) Củng cố và dặn dò: - Củng cố: Câu hỏi 1, 2. - Dặn dò: bài tập 1, 2, 3, 4.
- Trả lời câu hỏi. - Làm bài tập.
§42 - SỰ CHẢY THÀNH DỊNG CỦA CHẤT LỎNG & CHẤT KHÍ - ĐỊNH LUẬT BERNOULLI
I. MỤC TIÊU: 1. Nhận thức:
- Hiểu được khái niệm chất lỏng lí tưởng, đường dịng, ống dịng.
- Nắm được công thức liên hệ giữa vận tốc và tiết diện trong một ống dịng. - Viết được cơng thức định luật Bernoulli.
2. Kỹ năng:
- Làm thí nghiệm và quan sát thí nghiệm trong sách giáo khoa. - Áp dụng định luật Bernoulli để giải các bài toán đơn giản.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Dụng cụ thí nghiệm chất lỏng chảy thành dịng quanh các vật có hình dạng khác nhau.
Học sinh:
- Ơn lại bài học trước.
Tiến trình XD các kiến thức trong bài học
Hỏi: Chuyển động của chất lỏng được chia thành những loại nào? Đáp: Chảy ổn định và chảy cuộn xoáy.
Hỏi: Thế nào chất lỏng chảy thành dòng? Đáp: Vận tốc chảy nhỏ.
Hỏi: Chất khí có chảy thành dịng khơng?
Đáp: Trong một số trường hợp chất khí cũng được coi là chảy thành dịng. Hỏi: Thế nào là chất lỏng lí tưởng?
Đáp: Chất lỏng thỏa mãn điều kiện chảy thành dịng và khơng nén được. Hỏi: Thế nào là đường dòng?
Đáp: Khi chất lỏng chảy ổn định, mỗi phần tử của chất lỏng chuyển động theo một đường nhất định.
Hỏi: Tính chất đường dịng như thế nào? Đáp:
- Các đường dịng khơng giao nhau.
- Trong dòng chảy của chất lỏng, ở nơi có vận tốc càng lớn thì các đường dịng càng xít nhau.
Hỏi: Thế nào là ống dòng?
Đáp: Ống dòng là một phần của chất lỏng chuyển động có mặt bên tạo bởi các đường dòng.
=> lưu lượng v1S1 = v2S2 = A = const.
Khi chảy ổn định, lưu lượng trong một ống dịng là khơng đổi.
Hỏi: Xây dựng định luật Bernoulli, áp suất động, áp suất tĩnh, áp suất toàn phần? Đáp: P + ½ρv2 = const.
Có thể chứng minh phương trình này cho trường hợp ống nằm ngang.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh - Thông báo: chảy ổn định, chảy cuộn
xốy, chất lỏng lí tưởng.
- Nghe thông báo và ghi lại nhiệm vụ được giao về nhà.
- Gợi ý và thí nghiệm để thấy rõ khái
niệm đường dịng. Giao nhiệm vụ cho từng nhóm.
Thảo luận theo nhóm
- Nhóm 1: dùng những hình ảnh quan sát → nêu nhận xét về đường dịng. - Nhóm 2: làm thí nghiệm dịng chảy ổn định quanh hình trụ trịn → quan sát → nêu nhận xét.
Đưa ra kết luận phải giống nhau
Giải thích kỹ hơn về điều kiện của 1 chất lỏng lí tưởng. Nếu theo dõi một phần tử chất lỏng chuyển động thì phần tử đó vạch thành một đường (quĩđạo) gọi là đường dòng. Cũng là đường cong mà các điểm của chất lỏng có vận tốc trùng với tiếp tuyến của đường cong đó
- Ghi nhận: khi chất lỏng chảy ổn định, mỗi phần tử của chất lỏng chuyển động theo một đường nhất định gọi là đường dòng.
- Các đường dịng khơng giao nhau
- Hỏi: Đặc điểm của các véctơ vận tốc của các phần tử chất lỏng? (vận tốc của chất lỏng)
Gợi ý: phương và chiều
- Hỏi: Tại những điểm khác nhau trên đường dòng, vận tốc của chất lỏng khác nhau không?
- Hỏi: Tại một điểm nhất định?
- Cá nhân:
+Phương: tiếp tuyến với đường dòng. +Chiều: chiều theo dòng chảy.
- Đáp: khác nhau
- Đáp: vận tốc của chất lỏng khơng đổi.
Thơng báo: ống dịng - Học sinh ghi nhận.
- Quan sát hình chụp 42.1
- Ghi nhận: ở nơi có vận tốc càng lớn thì các đường dịng càng xít nhau.
Một ống dịng, xét hai mặt có diện tích là S1, S2 nếu vận tốc ở mặt S1 là v1 thì … S2 là v2 có giống v1 khơng? Các đại lượng có quan hệ như thế nào?
- Kết luận
- Gợi ý: nếu qui đồng hệ thức thành
2 2 1 1v S v S = : gọi là gì? đó dịch chuyển 1 đoạn v1∆t.
=> thể tích V1 =S1v1∆t đi vào trong phần ống dịng đó.
Trong khoảng thời gian ∆t đó một thể tích đi ra khỏi phần ống dịng này.
t v S V2 = 2 2∆ (v2: vận tốc phân tử qua S2) <=> S1v1∆t =S2v2∆t <=> 1 2 2 1 S S v v = - Trong một ống dòng, tốc độ của chất lỏng tỷ lệ nghịch với diện tích tiết diện của ống.
- Đáp: S1v1 =S2v2 = A : lưu lượng chất lỏng. (m3/s)
- Khi chảy ổn định, lưu lượng trong chất lỏng trong một ống dịng là khơng đổi.
- Hỏi: ta đã biết trong chất lỏng đứng yên, những điểm trên cùng mặt phẳng nằm ngang có áp suất p như nhau. Trong ống dịng tại các điểm khác nhau có vận tốc v thì áp suất như thế nào?
- Nhắc nhở học sinh về xem chứng minh định luật trang 208 (sách giáo khoa ).
- Nêu vận tốc: áp suất tĩnh phụ thuộc vào vận tốc tại điểm ấy: nếu v lớn…, v nhỏ.
- Tại sao gọi ½ρv2 là áp suất động?
- Học sinh ghi nhận:
Nhà bác học Bernoulli đã nêu ra: P + ½ρv2 = const.
- Tổng áp suất tĩnh và áp suất động tại một điểm bất kỳ trong một ống dòng nằm ngang là một hằng số.
- Nghe và nhìn: áp suất tĩnh, áp suất động. - Trả lời: p nhỏ… p lớn - ρ(kg/m3) v(m/s) Pa m N m s kgm s m m kg v2 = 3 ⋅ 22 = 2 ⋅ 12 = 2 = ρ
đơn vị đo áp suất - Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4
- Làm các bài tập 3, 4 trang 205 (sách giáo khoa)
§43 - ỨNG DỤNG CỦA ĐỊNH LUẬT BERNOULLI
I. MỤC TIÊU: 1. Nhận thức:
- Hiểu được cách đo áp suất tĩnh, áp suất động và giải thích được vài hiện tượng (ống pitơ, lực nâng cánh máy bay, bộ chế hồ khí, …) bằng định luật Bernoulli.
- Hiểu hoạt động của ống Ven-tu-ri.
2. Kỹ năng:
- Biết giải thích cách đo và đo được áp suất tĩnh và áp suất toàn phần.
- Suy ra biểu thức vận tốc của dòng chảy trong ống dẫn từ định luật Bernoulli và hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Chuẩn bị 4 bộ dụng cụ dùng để đo áp suất tĩnh và áp suất toàn phần. Ống Ven-tu-ri, mơ hình ống Pitơ, lực nâng cánh máy bay, bộ chế hồ khí.
Học sinh:
- Ơn lại mối liên hệ giữa vận tốc và vị trí các đường dịng, hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dịng, định luật Bernoulli.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh - Ổn định lớp.
- Kiểm tra bài cũ: sự chảy thành dịng của chất lỏng và chất khí. Định luật Bernoulli
Chuẩn bị trả lời các câu hỏi:
- Sự liên hệ giữa vận tốc của dịng chảy và vị trí của các đường dịng. - Biểu thức liên hệ giữa tốc độ dòng chảy và tiết diện của ống dòng. - Phát biểu và viết biểu thức của định luật Bernoulli.
- Giới thiệu: dụng cụ dùng đo áp suất tĩnh và áp suất tồn phần của một dịng chảy.
- Câu hỏi gợi ý: tại sao ở cùng độ sâu mà chiều cao hai cột nước lại chênh lệch?
- Vận dụng định luật Bernoulli để xác định cách đo áp suất tĩnh và áp suất toàn phần.
- Độ cao h1, h2 Ptĩnh = ρgh1 + Png Ptp = ρgh2 + Png
- Định luật Bernoulli để giải thích Ptp = Ptĩnh + ½ρv2 > Ptĩnh
- Giới thiệu ống Ven-tu-ri dùng để đo vận tốc chất lỏng trong ống dẫn . - Thông báo:
+ Ở tiết diện S: P’, v + Ở tiết diện s: p’, v’
- Câu hỏi gợi ý: từ định luật Bernoulli (tại S và s); biểu thức giữa vận tốc và tiết diện, hãy rút ra biểu thức của ∆p = p-p’ và suy ra hệ thức của v - Cách xác định v (hoặc v’) trong thí nghiệm.
- Thảo luận chung tồn lớp hoặc theo nhóm để đề ra giải pháp.
- Viết phương trình Bernoulli tại S và s và hệ thức liên hệ giữa v và S - Thực hiện (cá nhân) tại S: p + ½ρv2 = Ptp tại s’: p’+½ρv’2 = Ptp p + ½ρv2 = p’+½ρv’2 ∆p = p - p’ = ½ ρ(v’2-v2) từ v’s = vS => v’ = s S v ∆p = ½ρv2 −1 2 2 s S => ( 2 2) 2 2 s S p s v − ∆ = ρ Ta lại có: ∆p = ρg∆h
Trong thí nghiệm, đo ∆h để tính v
2 2 2 2 s S h g s v − ∆ =
- Giới thiệu ống pitô. - Nghiên cứu hoạt động của ống pitô ở nhà. Ghi chú: KK h g v ρ ρ ∆ = 2
- Gợi ý về sự liên hệ giữa vận tốc của dịng chảy với vị trí của các đường dịng trên mơ hình cánh máy bay. - Câu hỏi: Trong thực tế, muốn tăng lực nâng thì làm thế nào.
- Dựa trên mơ hình để xác định vận tốc của khơng khí ở phía trên cánh máy bay lớn hơn phía cánh dưới (thảo luận chung).
- Áp suất tĩnh ở phía trên nhỏ hơn áp suất tĩnh phía tạo nên lực nâng cánh máy bay.
- Thảo luận chung để đưa kết luận: cánh máy bay đặt chếch lên trên.
- Gợi ý: dùng định lý động năng cho phần chất lỏng lòng ống dòng nằm ngang để chứng minh phương trình Bernoulli.
- Nghiên cứu cách chứng minh ở nhà.
- Thông báo: đọc bài đọc thêm về hiệu ứng Mác-nút.
- Giao bài tập về nhà
+ Trả lời câu hỏi 1, 2 sách giáo khoa + Làm các bài tập 1, 2 sách giáo khoa
Phần 2 NHIỆT HỌC - CHẤT KHÍ - CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG VÀ SỰ CHUYỂN THỂ - CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC