LỎNG, SỰ CHUYỂN THỂ
§50 - CHẤT RẮN I. MỤC TIÊU:
1. Nhận thức:
- Học sinh phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định dựa và hình dạng bên ngồi, cấu trúc vi mơ của chúng.
- Học sinh biết thế nào là vật rắn đơn tinh thể và vật rắn đa tinh thể. - Học sinh có khái niệm sơ bộ về mạng tinh thể.
2. Kỹ năng:
- Học sinh hiểu được chuyển động nhiệt ở chất rắn kết tinh và chất rắn vơ định hình, có khái niệm về tính dị hướng của tinh thể.
- Học sinh giải thích được vì sao vật rắn đa tinh thể lại khơng có tính dị hướng.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Mơ hình tinh thể: muối ăn, kim cương, than chì.
- Kính lúp, đèn pin, muối hạt to, muối tinh, vụn nhựa thơng, túi gạo 100g. Học sinh:
- Ơn lại kiến thức về thuyết động học phân tử chất khí. - Xem bài học trong sách giáo khoa.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Kiểm tra bài cũ
- Câu hỏi 1: Viết phương trình trạng thái của khí lý tưởng. Phát biểu và viết cơng thức Định luật Gay Lussac. - Câu hỏi 2: Viết phương trình Clapeyron - Mendeleev. Nêu ý nghĩa các đại lượng và đơn vị.
Trả lời
hình dạng xác định.
3) Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình
- Yêu cầu học sinh quan sát ảnh chụp 4 vật rắn trang 246 sách giáo khoa. + Hỏi học sinh: Hình dạng bên ngồi của muối ăn và thạch anh có những gì?
+ Kết luận: Muối ăn, thạch anh được gọi là chất kết tinh.
- Đập vỡ vụn hạt muối ăn to và mảnh nhựa thơng (hay thủy tinh).
+ Hỏi học sinh: Hình ảnh bên ngồi của nhựa thơng, hắc ín thì sao?
+ Kết luận: Nhựa thơng, hắc ín được gọi là chất vơ định hình. Về dạng bên ngồi, chất vơ định hình khơng có dạng hình học.
- Về hình dạng bên ngoài, vật rắn kết tinh khi bị vỡ nhỏ ra vẫn có dạng hình học.
- Hỏi học sinh: Một số chất có thể vừa là chất kết tinh, vừa là chất vơ định hình khơng? Cho ví dụ.
Gợi ý: Tóm tắt theo ví dụ sách giáo khoa trang 247.
- Qan sát hình 50.1 trang 2463. + Trả lời: Có những cạnh thẳng, mặt phẳng, góc đa diện.
+ Đọc sách giáo khoa trang 247 và ghi chép.
+ Dùng kính lúp, rọi đèn pin quan sát các mảnh vụn → Kết luận: khơng có cạnh thẳng, mặt phẳng, góc đa diện.
4) Tinh thể và mạng tinh thể
- Hỏi học sinh: Các vật rắn có dạng hình học như trên gọi là gì?
- Cho học sinh xem mơ hình tinh thể muối ăn. Hãy mô tả cấu truc tinh thể muối ăn.
- Kết luận về mạng tinh thể
- Các hạt cấu trạo nên mạng tinh thể có thể là loại hạt gì? Cho ví dụ? - Giữa các hạt trong mạng tinh thể có các lực tương tác khơng? Lực ấy phụ thuộc những yếu tố nào?
- Kim cương và than chì được cấu tạo
- Đọc sách giáo khoa phần 2 - Gọi là tinh thể
- Ghi chép
- Ion, nguyên tử và phân tử. Tinh thể muối ăn, tinh thể silic, tinh thể CO2. - Giữa các hạt có lực tương tác, lực này phụ thuộc vào bản chất các hạt và sự liên kết giữa chúng. Lực tương tác có tác dụng duy trì cấu trúc mạng tinh thể
từ gì? Tại sao tính chất của mạng tinh
thể của chúng lại khác nhau? cấu tạo từ cacbon. Do cách sắp xếp của các nguyên tử trong hai mạng tinh thể đó khác nhau nên chúng có tính chất khác nhau.
5) Vật rắn đơn tinh thể và vật rắn đa tinh thể
- Tinh thể muối ăn, thạch anh, kim cương gọi là gì.
- Cịn loạ nào khác nữa?
- Là vật rắn đơn tinh thể, do một tinh thể tạo thành
- Vật rắn được tạo thành từ nhiều tinh thể con liên kết hỗn độn với nhau gọi là vật rắn đa tinh thể ví dụ như kim loại
6) Chuyển động nhiệt của chất rắn kết tinh và chất rắn vơ định hình - Chuyển động nhiệt ở chất rắn kết tinh là gì?
- Chuyển động nhiệt ở chất rắn vơ định hình là gì?
- Khi nhiệt độ tăng, dao động ấy như thế nào?
- Là dao động của mỗi hạt xung quanh vị trí cân bằng xác định trong mạng tinh thể
Là dao động của các hạt xung quanh vị trí cân bằng
- Dao động ấy mạnh lên 7) Tính dị hướng
- Tính dị hướng là gì?
- Các ngun tử cacbon sắp xếp như thế nào? Mạng tinh thể than chì có tính chất gì?
- Vật rắn đa tinh thể có tính dị hướng hay khơng? Vì sao?
- Vật rắn vơ định hình có tính gì?
- Tính chất vật lý theo các phương khác nhau của vật thì khác nhau. Trái với tính dị hướng là tính đẳng hướng - Thành mạng mặt phẳng song song. Liên kết giữa các nguyên tử cacbon trong hai mạng phẳng khác nhau. Do đó ta có thể tách than chì theo các lớp song song dễ dàng. Đó là tính dị hướng của than chì.
- Vật rắn đa tinh thể do các tinh thể liên kết hỗn độn với nhau nên tính dị hướng được bù trừ cho nhau. Vì vậy chất rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng
- Có tính đẳng hướng vì nó khơng có cấu trúc tinh thể
8) Củng cố
§51 - BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN I. MỤC TIÊU:
- Phân biệt được biến dạng đàn hồi ví dụ biến dạng dẻo - Biết được biến dạng kéo hay nén
- Biết được định luật Hooke đối với các biến dạng, có thể giải một số bài tập về biến dạng kéo hay nén
- Có khái niệm về biến dạng lệch
- Có thể quy các biến dạng khác nhau về hai biến dạng điển hình đó là biến dạng kéo hay biến dạng lệch.
- Có khái niệm về giới hạn bền và giới hạn đàn hồi
- Biết giữ gìn các dụng cụ là vật rắn như khơng làm hỏng tính đàn hồi, khơng vượt qua giới hạn bền của vật rắn
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Thanh kim loại, sợi dây thép, sợi dây đồng, một số tranh minh hoạ Học sinh:
- Ôn lại một số kiến thức như đơn vị Pa, lực đàn hồi, hệ số đàn hồi
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Giáo viên giới thiệu hình ảnh và
làm thí nghiệm
2) Giáo viên gợi ý nội dung trao đổi - Khi tác dụng lực lên vật rắn thì vật rắn có bị biến dạng khơng?
- Cho học sinh quan sát các tranh vẽ, yêu cầu mô tả sự biến dạng của vật rắn dưới tác dụng của ngoại lực để từ đó nêu ra được các loại biến dạng - Cho học sinh nhắc lại về kiến thức lực đàn hồi
- Cho biết lực đàn hồi có phụ thuộc vào bản chất, kích thước và hình dạng của vật rắn khơng?
- Khi tác dụng vượt quá giới hạn nào đó thì tính chất đàn hồi của vật có cịn nữa không?
- Nếu lực tác dụng lên vật rất lớn nó có làm hỏng vật khơng?
lời câu hỏi
4) Giáo viên nhận xét và cùng cả lớp rút ra kết luận cho từng phần và toàn bài
5) Đặt vấn đề
- Bình thường, vật rắn ln ln giữ ngun kích thước và hình dạng của nó. Nhưng khi vật rắn chịu tác dụng của ngoại lực đủ lớn thì hình dạng và kích thước của nó bị thay đổi. Sự thay đổi của nó có đặc điểm gì? Tuân theo quy luật nào? Ta sẽ tìm hiểu trong bài này.
6) Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo
- Giáo viên đưa ra cho lớp quan sát tranh vẽ 51.1 sách giáo khoa
- Sau khi quan sát các trường hợp trong tranh vẽ trên, giáo viên yêu cầu học sinh mô tả và nhận xét các biến dạng của vật rắn dưới tác dụng của ngoại lực
- Dùng tay uốn cong một thanh kim loại rồi thả ra
- Dùng tay uốn cong một sợi dây đồng rồi thả ra
- Yêu cầu học sinh mô tả biến dạng của vật rắn trước và sau khi thả tay - Cho biết sau khi thơi lực tác dụng lên vật rắn thì vật rắn có trở lại hình dạng và kích thước ban đầu không? - Dùng tay kéo dãn quá nhiều một lò xo hoặc uốn cong thanh sắt từ từ trong thời gian lâu khi thả tay ra thì hình dạng của chúng có như cũ khơng? Biến dạng của nó lúc đó là gì?
- Học sinh trả lời: chiều dài của dây phơi dài ra, giá sắt bị uốn cong, chốt nối bị lệch đi, dây đồng bị xoắn lại - Thanh kim loại bị uốn cong còn dây đồng bị xoắn
- Khi thả tay ra: thanh kim loại trở về hình dạn ban đầu nhưng sợi dây đồng vẫn bị xoắn
- Khi thả tay ra, lị xo khơng thu lại hình dạng ban đầu được và thanh sắt cũng bị cong theo dạng mà người ta muốn uốn
- Biến dạng của lò xo và thanh sắt lúc này là biến dạng dẻo.
7) Biến dạng kéo và biến dạng nén. Định luật Hooke
một lực kéo F bằng cách treo vào nó một vật nặng, thanh sẽ biến dạng ra sao?
- Thí nghiệm 2: Hình 51.3 sách giáo khoa
Nếu dùng một thanh rắn tiết diện đều làm cột chống mái nhà chẳn hạn thì thanh rắn chịu tác dụng của một lực nén F thẳng đứng hướng xuống. Thanh sẽ bị biến dạng thế nào?
- Với cùng một lực kéo hay nén thì độ biến dạng của thanh có phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh không? - Cho học sinh nhắc lại biểu thức của định luật đàn hồi và định luật III Newton, cho biết mối quan hệ giữa đô biến dạng và lực đàn hồi. Biểu thức tính lực đàn hồi có dạng ra sao? - Khi một thanh rắn tiết diện đều chịu biến dạng kéo hoặc nén thì tiết diện ngang của thanh thay đổi như thế nào?
- Chiều dài của thanh bị nén lại, bề ngang của thanh tăng
- Có
- Học sinh nhắc lại biểu thức của định luật đàn hồi và định luật III Newton. Học sinh chứng minh được |Fdh|=K.∆l
với K=ES/l0
- Với biến dạng kéo thì tiết diện thanh sẽ nhỏ đi, với biến dạng nén ta có kết quả ngược lại
8) Biến dạng lệch (biến dạng trượt) và các dạng biến dạng khác
* Biến dạng lệch
- Cho học sinh quan sát tranh vẽ 51.4 và yêu cầu các em mô tả biến dạng của vật rắn trong hai hình trên khi chịu tác dụng của ngoại lực
- Trong biến dạng lệch, ngoại lực có phương như thế nào?
* Các biến dạng khác
- Cho học sinh quan sát hình 51.5a và 51.5b, yêu cầu các em mô tả biến dạng của vật rắn khi chịu tác dụng của ngoại lực
- Tấm màn và hình chữ nhật bị lệch đi khi chịu tác dụng lực
- Ngoại lực song song với bề mặt của vật rắn
- Hình 51.5a: Lớp trên của vật bị nén và lớp dưới bị kéo khi vật bị uốn cong
- Hình 51.5b: Tiết diện song song của vật bị lệch khi vật bị xoắn
9) Giới hạn bền
- Khi vật rắn chịu tác dụng bởi lực ngoài vượt quá một giới hạn nào đó thì biến dạng của vật thay đổi ra sao? - Thí dụ: dùng một dây thép mảnh cột chặt ở hai đầu, treo vào đầu dây một vật nặng và tăng dần trọng lượng của
- Lúc đầu trọng lượng của vật nhỏ nên biến dạng của dây là biến dạng đàn hồi
nó cho đến khi dây đứt. Hãy mô tả sự biến dạng của dây từ lúc bắt đầu treo đến khi dây đứt.
- Khi trọng lượng của vật tăng quá giới hạn đàn hồi của dây thì biến dạng lúc này gọi là biến dạng dẻo - Khi trọng lượng của vật quá lớn dây sẽ bị đứt
10) Bài tập về nhà
- Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 trang 154 sách giáo khoa
- Làm bài tập 1, 2, 3 trang 154 sách giáo khoa
- Ghi và làm các câu hỏi và bài tập được giao
§52 - SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN I. MỤC TIÊU:
1. Nhận thức:
- Học sinh nắm được công thức của sự nở dài và nở khối.
- Biết được vai trị của sự nở vì nhiệt trong đời sống và trong kỹ thuật.
2. Kỹ năng:
- Học sinh dựa vào công thức nở dài và nở khối để giải một số bài tập và tính tốn một số trường hợp thực tế đơn giản.
- Giải thích được và biết sử dụng những hiện tượng đơn giản của sự nở vì nhiệt.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Bộ dụng cụ thí nghiệm nở dài (hình 52.1 trang 255 sách giáo khoa), phích nước sơi, bình nước lạnh, cốc đủ lớn để pha nước có nhiệt độ theo ý muốn và một vài nhiệt kế thuỷ ngân. Một đồng hồ để đo độ nở dài có độ nhạy ít nhất 0,1mm. Hai ly thủy tinh giống nhau có thể chồng khít lên nhau.
- Lập bảng kết quả trước và phát cho mỗi học sinh (với t1 là nhiệt độ hiện tại ở phòng học). Lần đo ∆t ∆ℓ 1 t ∆ ∆ = l α 1 2 3 ∆t = 40oC - t1 = ∆t = 60oC - t1 = ∆t = 80oC - t1= ∆ℓ = ℓ - ℓ1 = ∆ℓ = ℓ - ℓ1 = ∆ℓ = ℓ - ℓ1 = α1 = α2 = α3 = Học sinh:
- Xem lại kiến thức sự nở vì nhiệt của chất rắn (trang 58 sách giáo khoa Vật lý 6)
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Kiểm tra bài cũ
- Khi nhiệt độ thay đổi, kích thước của vật rắn sẽ thay đổi như thế nào? Cho ví dụ về sự thay đổi đó mà em gặp trong thực tế
- Dựa vào kiến thức nở vì nhiệt của chất rắn ở Vật lý 6 để trả lời.
2) Tạo tình huống học tập
- Làm ướt hai ly thủy tinh rồi chồng khít chúng lên nhau, khi đó khó tách chúng ra được.
- Làm sao ta có thể tách hai ly thủy tinh ra mà khơng làm bể hay làm rạn
- Tập trung theo dõi.
- Có thể trả lời chưa đúng mục tiêu giáo viên.
nứt chúng?
- Nhúng ly bên ngoài vào cốc nước nóng một cách từ từ và ngâm cho đến khi chúng tách rời khỏi nhau.
- Vì sao hai ly có thể tách rời nhau mà ta khơng tốn sức cũng như khơng làm hư chúng?
3) Thí nghiệm khảo sát hệ số nở dài α của một vài kim loại
- Giới thiệu dụng cụ.
- Nêu mục đích thí nghiệm: Tìm α. - Vừa nêu các bước thí nghiệm vừa thực hiện. Gọi một cậu học sinh lên đọc kết quả cho các bạn khác sau mỗi lần thực hiện.
- Yêu cầu học sinh tính giá trị trung bình của các giá trị α1, α2, α3 và tính sai số tỉ đối.
- Dựa vào bảng kết quả hãy cho biết mối quan hệ giữa độ nở dài ∆ℓ với độ tăng nhiệt độ ∆t và độ dài ban đầu ℓ1.
Thảo luận cả nhóm
- Tập trung chú ý và quan sát.
- Ghi nhận kết quả mà bạn mình cơng bố rồi tính ∆ℓ và α.
- Thực hiện yêu cầu của giáo viên. - Dựa vào bảng kết quả, thảo luận và thống nhất.
4) Tìm hiểu sự nở thể tích
Giáo viên thơng tin bằng những câu