Giáo án Vật lí 10 nâng cao - Tiết 71, Bài 51: Biến dạng cơ của chất rắn - Năm học 2015-2016 - Võ Trọng Nhớ

	Ngày soạn 15/03/2016
TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ĐÔNG HÀ.
Giáo viên hướng dẫn giảng dạy: Cô Phan Phước Yên.
Sinh viên thực tập : Võ Trọng Nhớ
Lớp 	:10A11	
Tiết 71.Bài 51: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN
A. MỤC TIÊU
I. Chuẩn
 1. Kiến thức
- Phân biệt được biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.
- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật Húc đối với biến dạng của vật rắn.
2. Kĩ năng
- Phân biệt được vật biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo trong thực tế.
- Vận dụng định luật Húc vào việc giải bài tập.
-Biết cách giữ gìn các dụng cụ.
 3. Thái độ 
- Có thái độ tích cực trong giờ học, chú ý xây dựng bài.
- Có tinh thần hợp tác trong việc học tập cũng như ứng dụng các hiểu biết của bài học vào 
thực tế.
- Biết giữ gìn các dụng cụ là vật rắn như : không làm hỏng tính đàn hồi, không vượt quá giới hạn bền.
II. Mở rộng và nâng cao
B. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC
- Trực quan 
- Vấn đáp 
-Dạy học nhóm.
C. CHUẨN BỊ
* Giáo viên: 
- Hình ảnh mô phỏng.
-Giáo án.
-Bài Powpoint.
-Dụng cụ thí nghiệm: Lò xo, đoạn dây đồng.
* Học sinh: 
- Tìm hiểu về biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.
-Định luật Húc của lò xo.
-Định luật III Newton.
D. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
I. ỔN ĐỊNH LỚP, KIỂM TRA SĨ SỐ ( 1 phút )
II. KIỂM TRA BÀI CŨ ( 3 phút )
Chất rắn chia làm mấy loại em hãy phân biệt về cấu trúc vi mô và tính chất vĩ mô của chất rắn.
Em hãy nêu định luật Húc.
III. NỘI DUNG BÀI MỚI
Hoạt động 1: ( 2 phút ) Đặt vấn đề:
Có khi nào các bạn uống cong thanh thép, kéo dãn lò xo chưa với lực vừa phải. Khi ấy kích thước và hình dạng thanh thép, lò xo như thế nào?. Các bạn quan sát thầy kéo lò xo ra, kích thước và hình dạng lò xo thay đổi. Ngừng tác dụng lực lò xo trở về hình dạng ban đầu. Uốn cong thanh thép, thả tay ra thanh thép không trở về hình dạng ban đầu. Trường hợp kéo lò xo ra với lực vừa phải, uốn cong thanh thép thì các vật đã bị biến dạng nhưng thuộc vào biến dạng nào chúng ta cùng sang bài 51: Biến dạng cơ của vật rắn
Hoạt động 2(10 phút): Tìm hiểu về biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung kiến thức
Ghi bảng
GV: Chiếu Powpoint về các hình trong sách giáo khoa.
GV: Bạn hãy mô tả các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm trên khi móc áo vào dây và bỏ vật lên thanh sắt.
HS: Nhìn hình và mô tả 
 - Dây phơi đồ bị kéo dài ra
 - Giá sắt bị cong xuống 
GV: Khi nào vật bị biến dạng?
HS: Tác dụng ngoại lực vào vật.
GV: Nếu các ngoại lực thôi tác dụng thì vật có lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu không ?
HS: Sợi dây phơi quay lại hình dạng ban đầu, còn tấm sắt không thể quay lại trạng thái ban đầu. 
GV: Sợi dây biến dạng đàn hồi còn tấm sắt là biến dạng dẻo.
GV: Thế nào là biến dạng đàn hồi? Thế nào là biến dạng dẻo?
HS: 
+ Biến dạng đàn hồi là biến dạng khi ta tác dụng lực vào vật rắn, vật bị biến dạng, thôi tác dụng lực thì nó trở về hình dạng ban đầu.
+ Biến dạng dẻo là biến dạng khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng, thôi tác dụng lực thì nó không trở về hình dạng ban đầu.
GV: Cho ví dụ về vật có tính đàn hồi và tính dẻo?
HS: Ví dụ 
+ Vật có tính đàn hồi: kéo nhẹ lò xo, bóp méo quả bóng tennic, quả bóng đá
+ Vật có tính dẻo: uốn cong thanh thép, sắt
GV: Với lò xo này thầy kéo nó ra trong giới hạn nào đó khi thầy thả ra nó trở về hình dạng ban đầu, có nghĩa lò xo còn giữ tính đàn hồi. Với lò xo này thầy tác dụng lực mạnh thì lò xo không trở về hình dạng, kích thước ban đầu, có nghĩa là lò xo mất tính đàn hồi. Trường hợp làm biến dạng lò xo trong giới hạn mà lò xo còn giữ được tính đàn hồi, người ta gọi đó là giới hạn đàn hồi, tính đàn hồi là tính mà khi ngừng tác dụng ngoại lực thì vật rắn trở về hình dạng ban đầu.
1. Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo
- Biến dạng đàn hồi :
Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng. Nếu ngoại lực thôi tác dụng thì vật có thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu.
Biến dạng vật rắn lúc này được gọi là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi.
- Biến dạng dẻo (biến dạng còn dư)
Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng. Nếu ngoại lực thôi tác dụng thì vật không thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu.
 Biến dạng vật rắn lúc này được gọi là biến dạng dẻo (biến dạng còn dư) và vật rắn đó có tính dẻo.
- Giới hạn đàn hồi:
Giới hạn trong trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó.
1. Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.
- Giới hạn đàn hồi: 
Hoạt động 3(14 phút): Biến dạng kéo và biến dạng nén. Định luật Húc
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung kiến thức
Ghi bảng
GV: Chiếu Powpoint về thí nghiệm trong sách giáo khoa: Lấy một thanh thép nhỏ hình trụ tiết diện đều S có độ dài ban đầu l0 và treo thẳng đứng. Giữ chặt một đầu, đầu còn lại tác dụng lực kéo dọc theo trục của thanh. Tăng dần độ lớn của lực kéo lên thanh.
GV: Thanh thép này thay đổi như thế nào?
HS: Thanh thép bị dãn ra và có độ dài l lớn hơn ban đầu, đồng thời tiết diện ở phần giữa thanh hơi bị nhỏ lại. 
GV: Biến dạng như vậy ta gọi là biến dạng kéo. Ngược lại, nếu thay lực kéo bằng lực nén sẽ làm cho chiều dài của thanh bị ngắn lại, đó là biến dạng nén. 
GV: Tìm các ví dụ thực tế về biến dạng kéo và biến dạng nén trong thực tế.
HS: Dây cáp của cần cẩu đang chuyển hàng, dây xích của xe đạp hoặc xe máy đang chạy là những vật rắn bị biến dạng kéo do phải chịu các lực kéo. Trụ và móng cầu, cột, tường và móng nhàlà những vật rắn bị biến dạng nén do phải chịu các lực nén.
GV: Nếu thầy xét hai thanh có tiết diện khác nhau và nó chịu cùng tác dụng của một lực F thì độ dài của chúng có giống nhau hay không(chiếu Powpoint)? 
HS: Độ dài thêm của hai thanh không giống nhau
GV: Với cùng một lực kéo hay nén F thì độ dài thêm hay độ ngắn lại của thanh rắn còn phụ thuộc vào tiết diện của thanh. Vì vậy, để đặc trưng cho tác dụng kéo hay nén người ta dùng ứng suất kéo hay nén.
GV: Người ta định nghĩa ứng suất kéo (hay nén) pháp tuyến là lực kéo (hay nén) ứng với một đơn vị diện tích vuông góc với lực.
S (đơn vị: m2): tiết diện ngang của thanh
F ( đv: N) : lực kéo (hay nén)
s (đv: N/m2, Pa) : ứng suất kéo (hay nén).
GV: Đối với lò xo định luật, định luật Húc xét trong giới hạn nào?
HS: Giới hạn đàn hồi.
GV: Tương tự như trong lò xo đối với vật rắn thì định luật Húc cũng xét trong giới hạn đàn hồi.
GV: Nhà vật lý học người Anh Robert Hook (1635-1703) đã thiết lập bằng thực nghiệm định luật về biến dạng đàn hồi:
“Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén của thanh rắn tiết diện đều tỉ lệ thuận với ứng suất gây ra nó.” ∆ll0~FS
GV: |∆l| độ biến dạng, ∆ll0 độ biến dạng tỉ đối, nó phụ thuộc vào độ lớn của lực tác dụng F phụ thuộc vào tiết diện ngang S của thanh đó. Nếu F lớn S nhỏ thì độ biến dạng tỉ đối càng lớn tức là mứ độ biến dạng của thanh rắn càng lớn.
GV: Để biến dấu tỷ lệ thành dấu bằng thì ta cần thêm hằng số E (gọi là suất đàn hồi)
GV: Có thể viết hay s = E.e
E (đv: N/m2): suất đàn hồi (suất Young), đặc trưng cho tính đàn hồi của chất dùng làm thanh rắn.
GV: Hệ số đàn hồi trong lò xo là k, bây giờ ta đai tim hệ số đàn hồi của vật rắn cũng là k
GV: Thầy chia nhóm mỗi nhóm là một tổ, hãy thiết lập biểu thức hệ số đàn hồi k, và nó phụ thuộc vào gì?
HS: Khi vật bị biến dạng đàn hồi thì trong vật xuất hiện lực đàn hồi
GV: Theo định luật III Newton: |Fđh| = |F|
 Suy ra: 
hay |Fđh| = k.|Dl|
 Dl: độ biến dạng (độ dãn hay nén) 
: hệ số đàn hồi (độ cứng) của vật 
 (đơn vị: N/m)
 Độ cứng k của vật rắn không chỉ phụ thuộc vào chất liệu mà còn phụ thuộc cả kích thước vật rắn: Tiết diện ngang S càng lớn và độ dài ban đầu càng ngắn thì độ cứng càng lớn, tức là vật rắn càng khó biến dạng.
2. Biến dạng kéo và biến dạng nén.Định luật Húc
a.
- Tác dụng lực F
+ Chiều dài của vật tăng lên: đó là biến dạng kéo.
+ Chiều dài của vật ngắn lại : đó là biến dạng nén.
b.Ứng suất kéo (nén)
- Ứng suất kéo (hay nén) pháp tuyến là lực kéo (hay nén) ứng với một đơn vị diện tích vuông góc với lực.
S (m2): tiết diện ngang của thanh
F (N) : lực kéo (nén)
s (N/m2, Pa) : ứng suất kéo (nén)
c.Định luật Húc
-Nội dung:
“Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén của thanh rắn tiết diện đều tỉ lệ thuận với ứng suất gây ra nó.” 
 ~ 
Có thể viết 
hay s = E.e
Trong đó
E : suất đàn hồi (suất Young)
 . Đơn vị:N/m2
 . Đặc trưng cho tính đàn hồi của chất dùng làm thanh rắn
d. Hệ số đàn hồi. 
Theo định luật III Newton: |Fđh| = |F|
hay |Fđh| = k.|Dl|
 Đặt 
Suy ra 
 |Fđh| = k.|Dl|
+ k: hệ số đàn hồi (độ cứng) của vật.
 . Đơn vị :(N/m)
 . Phụ thuộc kích thước, hình dạng và suất đàn hồi của vật.
Chú ý : Một thanh rắn tiết diện đều chịu biến dạng kéo (hay nén) thì tiết diện ngang của vật sẽ nhỏ đi (hay tăng lên).
2. Biến dạng kéo và biến dạng nén.Định luật Húc
 a. Biến dạng kéo và biến dạng nén .
- Tác dụng lực F
+ Chiều dài của vật tăng lên: đó là biến dạng kéo.
+ Chiều dài của vật ngắn lại: đó là biến dạng nén.
b.Ứng suất kéo (nén)
- Ứng suất kéo (hay nén): (SGK).
-Biểu thức:
Đơn vị:
S (m2): tiết diện ngang của thanh
F (N) : lực kéo (nén)
s (N/m2, Pa) : ứng suất kéo (nén)
c.Định luật Húc
- Nội dung: (SGK) 
- Biểu thức: 
 ~ 
Hoặc
hay s = E.e
Trong đó
E: suất đàn hồi (suất Young)
 . Đơn vị:N/m2
 . Đặc trưng cho tính đàn hồi của chất dùng làm thanh rắn
d. Hệ số đàn hồi.
Suy ra 
 |Fđh| = k.|Dl|
 . Đơn vị :(N/m)
 Kích thước
 Hình dạng
Phụ 
thuộc 
 suất đàn hồi 
Hoạt động 3(5 phút): Biến dạng lệch. Các biến dạng khác. Giới hạn bền
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung kiến thức
GV: Ngoài những biến dạng trên vật rắn còn có một số biến dạng khác như biến dạng lệch, biến dạng uốn, biến dạng xoắn thì phần này các em về nhà đọc và nghiên cứu thêm ở sách giáo khoa. ( phần 3: Biến dạng lệch và phần 4 các biến dạng khác)
GV: Vật rắn có thể chuyển từ biến dạng đàn hồi sang biến dạng dẻo nhưng nếu lực tác dụng quá lớn thì sẽ làm hỏng vật.
GV: Vậy vật rắn có một giới hạn nhất định nào đó để nó không bị hỏng người ta gọi giới hạn đó là giới hạn bền của vật.
GV: Vậy như thế nào được gọi là giới hạn bền? 
HS: Là giới hạn mà ở đó vật không bị hư hỏng (đứt, gãy,..) 
Ví dụ khi ta treo vật quá nặng vào sợi dây mảnh thì dây đứt.
GV: Vậy mỗi vật liệu có một giới hạn bền 
GV: Trong đời sống, kỹ thuật và xây dựng người ta thường chú ý đến giới hạn bền của vật. Ví dụ như trong xây nhà thì người ta thường chú ý đến giới hạn bền của vật liệu tính toán để xây dựng được bộ móng vững chắc để nhà không bị sụp. Ví dụ như ở mỗi bảng của cây cầu người ta thường quy định trọng tải của xe qua cầu
3. Biến dạng lệch (biến dạng trượt)
4. Các biến dạng khác
5. Giới hạn bền
- Mỗi vật liệu đều có một giới hạn bền, nếu vượt quá giới hạn đó thì vật bị hư hỏng.
3. Biến dạng lệch (biến dạng trượt):(SGK)
 4. Các biến dạng khác: (SGK)
5. Giới hạn bền
Hoạt động 4(7 phút): Bài tập củng cố(Chiếu bài tập)
Câu 1: Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để thành một câu có nội dung đúng.
1. Sự thay đổi hình dạng và kích thước của vật rắn do tác dụng của ngoại lực là
a. N/m.
2. Đại lượng xác định bởi thương số giữa ngoại lực làm biến dạng thanh rắn và tiết diện ngang của thanh đó gọi là 
b. độ biến dạng kéo(hoặc nén) của thanh rắn.
3. Biến dạng có tác dụng làm tăng độ dài và giảm tiết diện ở phần giữa của thanh rắn gọi là
c.biến dạng nén.
4. Biến dạng có tác dụng làm giảm độ dài và tăng tiết diện ở phần giữa thanh rắn gọi là
d. biến dạng kéo.
5. Đơn vị đo độ cứng của thanh rắn là
đ. ứng suất.
6. Đơn vị đo suất đàn hồi của thanh rắn là
e.suất đàn hồi.
7. Lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ thuận với
g. Pa.
8. Đại lượng đặc trưng cho tính đàn hồi, phụ thuộc bản chất thanh rắn là
h. biến dạng cơ.
Đáp án: 1-h, 2-đ, 3-d, 4-c, 5-a,6-g,7-b,8-e
Câu 2:Một sợi dây sắt dài gấp đôi nhưng có tiết diện nhỏ bằng một nửa tiết diện sợi dây đồng. Giữ chặt đầu trên của mỗi sợi dây và treo vào đầu dưới mỗi sợi hai vật nặng như nhau. Suất đàn hồi của sắt lớn hơn đồng 1,6 lần. Hỏi sợi dây sắt dãn nhiều hơn hay ít hơn dây đồng bao nhiêu lần?
Dây sắt dãn ít hơn 1,6 lần. B. Dây sắt dãn nhiều hơn 1,6 lần.
Dây sắt dãn nhiều hơn 2,5 lần. D. Dây sắt dãn ít hơn 2,5 lần.
Đáp án 2: C
Hoạt động 5(3 phút): Dặn dò
Làm bài tập 1, 2 và 3 ở SGK
Tìm hiểu: + Khi vật rắn chịu tác dụng nhiệt thì nó có những tính chất gì?
+ Sự nở dài của vật rắn
+ Sự nở khối của vật rắn
+Ứng dụng, tác hại và cách đề phòng sự nở vì nhiệt của vật rắn trong đời sống và kỹ thuật.
IV. TỔNG KẾT RÚT KINH NGHIỆM
 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
 Cô giáo Phan Phước Yên Võ Trọng Nhớ