Giáo án Vật lý 10 bài 35: Biến dạng cơ của vật rắn

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.. - Biến dạng dẻo biến dạng còn dư Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị

BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức cơ bản:

- Nắm được tính đàn hồi, tính dẻo, biến dạng kéo, biến dạng nén

- Biết được khái niệm biến dạng lệch Có thể quy ra các loại biến dạng kéo, nén

và lệch

- Nắm được khái niệm về giới hạn bền

2 Kỹ năng:

- Phân biệt tính đàn hồi và tính dẻo

- Giải thích được một số bài tập về định luật Hooke

- Biết giữ gìn các dụng cụ là vật rắn như: không làm hỏng tính đàn hồi, không vượt quá giới hạn bền

3 Thái độ:

- Sôi nổi, hào hứng trong giờ học

- Liên hệ kiến thức vật lý với thực tiễn cuộc sống, tích cực tìm hiểu, sáng tạo

II PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1 Phương pháp:

- PP đọc sách

- PP hợp tác

- PP diễn giải

- PP đàm thoại mở, phát vấn

2 Phương tiện:

- Giáo án, sách giáo khoa, sách bài tập vật lý nâng cao, sách danh cho giáo viên

- Có thể sử dụng các sile, hình ảnh để phục vụ cho bài học

III NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP

1 Kiểm tra bài cũ:

- Thế nào là chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình?

- Mô tả chuyển động nhiệt của chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình?

- Giải thích nguyên nhân gây ra tính dị hướng?

2 Giới thiệu bài mới: Các em hãy quan sát: khi cô kéo lò xo với 1 lực thì lò xo

như thế nào? Ta thấy lò xo bị giản ra Trong vật lý chúng ta nói lò xo biến dạng

Để biết thêm về các lạo biến dạng chúng ta cùng sang bài 51

3 Dạy bài mới:

Nội dung lưu bảng Thời

gian

Hoạt động 1: Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.

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

Yêu cầu HS nhìn hình 51.1 SGK và mô tả các biến dạng của vật rắn?

- Làm cách nào để một vật

bị biến dạng?

Các vật trên đều biến dạng khi có ngoại lực tác dụng

- Nếu các ngoại lực thôi tác dụng thì vật có lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu không?

Nhận xét:

- Thế nào là biến dạng đàn hồi? Thế nào là biến dạng dẻo?

- Cho ví dụ về vật có tính đàn hồi và tính dẻo?

- Có phải vật có tính đàn hồi vĩnh viễn không? Ví dụ như: khi ta kéo một lò xo với 1 lực rất lớn thì các em thấy được điều gì?

HS nhìn hình và mô tả

- Dây phơi đồ bị kéo dài ra

- Giá sắt bị cong xuống

- Chốt nối bì kéo lệch Tác dụng ngoại lực vào vật

Sợi dây phơi, tấm sắt và chốt nối thì sẽ quay lại hình dạng ban đầu, còn đoạn đây đồng không thể quay lại trạng thái ban đầu

Khi ngoại lực thôi tác dụng thì vật lấy lại được hình dạng và kích thước ban đâu

Khi ngoại lực thôi tác dụng thì vật không thể lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu

HS lấy ví dụ và phân tích

tính đàn hồi của nó Những vật đàn hồi bị biến

dạng quá mức, vượt quá giới hạn nào đó thì biến dạng đó không còn là đàn hồi mà trở thành biến dạng dẻo

Vật rắn không có tính đàn hồi vĩnh viễn

HS lắng nghe và ghi bài

Hoạt động 2: Biến dạng kéo và biến dạng nén Định luật Húc

2 Biến dạng kéo và

biến dạng nén Định

luật Hooke.

a) Biến dạng kéo – biến

dạng nén

Nếu dưới tác dụng của

ngoại lực:

- 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)

- Là lực kéo (hay nén)

trên một đơn vị diện

tích vuông góc với lực

S

F

σ  (N/m2hay

Pa)

S (m2): tiết diện

ngang của thanh

F (N) : lực kéo (nén)

 (N/m2, Pa): ứng

suất kéo (nén)

Làm thí nghiệm với sợi dây đàn hồi ( lò xo ) với trường hợp kéo dãn và nén

Phân biệt 2 loại biến dạng

Tìm các ví dụ thực tế

Làm thí nghiệm với hai dây đàn hồi có tiết diện khác nhau

Với cùng 1 lực kéo hay nén F thì độ dài thêm hay ngắn lại của thanh rắn còn phụ thuộc vào tiết diện của thanh Từ đây, ta có thêm 1 đại lượng mới đặc trưng

Yêu cầu HS nhận xét hình dạng và kích thước của là xo biến dạng Biến dạng kéo: chiều dài của vật tăng lên Biến dạng nén: chiều dài của vật giảm xuống

HS tìm VD và phân tích

Nhận xét sự thay đổi chiều dài của 2 dây Dây có tiết diện lớn thì chiều dài thay đổi ít hơn

 Độ dài thêm hay ngắn lại phụ thuộc vào tiết diện của vật

c) Định luật Húc

“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.”

lo

l





S

F

Có thể viết

o

l

l



 E S F

hay = E.

lo

l



: độ biến dạng tỉ

đối

E (N/m2): suất đàn

hồi (suất Young), đặc

trưng cho tính đàn hồi

của chất dùng làm thanh

rắn

d) Lực đàn hồi

cho lực kéo hay nén đó là ứng suất kéo hay nén

- Làm cách nào để một vật

bị biến dạng đàn hồi có thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu?

- Lực đàn hồi xuất hiện khi nào?

- Độ lớn của lực đàn hồi như thế nào?

- Hệ số k phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Nhờ vào lực đàn hồi

Khi vật bị biến dạng

Bằng độ lớn lực tác dụng vào vật

Hệ số k phụ thuộc vào kích thước hình dạng của vật và suất đàn hồi của chất làm vật

F kéo

F ’

l



l 0

l



l 0

F đẩy

F ’

l o 

 E.S

Fdh

hay Fđh = k.|l|

l (m) : độ biến dạng

(độ dãn hay

nén)

o

l

E.S

k  : hệ số đàn hồi

(độ cứng) của

vật (N/m)

k phụ thuộc vào kích

thước hình dạng của vật

và suất đàn hồi của chất

làm 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)

Hoạt động 3: Biến dạng lệch Các biến dạng khác Giới hạn bền

3 Biến dạng lệch (biến

dạng trượt)

- Là biến dạng mà có sự

lệch đi giữa các lớp vật

rắn đối với nhau khi

chịu tác dụng của ngoại

lực tiếp tuyến với bề

mặt vật rắn

- Biến dạng lệch còn gọi

Yêu cầu HS quan sát hình 51.4 SGK

- Ngoại lực tác dụng lên vật rắn như thế nào mới được gọi là biến dạng lệch?

Tác dụng tiếp tuyến với

bề mặt của vật rắn

là biến dạng trượt hay

biến dạng cắt

4 Các biến dạng khác

Biến dạng uốn, biến

dạng xoắn

5 Giới hạn bền

- Mỗi vật liệu đều có

một giới hạn bền, nếu

vượt quá giới hạn đó thì

vật bị hư hỏng

- Giới hạn bền được

biểu thị bằng ứng suất

của ngoại lực (lực làm

đứt dây)

Cho HS nhìn hình 51.5 SGK

Nêu thêm một số VD về các dạng biến dạng của vật rắn

GV đưa ra khái niệm giới hạn đàn hồi

- Hãy nêu một số VD về biến dạng của vật rắn vượt qua giới hạn đàn hồi?

Nhận xét:

HS nhìn SGK

Lắng nghe và ghi bài

4 Củng cố kiến thức: Cho HS trả lời một số câu hỏi trắc nghiệm.

5 Bài tập về nhà: