giáo án vật lý 10 bài 36 sự nở vì nhiệt của vật rắn

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY VẬT LÝ 10
Trường: THPT Nguyễn Minh Quang
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. MỤC TIÊU
- Kiến thức cơ bản
+ Phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn.
+ Viết được công thức xác định qui luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài và thể tích của vật rắn.
Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối.
+ Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối của vật rắn trong đời
sống và kĩ thuật
- Kỹ năng
+ Xử lí các số liệu thực nghiệm để rút ta công thức nở dài của vật rắn .
+ Giải thích được các hiện tượng liên quan đến sự nở vì nhiệt của vật rắn trong đời sống và kĩ
thuật.
+ Vận dụng được các công thức về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn để giải các bài tập trong
SGK và các bài tập tương tự.
II. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
1. Phương pháp
Diễn giảng, đọc sách, thảo luận nhóm, vấn đáp.
2. Phương tiện
Sách giáo khoa, sách giáo viên, sách thiết bài giảng, bảng vẽ sẵn.
III. NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP
1. Kiểm tra bài cũ
2. Giới thiệu bài mới
Vì sao giữa hai đầu thanh ray của đường sắt lại phải có một khe hở? Độ rộng của khe hở này
phụ thuộc những yếu tố gì và có thể xác định nó theo công thức nào? Để trả lời được các câu hỏi
này chúng ta đi vào bài học hôm nay. Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
3. Dạy bài mới
Nội dung lưu bảng
Thời
gian

Hoạt động của thầy Hoạt động của trò
Bài 36. SỰ NỞ VÌ
NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I – Sự nở dài
1. Thí nghiệm
a/ Mô tả thí nghiệm
- SGK
b/ Kết quả thí nghiệm
Nhiệt độ ban đầu:
t
o
=20
0
C
Độ dài ban đầu: l
o
=500
mm
t
∆
(
0
C)
l
∆
(mm)
tl
l
∆
∆

=
0
α
30
40
50
60
70
0,25
0,33
0,41
0,49
0,58
1,67.10
-5
1,65.10
-5
1,64.10
-5
1,63.10
-5
1,66.10
-5
15
phút
- Xét một thanh kim loại nằm
ngang, khi thầy nung nó lên
đến một nhiệt độ nào đó, thanh
kim loại sẽ tăng kích thước
theo chiều ngang thì người ta

gọi đó là sự nở dài của vật rắn.
Đó chỉ là chúng ta chỉ xét tính
chất định tính, để biết được
tính chất định lượng của nó
như thế nào chúng ta đi vào thí
nghiệm.
- Các em hãy quan sát hình
36.2 trong SGK, sau đó một
em đứng lên mô tả lại dụng cụ
thí nghiệm của chúng ta gồm
những gì?
- Thí nghiệm của chúng ta
gồm có: một thanh đồng đặt
trong một cái bình cách nhiệt
có chứa chất lỏng (nước), một
nhiệt kế để đo nhiệt độ và một
đồng hồ đo micromet để đo sự
thay đổi độ dài của thanh
đồng.
- GV mô tả thí nghiệm một lần
để học sinh hình dung được thí
nghiệm.
- Sau khi tiến hành thí nghiệm
người ta thu được bảng số liệu
như trong SGK bảng 36.1:
- Dự vào bảng số liệu này các
em hãy tính hệ số
α
theo công
thức

tl
l
∆
∆
=
0
α
cho thầy?
- Gọi một học sinh lên bảng
điền kết quả vừa tính được.
- Qua bảng kết quả thí nghiệm
chúng ta thấy, ứng với mổi giá
trị nhiệt độ thì ta có một giá trị
độ dài
l∆
. Nhưng các em hãy
so sánh thử xem ở những giá
trị nhiệt độ khác nhau thì hệ số
α
có khác nhau nhiều không?
- Học sinh lắng nghe và
phát hiện vấn đề cần nghiên
cứu.
- Kể tên các dụng cụ được
dùng trong thí nghiệm ở
hình 36.2
- Theo dõi và tiếp thu vấn
đề.
- Cá nhân lên bảng điền vào
bảng số liệu.

- Hệ số
α
có giá trị không
đổi.
- Nhận xét:
+ Hệ số
α
có giá trị
không đổi.
+
∈
α
chất liệu của vật
rắn.
2. Kết luận
- Sự nở dài là sự tăng độ
dài của vật rắn khi nhiệt độ
tăng.
Từ đó rút ra nhận xét cho
thầy?
- NX: Hệ số
α
có giá trị
không đổi.
- Từ biểu thức tính hệ số
α
các em hãy rút ra biểu thức
tính giá trị độ nở dài của thanh
đồng cho thầy?
- Vậy công thức tính độ nở dài

của thanh đồng là:
tll ∆=∆
0
α
.
Từ công thức này thầy cũng có
thể viết lại
t
l
l
∆=
∆
α
0
và thầy
đặt
0
l
l∆
=
ε
, thì người ta gọi
ε
là độ nở dài tỉ đối của chất rắn.
- Làm thí nghiệm tương tự với
các vật rắn có độ dài và chất
liệu khác nhau (nhôm, sắt,
thủy tinh, ), người ta thu được
kết quả tương tự, nhưng hệ số
α

có giá trị thay đổi phụ thuộc
vào chất liệu vật rắn. Các em
có thể tham khảo bảng 36.2
trong SGK để biết được hệ số
nở dài của một số vật rắn.
- Vậy từ đây chúng ta có nhận
xét thứ 2 đó là: hệ số
α
có giá
trị thay đổi phụ thuộc chất liệu
của vật rắn.
- Qua thí nghiệm chúng ta có
một số kết luận như sau:
- Chúng ta thấy khi nhiệt độ
tăng thì chiều dài của thanh
đồng cũng tăng, hiện tượng đó
người ta gọi là sự nở dài vì
nhiệt. Một em hãy phát biểu
cho thầy sự nở dài là gì?
- Sự nở dài là sự tăng độ dài
của vật rắn khi nhiệt độ tăng.
- Công thức tính độ nở dài của
thanh đồng cũng chính là công
thức tính độ nở dài chung cho
các vật rắn. Vậy từ biểu thức
này một em hãy phát biểu
- Ghi nhớ
-
tll ∆=∆
0

α
- Nghe giảng
- Nghe giảng
- Ghi nhớ
- Sự nở dài là sự tăng độ
dài của vật rắn khi nhiệt độ
tăng.
- Độ nở dày
l
∆
của vật rắn
(hình trụ đồng chất) tỉ lệ
với độ tăng nhiệt độ
t
∆
và
Độ nở dày
l∆
của vật rắn
(hình trụ đồng chất) tỉ lệ
với độ tăng nhiệt độ
t∆
và
độ dài ban đầu
0
l
của vật
đó.
tllll
∆=−=∆

00
α
- Trong đó
α
là hệ số nở
dài và có đơn vị là 1/K hay
K
-1
.
+
l
∆
: độ nở dài
+ l
0
: độ dài ở nhiệt độ đầu
t
0
+ l : độ dài ở nhiệt độ cuối
t
II – Sự nở khối
- Sự tăng thể tích của vật
rắn khi nhiệt độ tăng gọi là
sự nở khối.
- Công thức tính độ nở
khối:
tVVVV
∆=−=∆
00
β

+
V
∆
: độ nở khối
+
t∆
: độ tăng nhiệt độ
+ V
0
: thể tích ở nhiệt độ
10
phút
thành lời cho thầy?
<> Độ nở dày
l
∆
của vật rắn
(hình trụ đồng chất) tỉ lệ với
độ tăng nhiệt độ
t
∆
và độ dài
ban đầu
0
l
của vật đó.
tllll
∆=−=∆
00
α

- Trong đó
α
là hệ số nở dài
và có đơn vị là 1/K hay K
-1
.
- Chúng ta đã khảo sát xong
phần sự nở dài của vật rắn.
Trong thực tế ngoài sự nở dài,
vật rắn còn có sự nở khối.
- Thầy ví dụ, thầy có một viên
bi kim loại đồng chất và có
tính đẳng hướng. Khi thầy đốt
nóng nó lên thì viên bi sẽ nở ra
theo mọi phương là như nhau
làm thể tích của viên bi tăng
lên. Đó là hiện tượng của sự
nở khối. Vậy em nào có thể
định nghĩa cho thầy sự nở khối
là gì?
- Sự tăng thể tích của vật rắn
khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở
khối.
- Hoặc các em có thể hiểu sự
nở khối chính là sự nở dài theo
mọi hướng khác nhau.
- Vậy sự nở khối có tuân theo
quy luật nào không? Có tương
tự như sự nở dài không?
- Nhiều thí nghiệm chứng tỏ,

độ nở khối của vật rắn cũng
được xác định tương tự công
thức nở dài.
tVVVV
∆=−=∆
00
β
- Các em hãy giải thích các đại
lượng có mặt trong biểu thức
độ dài ban đầu
0
l
của vật
đó.
- Sự tăng thể tích của vật
rắn khi nhiệt độ tăng gọi là
sự nở khối.
- Cá nhân suy nghĩ, trả lời.
đầu t
0
+ V : thể tích ở nhiệt độ
cuối t
+
β
: hệ số nở khối có
đơn vị là 1/K hay K
-1
- Với chất rắn đẳng hướng
thì
αβ

3=
III. Ứng dụng
- Khắc phục sự nở vì nhiệt.
Ví dụ:
- Ứng dụng sự nở vì nhiệt.
Ví dụ:
Bài tập vận dụng:
- Tóm tắt:
t
0
=15
0
C; t = 55
0
C;
l
0
= 12,5 m;
α
= 11.10
-6
;
l∆
=?
- Giải:
)(
00
ttll −=∆
α
)1555(5,12.10.11

6
−=∆
−
l
= 5,5.10
-3
m.
5 phút
10
phút
cho thầy?
- Lưu ý: Với chất rắn đẳng
hướng thì
αβ
3=
.
- Công thức độ nở khối cũng
áp dụng được cho chất lỏng trừ
nước ở 4
0
C.
- Để biêt được sự nở vì nhiệt
của vật rắn có lợi và có hại
như thế nào và người ta ứng
dụng vào thực tế như thế nào
chúng ta qua phần III.
- Các em hãy đọc mục III
trong SGK, và cho thầy biết sự
nở vì nhiệt của vật rắn có
những tác dụng có hại gì? Và

người ta khắc phục nó như thế
nào?
- Ngoài những ứng dụng được
nêu trong SGK, em nào có thể
kể tên cho thây một vài ứng
dụng nào trong cuộc sống hàng
ngày mà các em biết không?
- Ngoài tác dụng có hại, sự nở
vì nhiệt của vật rắn cũng có tác
dụng có lợi như: băng kép
dùng làm rơle điều nhiệt trong
bàn là, bếp điện…
- Về nhà các em có thể tìm
thêm một số ví dụ, bây giờ
chúng ta làm bài tập vận dụng
sự nở vì nhiệt của vật rắn.
 Bài tập:
Ở 15
0
C, mỗi thanh ray của
đường sắt dài 12,5 m. Hỏi khe
hở giữa hai thanh ray phải có
độ lớn tối thiểu bằng bao nhiêu
để các thanh ray không bị cong
khi nhiệt độ tăng tới 55
0
C?
- Cá nhân suy nghĩ, trả lời.
- Đọc SGK và trả lời câu
hỏi của GV.

- Suy nghĩ trả lời.
- Một học sinh lên bảng
giải bài tập
4. Củng cố kiến thức:
- Bài học hôm nay các em cần nắm được những nội dung chính sau:
+ Phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn.
+ Viết được công thức xác định qui luật phụ thuộc nhiệt độ của độ dài và thể tích của vật rắn.
Đồng thời nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối.
+ Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối của vật rắn trong
đời sống và kĩ thuật
5. Bài tập về nhà:
Các em về nhà làm bài tập trong SGK và chuẩn bị cho bài học tiếp theo “ Các hiện tượng
bề mặt của chất lỏng”.
Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thanh Thủy
Người soạn
Ngày duyêt:
Chữ ký: Lâm Văn Đang