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

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
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: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN.
3. Dạy bài mới
Nội dung lưu bảng
Thời
gian
Hoạt động của thầy/cô Hoạt động của trò
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT

CỦA VẬT RẮN
I – Sự nở dài 15 phút
- Xét một thanh kim loại nằm
ngang, khi GV 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
- Học sinh lắng nghe và phát
hiện vấn đề cần nghiên cứu.
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
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

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
- Nhận xét:
+ Hệ số

có giá trị không
đổi.

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
gồm những gì?
- Thí nghiệm 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

theo công thức
tl
l




0

- 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

có khác nhau nhiều không? Từ
đó rút ra nhận xét?
- NX: Hệ số

có giá trị không
đổi.
- Từ biểu thức tính hệ số

các
em hãy rút ra biểu thức tính giá
trị độ nở dài của thanh đồng?
- Vậy công thức tính độ nở dài
của thanh đồng là:
tll 
0


.
Từ công thức này GV cũng có
thể viết lại
t
l
l



0
và thầy đặt
- 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

có giá trị không
đổi.
- Ghi nhớ
-
tll 
0

- Nghe giảng
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
+



chất liệu của vật rắn.
2. Kết luận
- 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 dài
ban đầu
0
l
của vật đó.
tllll 
00

- Trong đó

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
0
l
l


, thì người ta gọi

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

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

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 thành lời?
→ 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


- Trong đó

là hệ số nở dài và
có đơn vị là 1/K hay K
-1
.
- Chúng ta đã khảo sát xong phần
- 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 dài
ban đầu
0
l
của vật đó.
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
- Sự tăng thể tích của vật rắn
khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở
khối.
- Công thức tính độ nở khối:
tVVVV 
00


+
V
: độ nở khối
+
t
: độ tăng nhiệt độ
+ V
0
: thể tích ở nhiệt độ đầu
t

0
+ V : thể tích ở nhiệt độ
cuối t
+

: hệ số nở khối có đơn
vị là 1/K hay K
-1
- Với chất rắn đẳng hướng
thì

3
III. Ứng dụng
- Khắc phục sự nở vì nhiệt.
Ví dụ:
- Ứng dụng sự nở vì nhiệt.
10 phút
sự nở dài của vật rắn. Trong thực
tế ngoài sự nở dài, vật rắn còn có

sự nở khối.
- GV ví dụ, GV có một viên bi
kim loại đồng chất và có tính
đẳng hướng. Khi 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

- Các em hãy giải thích các đại
lượng có mặt trong biểu thức cho
thầy?
- Lưu ý: Với chất rắn đẳng hướng
thì


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
- Sự tăng thể tích của vật rắn
khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở
khối.
- Cá nhân suy nghĩ, trả lời.
- Cá nhân suy nghĩ, trả lời.
- Đọc SGK và trả lời câu hỏi
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Ví dụ:
Bài tập vận dụng:
- Tóm tắt:
t
0
=15

0
C; t = 55
0
C;
l
0
= 12,5 m;

= 11.10
-6
;
l
=?
- Giải:
)(
00
ttll 

)1555(5,12.10.11
6


l
= 5,5.10
-3
m.
5 phút
10 phút
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 HS 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?
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:
HS về nhà làm bài tập trong SGK và chuẩn bị cho bài học tiếp theo “ Các hiện tượng bề mặt của
chất lỏng”.