Giáo án Vật lý 10 bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

VẬT LÝ 10
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. MỤC TIÊU
1- Kiến thức:
- Mô tả các dụng cụ và phương pháp tiến hành thí nghiệm để xác định độ nở dài
của vật rắn
- Dựa vào bảng 36.1 sgkh ghi kết quả đo độ dãn dài l của thanh rắn thay đổi
theo độ tăng nhiệt độ t =t - t0 , tính được giá tri trung bình của hệ số nở dài  .
Từ đó suy ra công thức nở dài.
- Phát biểu được qui luật về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn. Đồng thời nêu ý
nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối.
2- Kỹ năng:
- Vận dụng được các công thức về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn để giải
các bài tập cho trong bài , trong sách giáo khoa và sách bài tập.
- 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.
3- Thái độ:
- Có ý thức học môn vật lí , yêu thích tìm tòi khám phá khoa học biết trân trọng
những đóng góp của các nhà khoa học trong cuộc sống hằng ngày.
II. CHUẨN BỊ
1- Giáo viên : Giáo án + SGK
2- Học sinh :- Ghi sẵn ra giấy các số liệu trong bảng 36.1, bài 36 sgkh vật lí .
- và máy tính bỏ túi.
III. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
1. Kiểm tra bài cũ : Phát biểu và viết công thức định luật Húc ?
2. Bài mới:
Hoạt động của thầy và trò
Nội dung
Hoạt động 1: Thí nghiệm khảo sát sự nở I. Sự nở dài:
vì nhiệt của vật rắn.
1.Thí nghiệm:

GV: Hướng dẫn học sinh nghiên cứu thí
a) TN:
nghiệm hình 36.2 trong sách giáo khoa.
-Ban đầu thanh đồng có nhiệt độ t0 = 20oC
và độ dài l0 =500 mm . Giá trị độ nở dài l
của thanh đồng và độ tăng nhiệt độ
t = t - t0 tương ứng của nó được ghi như
HS: Công nhận số liệu ở trong bảng 36.1.
trong bảng (36.1 sgkh).
GV: Hướng dẫn cho học sinh tính hệ số : b) Kết quả của thí nghiệm trên cho thấy hệ
Δl
số  có giá trị không đổi .
 = l t theo bảng số liệu 36.1.
0

C1:16,7.10-6; 16,5.10-6; 16,4.10-6; 16,3.10-6

Vậy ta có :

l = l0( t - t0 )


VẬT LÝ 10
Δl

16,8.10-6   = l t
0
 l = l0( t - t0 )hay

Δl

= t
l0

Bài tập thí dụ :
t 0 = 150C
l0 = 12,5 m
l =? ở t =
0
50 C
Hướng dẫn giải:
l = l - l0 = l0 (t - t0)
l =12,5.11.10-6(50 -15)
=4,81mm.
Vậy khe hở giữa các đầu của hai thanh ray
ít nhất là 4,81mm.

Δl

Hay ta có thể viết : l = t
0
Δl

Với:  = l =t là độ nở dài tỉ đối và
0
t = t - t0 là độ tăng nhiệt độ của thanh đồng.
c) Làm TN với các thanh rắn có độ dài và
chất liệu khác nhau ta thấy kết quả tương
tự nhưng  khác nhau.

2. Kết luận:

-Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ
tăng gọi là sự nở dài .
-Độ nở dài l của vật rắn tỉ lệ với độ tăng
Δl
nhiệt độ t và độ dài ban đầu l0 của vật
C2 : Nếu t=10 thì  = l = hệ số nở dài
đó.
0
l = l - l0 = l0t
bằng độ dãn tỷ đối của thanh khi nhiệt độ
0
Với : gọi là hệ số nở dài phụ thuộc chất
tăng lên 1
liệu của vật rắn . Đơn vị đo là

Hoạt động 2 : Tìm hiểu sự nở khối của vật
rắn :
GV:Trong thực tế khi bị nung nóng thì vật
rắn sẽ dãn nở như thế nào ? Khi đó kích
thước của vật rắn sẽ tăng cả về ba chiều ?vật
rắn sẽ tăng thể tích nên gọi là sự nở khối ?
HS:Hãy cho biết hệ số nở khối  bằng bao
nhiêu lần hệ số 
Hoạt động 3: Tìm hiểu các ứng dụng của
sự nở vì nhiệt:
- Hãy cho biết những ứng dụng của sự nở vì
nhiệt của vật trong cuộc sống ?
- Tại sao trên đường ray tầu hỏa người ta lại
phải để hở một khoảng cách giữa hai đầu

1
hay K-1
K

II. Sự nở khối :
- Khi bị nung nóng, kích thước của vật rắn
tăng theo mọi hướng nên thể tích của nó
cũng tăng.Sự tăng thể tích của vật rắn khi
nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
- Độ nở khối của vật rắn được xác định
theo công thức sau : V = V - V0 = V0t
Với :   3 và có đơn vị đo là 1/K
hay K-1.
III -Ứng dụng :
- Trong kỹ thuật chế tạo và lắp đặt máy
móc hoặc xây dụng công trình , người ta
phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại
của sự nở vì nhiệt sao cho các vật rắn
không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ
thay đổi...(giới thiệu thêm trong sách giáo
khoa).Mặt khác , người ta lại lợi dụng sự
nở vì nhiệt của các vật rắn để lồng ghép
đai sắt vào các bánh xe , để chế tạo băng
kép dùng làm rơle đóng-ngắt tự động mạch


VẬT LÝ 10
thanh ray ?

điện , hoăc để chế tạo các ampe kế nhiệt,

hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng
- Tại sao hai đầu cầu sắt lại
điện , dùng đo cả dòng điện một chiều và
(hay hai đầu rầm bê tông cầu) phải đặt trên xoay chiều...
các gối đỡ xê dịch được trên các con lăn ?
3.Củng cố và luyện tập : Hệ thống bài.
Sự nở dài và sự nở khối,ứng dụng.
BT 5: C l l  l 0 l 0  t  t 0  11.10  6.10 3  40  20  0,22mm
V

V

0
0
BT 6: B m   0V0  V const    V  0 V 1  3t   0
0

0
7,800.10 3


7,599.10 3 kg / m 3
6
1  3t 1  3.11 .10 .800

4.Hướng dẫn học sinh tự học :
BT 4: D mặt trong cốc nóng dãn nở ngay mặt ngoài lạnh chưa kịp nở .Thủy tinh
có hệ số nở khối lớn nên sự nở thể tích phần trong của cốc lớn do đó cốc bị
nứt.Thạch anh có hệ số nở khối nhỏ nên sự nở thể tích phần trong không đáng kể
do đó cốc không bị nứt.

Về nhà làm bài tập 7,8,9(197).