Đang tải... (xem toàn văn)
Khi áp suất tác dụng lên một lượng khí tăng thì thể tích của khí giảm đáng kể ( dễ nén) Chất khí bao gồm các phân tử khí có kích thước nhỏ Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động hỗn loạn càng lớn ( chuyển động nhiệt) khi chuyển động các phân tử va chạm với phân tử khác và với thành bình tạo nên áp suất chất khí lên thành bình Nếu giữ nguyên nhiệt độ mà thay đổi áp suất của 1 lượng khí, thì sự thay đổi thể tích của lượng khí ấy có quan hê ntn với áp suất khí?
Bài 05_Đặng Thị Thu Hà_Nguyễn Thị Bích Ngọc Định luật Bôi lơ-Mariot I.Sơ đồ cấu trúc chương Chất khí Khí lí tưởng Các thông số trạng thái khí p, V, T Cấu tạo chất khí, lượng chất, mol Thuyết động học phân tử chất khí Phương trình trạng thái khí lí tưởng Định luật Gay luy sác T=const Định luật Bôi lơ Ma ri ốt T=const Định luật Sác lơ V=const Phương trình Claperon_Mende leep II.Sơ đồ mạch phát triển kiến thức Cấu tạo chất khí, lượng chất, mol Chất khí Thuyết động học khí lí tưởng Khí thực Gần đúng đúng P,V,T Các định luật thực nghiệm Định luật Bôi lơ Ma ri ốt Định luật Gay luy sác Định luật Sác lơ Nhiệt độ tuyệt đối Pt trạng thái của khí lí tưởng Pt Cla-pê-rôn- Men-đê-lê-ép m , Xét ở C áp suất 1atm thể @ch mol= 22,4lit => R=8,31J/mol.K III.Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Dùng thuyết động học phân tử chấ khí để mối liên hệ giữa thể tích của chất khí của chất khí với áp suất chất khí khi nhiệt độ không đổi -Bố trí thí nghiệm như hình vẽ SGK Làm chậm để nhiệt độ của khí không đổi -Thao tác thí nghiệm(SGK) -Ghi lại các kết quả tính toán, và nêu nhận xét Theo thuyết động học phân tử thì khi nhiệt độ không đổi, nếu áp suất giảm tức là só va chạm giữa các phân tử với nhau và với than bình giảm do đó thể tích tăng. Vậy áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích Ghi kết quả thí nghiệm vào bảng Lần đo 1 P V T Kết luận -Khi áp suất tác dụng lên một lượng khí tăng thì thể tích của khí giảm đáng kể ( dễ nén) -Chất khí bao gồm các phân tử khí có kích thước nhỏ -Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động hỗn loạn càng lớn ( chuyển động nhiệt) - khi chuyển động các phân tử va chạm với phân tử khác và với thành bình tạo nên áp suất chất khí lên thành bình Nếu giữ nguyên nhiệt độ mà thay đổi áp suất của 1 lượng khí, thì sự thay đổi thể tích của lượng khí ấy có quan hê ntn với áp suất khí? IV.Tiến trình xây dựng kiến thức bài”Con lắc đơn, Con lắc vật lí” Hoạt động 1: (5 phút) Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đặt vấn đề. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ: - Nêu cấu tạo của con lắc lò xo? Khái niệm lực kéo về? - Viết công thức tính tần số góc, chu kì, tần số của dao động điều hòa của con lắc lò xo? Đặt vấn đề: Bài học trước chúng ta đã khảo sát dao động tuần hoàn của con lắc lò xo và biết rằng dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. Vậy liệu rằng, do động của con lắc đơn có phải dao động điều hòa không? Bài học ngày hôm nay chúng ta sẽ đi tìm hiểu vấn đề này. Cá nhân trả lời câu hỏi của giáo viên. HS nhận thức vấn đề GV đưa ra. Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu cấu tạo của con lắc đơn Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh GV đưa ra mô hình con lắc đơn và yêu cầu học sinh nêu các bộ phận có trong con lắc đơn. Kéo vật m ra khỏi vị trí ban đầu rồi buông tay, yêu cầu học sinh quan sát và trả lời câu hỏi: - Hãy xác định vị trí cân bằng của con lắc? Cá nhân quan sát và thu thập thông tin, đại diện trả lời: - Cấu tạo gồm: một vật nặng m coi như một chất điểm, treo vào một sợi dây nhẹ có chiều dài l không dãn một đầu cố định. - Vị trí cân bằng là vị trí dây treo ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất P và thể ích V của 1 lượng khí nhất định là 1 const PV=const - Vật m chuyển động như thế nào? Nhấn mạnh: vật dao động quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí cân bằng của vật. Chúng ta sẽ cùng xét xem tại sao con lắc đơn lại có thể dao động được và dao động của con lắc đơn có phải dao động điều hòa không? có phương thẳng đứng. - Con lắc dao động xung quanh vị trí cân bằng. Hoạt động 3: (20 phút) Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học, trước hết ta phải chọn hệ trục tọa độ. C M O Vì con lắc chuyển động trên quỹ đạo là một cung tròn có tâm tại điểm cố định C, nên ta chọn hệ tọa độ cong có gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương là từ trái sang phải. Khi vật ở vị trí M, xác đinh bởi: : li độ góc ¼ s OM= : li độ cong Ta có: s l α = , s và α có giá trị dương nếu con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương và ngược lại. Hãy xác định các lực tác dụng lên vật m và hợp lực của chúng khi vật ở vị trí cân bằng và ở vị trí Cá nhân vẽ hình, lắng nghe lời giảng của giáo viên. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P r , lực căng T r . + Ở vị trí cân bằng hợp lực bằng không. M bất kì? Biểu diễn trên hình vẽ. Ta phân tích trọng lực P r thành hai thành phần vuông góc với nhau: t n P P P= + r r r , trong đó thành phần n P r theo phương của dây treo CM, thành phần t P r theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Khi đó hợp lực tác dụng lên vật: t n F P T P P T= + = + + r r r r r r trong đó: + Hợp lực của n P r và T r là lực hướng tâm, giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn, và không làm thay đổi tốc độ của vật. + t P r của trọng lực luôn có khuynh hướng kéo vật về vị trí cân bằng giống như lực kéo về trong con lắc lò xo và gây ra gia tốc chuyển động, ta có: sin t P mg α = − Vậy P t là lực kéo về của con lắc đơn. Nhưng dao động của con lắc đơn đã phải là dao động điều hòa chưa? Điều kiện nào để dao động của con lắc là dao động điều hòa? Nhận xét câu trả lời và chính xác hóa lại điều kiện: Khi góc 1rad α = hoặc s l= thì có thể coi gần đúng cung ¼ OM là đoạn thẳng và t s P mg mg l α ≈ − = − là lực kéo về của dao dộng của con lắc đơn. - Áp dụng định luật II Niu tơn, ta có: s F mg mg ma ms l α ′′ = − = − = = + Khi vật lệch khỏi vị trí cân bằng: 0F P T= + ≠ r r r r - Chưa, vì lực kéo về tỉ lệ với sin α không phải α . Khi sin α α ≈ tức 1rad α = để t s P mg mg l α ≈ − = − g s s l ′′ ⇔ = − . Đặt 2 g l ω = thì: 2 s s ω ′′ ⇔ = − Phương trình này có nghiệm: ( ) coss A t ω ϕ = + ⇒ Kết luận: Khi thỏa mãn các điều kiện: bỏ qua ma sát và dao động nhỏ 1 ,rad α = s l= thì con lắc đơn dao động điều hòa với: ( ) / g rad s l ω = ( ) 2 l T s g π = ( ) 1 2 g f Hz l π = . - Chu kì của con lắc đơn phụ thuộc vào yếu tố nào? - Chu kì của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài dây treo và gia tốc trọng trường. Hoạt động 4: (8 phút) Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng, tức là ta đi thiết lập biểu thức tính cơ năng của con lắc đơn, từ đó xét tính bảo toàn của đại lượng này. - Động năng và thế năng của con lắc đơn chính là động năng và thế năng của vật nặng m. - Chọn gốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Yêu cầu HS viết biểu thức tính động năng và Cá nhân nhận thức vấn đề, suy nghĩ trả lời: - Động năng của con lắc đơn W đ : 2 d 1 2 W mv= - Thế năng của con lắc đơn ( t W ): thế năng của con lắc đơn ở vị trí có li độ góc α - Hãy viết biểu thức tính cơ năng của con lắc đơn. Ở lớp 10 chúng ta đã biết rằng khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. Do đó cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn. Hoàn thành yêu cầu C3. Gợi ý: xét giá trị vận tốc tại các vị trí biên và vị trí cân bằng. Như vậy, trong quá trình dao động, luôn có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng, nhưng cơ năng của con lắc là một đại lượng không đổi, nó được bảo toàn nếu bỏ qua ma sát. (1 os ) t W mgl c α = − -Cơ năng của con lắc đơn (W): 2 1 (1 os ) 2 W mv mgl c α = + − =hằng số. C3. Khi đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì động năng của con lắc tăng dần, thế năng của con lắc giảm dần, khi đi từ vị trí cân bằng về vị trí biên thì ngược lại. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Hoạt động 5: (5 phút): Xác định gia tốc rơi tự do. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Trong lĩnh vực địa chất, các nhà địa chất quan tâm tới những tính chất đặc biệt của bề mặt Trái Đất, như để tìm kiếm các mỏ quặng, mỏ dầu,…nằm trong lòng đất. Ở những nơi đó, gia tốc rơi tự do là khác nhau nên người ta đã tiến hành đo gia tốc rơi tự do. Ở trên ta biết rằng chu kì của con lắc đơn chỉ phụ thuộc chiều dài dây treo và gia tốc trọng trường, nên ở những nơi có gia tốc rơi tự do khác nhau thì chu kì dao động của con lắc thay đổi, vì vậy thay vì đo gia tốc rơi tự do thì người ta đo chu kì của con lắc đơn. Cách tiến hành như trong SGK, các em hãy đọc mục IV SGK để tìm hiểu ứng dụng này của dao động điều hòa của con lắc đơn để xác định gia tốc. Cá nhân đọc SGK để thu thập thông tin. Hoạt động 6: Củng cố, vận dụng và dặn dò Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu HS nhắc lại: + Cấu tạo con lắc đơn. + Điều kiện đề con lắc đơn dao động điều hòa. + Phương trình dao động điều hòa, công thức tính ω, T, f của dao động điều hòa - Nhận xét giờ học. - Giao bài về nhà: làm bài 4, 5,7 SGK Cá nhân trả lời câu hỏi của giáo viên. Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. . Bài 05 _Đặng Thị Thu Hà_ Nguyễn Thị Bích Ngọc Định luật Bôi lơ-Mariot I.Sơ đồ cấu trúc chương Chất khí Khí lí tưởng Các thông số trạng thái khí p, V, T Cấu tạo chất khí, lượng chất, mol Thuyết. thức bài Con lắc đơn, Con lắc vật lí” Hoạt động 1: (5 phút) Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đặt vấn đề. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ: -. thu, ghi nhớ. - Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P r , lực căng T r . + Ở vị trí cân bằng hợp lực bằng không. M bất kì? Biểu diễn trên hình vẽ. Ta phân tích trọng lực P r thành hai thành