Ngày soạn: Họ tên: Bài: SỰ BIẾN DẠNG I MỤC TIÊU Kiến thức: Sau học xong HS: - Mơ tả thí nghiệm biến dạng kéo biến dạng nén - Nêu đặc tính lị xo(sự xuất lực đàn hồi, độ giãn, giới hạn đàn hồi) - Làm thí nghiệm khảo sát độ giãn lị xo Từ ghi nhận định luật Hooke, viết biểu thức định luật Hooke - Nêu ứng dụng định luật Hooke việc chế tạo cân đồng hồ Năng lực a Năng lực hình thành chung: - Năng lực tự chủ tự học: Chủ động thực công việc thân học tập sống - Năng lực giao tiếp hợp tác: chủ động giao tiếp; tự tin kiểm soát cảm xúc, thái độ; theo dõi tiến độ hồn thành cơng việc thành viên nhóm, khiêm tốn tiếp thu góp ý hỗ trợ thành viên nhóm - Năng lực giải vấn đề sáng tạo: xác định làm rõ thông tin, ý tưởng; phân tích nguồn thơng tin độc lập để thấy độ tin cậy b Năng lực chuyên biệt môn vật lí: - Năng lực nhận thức vật lí: nhận biết nêu đối tượng, khái niệm, tượng vật lí - Năng lực tìm hiểu giới tự nhiên góc độ vật lí: Năng lực dự đốn, suy luận lí thuyết, đề xuất thiết kế thực theo phương án thí nghiệm, dự đốn, phân tích, xử lí số liệu khái quát rút kết luận khoa học - Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng: giải thích tượng lị xo gắn tơ, xe máy, xe máy điện mà ta thường gặp phương tiện giao thông; hoạt động cân đĩa Phẩm chất Giúp học sinh rèn luyện thân phát triển phẩm chất tốt đẹp: chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Các dụng cụ thí nghiệm: bóng chuyền; cao su; lị xo có gắn giá treo số nặng giống nhau, nặng có khối lượng 10 g; cân đồng hồ; máy chiếu(hoặc TV thông minh kết nối Internet) - Phiếu học tập Học sinh - SGK, ghi, giấy nháp - Sưu tầm hình ảnh mà vật chịu biến dạng theo phán đốn học sinh III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tiết A HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU) - Mục đích: HS biết nội dung học cần đạt được, tạo tâm cho học sinh vào tìm hiểu - Dẫn dắt mới: GV: Như em biết tương tác hai vật xảy ra: làm cho hai vật thay đổi vận tốc làm cho hai vật bị biến dạng Các em quan sát hình ảnh cầu treo Brooklyn Mỹ SGK cho thầy biết phận dây cáp có vai trị gì? Sự tương tác dây cáp cầu theo thời gian dây cáp có thay đổi khơng? Nếu khối lượng xe cầu lớn dây cáp nào? Dây cáp có chịu tác dụng lực khơng? Nếu có lực dây cáp xác định theo định luật nào? B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI Hoạt động 1: Biến dạng kéo biến dạng nén a) Mục đích: Nắm khái niệm biến dạng kéo biến dạng nén cao su; nêu chất biến dạng b) Nội dung: HS đọc SGK để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu GV c) Sản phẩm: HS hồn thành tìm hiểu kiến thức d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến B1: Chuyển giao nhiệm vụ: I Biến dạng kéo biến dạng VD1: Xét bóng chuyền nén - Dùng hai bàn tay ép bóng h2.2 hình dạng - Biến dạng vật vật bóng nào? – cho HS làm TN hình dạng kích thước tự nhiên VD2: Xét cao su có tính đàn hồi trạng - Biến dạng kéo vật biến thái tự nhiên(h2.3a) dạng làm cho vật dài thêm - Tác dụng lực hướng vào nhau, có độ lớn - Biến dạng nén vật biến vào đầu đối diện h2.3b, nhận xét chiều dài dạng làm cho vật ngắn thanh? – cho HS làm TN - Tác dụng lực hướng xa nhau, có độ lớn vào đầu đối diện h2.3c, nhận xét chiều dài thanh? – cho HS làm TN - Nêu khái niệm biến dạng, biến dạng kéo, biến dạng nén vật? VD3: Quan sát cột đỡ sân trường ta thấy đai ôm không ôm trực tiếp mà ôm qua lót dầy cao su - Tại người ta phải làm thế, em giải thích? - Em đưa số hình ảnh biến dạng vật mà gặp thực tế? B2: Thực nhiệm vụ: + HS Hoạt động cá nhân hoàn thành câu hỏi + GV: quan sát trợ giúp cần B3: Một HS trả lời, học sinh khác nhận xét B4: GV nhận xét, đánh giá thái độ, trình làm việc, kết hoạt động chốt kiến thức Hoạt động 2: Tìm hiểu đặc tính lị xo – vật dễ biến dạng a) Mục đích: Nắm đặc tính lò xo lực đàn hồi, độ giãn, giới hạn đàn hồi b) Nội dung: HS đọc SGK quan sát GV biểu diễn thí nghiệm để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu GV c) Sản phẩm: HS hồn thành tìm hiểu kiến thức d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến B1: Chuyển giao nhiệm vụ: II Định luật Hooke - GV biểu diễn TN Đặc tính lò xo + TN1: Dùng tay kéo nhẹ đầu lò xo dọc theo - Lực đàn hồi xuất đầu lò trục lò xo – cho HS làm TN xo chống lại lực gây kéo Khi kéo lò xo đầu lị xo lực kéo tay lò xo nén Hướng lực đàn biến dạng, đầu lị xo có tác dụng lực lên tay ta khơng? hồi đầu lị xo ngược với Nếu có hướng tác dụng lực lên tay nào? Lực hướng lực gây biến dạng lị gọi lực gì? xo + TN2: Móc đầu lị xo lên giá treo, đầu cịn lại gắn vật - Độ giãn lò xo độ dài thêm nhỏ thả tự do, tăng dần khối lượng vật nhỏ gắn vào lò lò xo biến dạng so với xo – cho HS làm TN chiều dài tự nhiên Khi vật treo trạng thái cân lị xo có biến dạng - Khi tăng trọng lượng vật treo không? Chiều dài so với chưa treo vật? vào lò xo vượt giá trị Treo nhiều vật chiều dài lị xo nào? bỏ vật treo đi, lị xo không Theo em biến dạng gọi biến dạng gì? trở chiều dài tự nhiên ban đầu - Khi treo nhiều vật đầu lị xo giãn giá trị gọi nhiều, có treo nhiều đến mức bỏ vật treo giới hạn đàn hồi lị xo khơng lấy lại hình dạng, kích thước ban đầu không? Em nêu giới hạn đàn hồi? B2: Thực nhiệm vụ: + HS Hoạt động cá nhân hoàn thành câu hỏi + GV: quan sát trợ giúp cần B3: Một HS đứng lên trả lời, học sinh khác nhận xét B4: GV nhận xét, đánh giá thái độ, trình làm việc, kết hoạt động chốt kiến thức Tiết Hoạt động 3: Khảo sát độ giãn lị xo thí nghiệm a) Mục đích: Khảo sát độ giãn định lượng lị xo thí nghiệm b) Nội dung: HS làm thí nghiệm để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu GV c) Sản phẩm: HS hồn thành tìm hiểu kiến thức d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến B1: Chuyển giao nhiệm vụ: II Định luật Hooke - Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: lị xo đồng chất có Thí nghiệm tiết diện đồng đều, giá treo, nhiều nặng giống Thu bảng 2.1 SGK có m = 10 g, thước đo độ dài Trọng lượng(N) Độ giãn(mm) - Sắp xếp bố trí thí nghiệm 0,0 0,0 - Hướng dẫn lập bảng khảo sát 2.1 - Gợi ý thao tác làm thí nghiệm B2: Thực nhiệm vụ: + HS Hoạt động nhóm để hồn thành thí nghiệm khảo sát + GV: quan sát trợ giúp cần B3: Báo cáo, thảo luận: Một HS nhóm đại diện lên báo cáo kết thí nghiệm Các nhóm khác cho nhận xét B4: Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đánh giá thái độ, q trình làm việc, kết hoạt động, tính trung thực chốt kiến thức 0,1 0,2 0,3 0,4 10 20 30 40 Hoạt động 4: Định luật Hooke a) Mục đích: Nắm nội dung định luật Hooke b) Nội dung: HS sử lí số liệu bảng 2.1 đọc SGK để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu GV c) Sản phẩm: HS hoàn thành tìm hiểu kiến thức d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến B1: Chuyển giao nhiệm vụ: II Định luật Hooke - Trong thí nghiệm khảo sát độ giãn lị xo trên, vật Định luật Hooke treo chịu lực tác dụng: trọng lực P lực đàn hồi NDĐL: Trong giới hạn đàn hồi, lò xo độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ Ở trạng thái cân vật, lực tác dụng vào vật có thuận với độ biến dạng lị xo độ lớn nào? Em lập tỉ số F đh/(độ giãn) Fđh = k.Δll= k (độ biến dạng) lần làm thí nghiệm vật trạng thái cân từ k: gọi độ cứng lò xo(N/m) số liệu bảng 2.1? Vẽ đồ thị phụ thuộc độ lớn lực Chú ý: đàn hồi vào độ biến dạng? Từ cho nhận xét? (độ dốc + Với lò xo đồng chất, tiết đồ thị nói lên tỉ số Fđh/(độ giãn)) diện đều, chiều dài xác định có B2: Thực nhiệm vụ: độ cứng k hoàn toàn xác định + HS quan sát lại thí nghiệm treo vật vào đầu lò + Độ cứng k lò xo phụ thuộc xo trạng thái cân trả lời câu hỏi GV vào chất vật liệu, kích thước nêu tiết diện dây lị xo chiều dài tự + GV: quan sát trợ giúp cần nhiên lò xo B3: Một HS đứng lên trả lời, học sinh khác cho nhận xét B4: GV nhận xét, đánh giá thái độ, trình làm việc, kết hoạt động chốt kiến thức Hoạt động 5: Ứng dụng định luật Hooke a) Mục đích: nhằm cho HS biết kiến thức học xuất hàng ngày xung quanh ta b) Nội dung: HS quan sát cân đồng hồ để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu GV c) Sản phẩm: HS hồn thành tìm hiểu kiến thức d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động GV HS Sản phẩm dự kiến B1: Chuyển giao nhiệm vụ: Ứng dụng định luật Hooke GV đưa cân đồng hồ(cân nhỏ kg) loại để - Chế tạo cân đồng hồ đặt bàn bàn loại có móc treo mở vít lắp hộp bảo vệ treo Hướng dẫn: yêu cầu HS xem xét cấu tạo bên - Cân hoạt động dựa biến dạng cân? Cân hoạt động dựa phận lị xo nào? B2: Thực nhiệm vụ: + HS Hoạt động cá nhân hoàn thành câu hỏi + GV: quan sát trợ giúp cần B3: Một HS đứng lên trả lời, học sinh khác cho nhận xét B4: GV nhận xét, đánh giá thái độ, trình làm việc, kết hoạt động chốt kiến thức Tiết C HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP a) Mục đích: Học sinh ơn tập lại kiến thức b) Nội dung: HS trả lời câu hỏi, tập c) Sản phẩm: HS hoàn thành phiếu học tập d) Tổ chức thực hiện: GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm tập trắc nghiệm, tự luận PHIẾU HỌC TẬP I TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Câu 1: Có loại biến dạng vật mà em vừa học xong? A B C D Câu 2: Trong vật liệu sau, vật liệu có tính đàn hồi nhất? A Cao su B Gỗ C Đất nặn D Sắt Câu 3: Chọn đáp án Các dây cáp cầu treo A không biến dạng B biến dạng nén C biến dạng kéo D lúc khơng có tải biến dạng nén, lúc có tải biến dạng kéo Câu 4: Loại cân đồng hồ có móc treo cấu tạo bên lò xo, cân vật phạm vi giới hạn thang đo cân A vật có khối lượng nhỏ lị xo khơng biến dạng B vật có khối lượng nhỏ lị xo biến dạng nén C vật có khối lượng nhỏ lớn lị xo khơng biến dạng D vật có khối lượng nhỏ lớn lò xo biến dạng kéo Câu 5: Xét vật biến dạng sau: Cột chịu lực nhà(1), cánh cung kéo dây cung(2), dây treo đèn trần nhà(3) ghế đệm có người ngồi(4) Các vật chịu biến dạng nén A (1), (2) B (2), (3) C (1), (4) D (2), (4) Câu 6: Một lị xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m có đầu gắn lên giá treo, đầu lại gắn vật nhỏ khối lượng m = 100 g Lấy g = 10 m/s Tính độ biến dạng giãn lò xo vật vị trí cân bằng? A 20 m B 20 cm C 0,2 m D 0,02 m Câu 7: Một lò xo có độ cứng k = 25 N/m đặt thẳng đứng giá đỡ nằm ngang(là mặt bàn), cố định đầu lên giá đỡ Đầu lò xo gắn với vật nhỏ có khối lượng m, vật trạng thái cân lò xo bị nén cm Lấy g = 10 m/s2 Tính khối lượng vật nhỏ? A 100 g B 0,1 g C 10 g D 10 kg Câu 8: Phải treo vật có trọng lượng vào lị xo có độ cứng k = 100 N/m để giãn 10 cm? A 1000 N B 100 N C 10 N D N Câu 9: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 15 cm Lị xo giữ cố định đầu, đầu chịu lực kéo 4, N Khi lò xo dài 18 cm Độ cứng lò xo ? A 30 N/m B 25N/m C 1,5 N/m D 150 N/m Câu 10: Một lị xo có chiều dài tự nhiên 30 cm, bị nén lò xo dài 24 cm lực đàn hồi N Hỏi lực đàn hồi lị xo bị nén 10 N chiều dài ? A 18 cm B 40 cm C 48 cm D 22 cm II TRẮC NGHIỆM TỰ LUẬN Đề bài: Bảng số liệu thí nghiệm độ giãn lị xo: Fđh=Trọng lượng (N) Chiều dài(mm) 100 110 120 130 140 158 172 Độ giãn(mm) ? ? ? ? ? ? ? a Độ dài tự nhiên lò xo ? b Hoàn thành bảng số liệu c Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ trọng lượng vật độ giãn lò xo ? d Đánh dấu điểm giới hạn đàn hồi đồ thị e Vùng đồ thị vùng mà độ giãn tỉ lệ với trọng lượng ? g Trọng lượng vật để độ giãn lò xo 15 mm ? h Trọng lượng vật để lò xo có chiều dài 125 mm ? c) Sản phẩm: HS hoàn thành tập Hướng dẫn giải đáp án I TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Câu 10 Đáp án B C C D C D A C D A II TRẮC NGHIỆM TỰ LUẬN a l0 = 100 mm b Hoàn thành bảng số liệu Fđh =Trọng lượng(N) Chiều dài(mm) 100 110 120 130 140 158 Độ giãn(mm) 10 20 30 40 58 c Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ trọng lượng vật độ giãn lò xo ? d Đánh dấu điểm giới hạn đàn hồi đồ thị(điểm A màu đỏ) 172 72 P A e Vùng mà độ giãn tỉ lệ với trọng lượng: Đoạn OA g NX : Độ giãn lò xo 15 mm lị xo giới hạn đàn hồi Độ giãn lị xo Ta có P = k.(độ biến dạng): + Khi P = N (độ Obiến dạng) = 10 mm = 0,01 m => k = 1/0,01 = 100 N/m + Vậy (độ biến dạng) = 15 mm = 0,015 m => P = 100.0,015 = 1,5 N h Lị xo có chiều dài 125 mm => (độ biến dạng) = 25 mm lị xo giới hạn đàn hồi Nên P = k.(độ biến dạng) = 100.0,025 = 2,5 N d) Tổ chức thực hiện: GV: Gọi HS nhóm lên trả lời câu hỏi trắc nghiệm lí thuyết lên bảng trình bày tập định lượng HS: Hoạt động cá nhân đại diện HS lên bảng chữa Tiết D HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG a) Mục đích: Học sinh củng cố lại kiến thức thơng qua tập, tìm hiểu ứng dụng tính đàn hồi vật liệu b) Nội dung: HS vận dụng kiến thức học để trả lời câu hỏi, tính tốn định lượng Câu Trong cân đồng hồ loại để bàn, bên có cấu tạo lị xo với độ cứng k = 400 N/ m, chiều dài tự nhiên l0 = 20 cm Giới hạn cân 50 N Lấy g = 10 m/s2 a Xác định khối lượng lớn mà cân cân được? Khi cân vật mức khối lượng lớn lò xo cân bị biến dạng nén, lị xo dài bao nhiêu? b Xác định độ biến dạng nén lò xo cân vật có khối lượng 3,5 kg? c Để mở rộng thang đo cân người ta mắc thêm lò xo song song với lị xo có cân Hai lị xo giống giống hệt lị xo có cân Biết độ cứng hệ n lò xo mắc song song với xác định theo công thức k hệ = k1 + k2 +…+ kn hệ lò xo song song tính đàn hồi lị xo khơng vượt q độ biến dạng 12,5 cm Hãy tính khối lượng lớn mà cân cân lúc này? Câu Ở gầm xe tơ có lị xo hay cịn gọi “nhíp xe” Em tìm hiểu cho biết vai trị, giải thích cách hoạt động phận này? (Tương tự yêu cầu HS giải thích vai trị lị xo gắn khung trục xe máy, xe đạp điện) c) Sản phẩm: HS làm tập Đáp án: Câu a P = mg => m = P/g = 50/10 = kg + Ta lại có P = k.(độ biến dạng) => (độ biến dạng) = P/k = 50/400 = 0,125 m = 12,5 cm nên chiều dài lò xo lúc đó: 20 – 12,5 = 7,5 cm b Ta có P = k.(độ biến dạng) => (độ biến dạng) = P/k = (3,5.10)/400 = 0,0875 m = 8,75 cm c Ta có khệ = k1 + k2 + k3 = 1200 N/m Ta lại có P = k.(độ biến dạng) => Pmax = k.(độ biến dạng)max  mmax.g = k.(độ biến dạng)max => mmax = (1200.0,125)/10 = 15 kg Câu Chiếu hình ảnh, video số nhíp xe - Vai trị nhíp xe để giảm sóc cho khung xe - Cách hoạt động nhíp: khung xe dao động qua chỗ đường gồ ghề, nhờ có tính đàn hồi nhíp xe gánh, đỡ khung xe - làm cho khung xe dao động tắt dần nhanh dẫn đến giảm sóc cho xe d) Tổ chức thực hiện: + Làm tập vận dụng + Tìm hiểu nhíp xe tải: ứng dụng tính đàn hồi lị xo Nhíp xe gọi với nhiều tên khác lò xo ép, lò xo lá… Đây phận đàn hồi sử dụng tơ có tác dụng giảm sóc xe tải di chuyển Nhờ độ đàn hồi tốt, nhíp hạn chế tối đa chấn động lên phần xe qua địa hình gập ghềnh, gồ ghề Nhíp có cấu tạo đặc biệt với phần trung tâm hình vịng cung Hai đầu gắn với khung xe, nhíp tì lên trục bánh xe, với cách cấu tạo này, hệ thống nhíp hoạt động mềm mại cứng nhắc + Những hình ảnh cầu treo Mỹ Thuận miền Tây Nam Bộ: ứng dụng tính đàn hồi cáp HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ + GV giao phiếu học tập nhà cho HS + Yêu cầu HS nhà làm tập theo phiếu học tập