Title Vật Lý 10 chương 7 - Đề bài.doc ✅

1 CHƯƠNG 7 CHẤT RẮN – CHẤT LỎNG – SỰ CHUYỂN THỂ BÀI 1. CHẤT RẮN MỤC TIÊU 1 Trình bày được các tính chất, đặc điểm, của chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. 2 Viết được công thức tính độ biến dạng tỉ đối, ứng suất chất rắn, suất đàn hồi E, độ cứng k và lực đàn hồi dhF khi vật bị biến dạng đàn hồi. 3 Viết được công thức tính độ nở dài (nở khối) tỉ đối, độ nở dài, độ nở khối của vật rắn và mối quan hệ giữa hệ số nở dài và hệ số nở khối. 1 Vận dụng các công thức về biến dạng cơ và biến dạng nhiệt của vật rắn để giải các bài tập liên quan. I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM A. CẤU TRÚC CHẤT RẮN Chất rắn hay vật chất nói chung đều được cấu tạo từ các hạt nguyên tử, phân tử. Dựa vào cách sắp xếp trật tự của các hạt này mà chất rắn được chi ra làm 2 loại: chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình.
2 1. Chất rắn kết tinh a. Định nghĩa Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể. Với cấu trúc này các hạt được liên kết chặt chẽ với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. b. Tính chất Chất rắn có cấu trúc tinh thể khác nhau thì tính chất vật lí khác nhau (kể cả được cấu tạo từ cùng một loại hạt) Chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định. c. Phân loại Có hai loại chất rắn kết tinh: Chất đơn tinh thể và chất đa tinh thể. Chất đơn tinh thể (kim cương, than chì,...) có tính dị hướng (tính chất vật lí khác nhau theo các hướng). Chất đa tinh thể (kim loại, hợp kim,...) có tính đẳng hướng (tính chất vật lí giống nhau theo mọi hướng). 2. Chất rắn vô định hình. a. Định nghĩa Chất rắn vô định hình (thủy tinh, nhựa đường, cao su, các chất dẻo,..) là chất rắn không có cấu trúc tinh thể và không có dạng hình học xác định. b. Tính chất - Không có nhiệt độ nóng chảy xác định. - Có tính đẳng hướng. B. BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN Xét một thanh AB chiều dài 0ℓ và tiết diện ngang là S. Giữ cố định đầu A, tác dụng vào đầu B của thanh một ngoại lực F→ , thanh bị kéo dài ra đến chiều dài ℓ , đồng thời tiết diện S của thanh bị co lại. Khi đó ta nói thanh AB bị biến dạng cơ. Biến dạng cơ của vật rắn là sự thay đổi hình dạng và kích thước của vật rắn dưới tác dụng của ngoại lực F. Độ biến dạng tỉ đối: 0 00  ℓℓℓ ℓℓ (1) Có hai loại biến dạng: biến dạng đàn hồi và biến dạng không đàn hồi (biến dạng mềm). Biến dạng đàn hồi là biến dạng mà khi thôi ngoại lực tác dụng, vật lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu. Biến dạng không đàn hồi (biến dạng dẻo) là khi tăng ngoại lực tác dụng đến một giá trị nhất định thì khi thôi ngoại lực tác dụng, vật không lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu. Giới hạn trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó gọi là giới hạn đàn hồi.
3 Dưới đây ta chỉ sẽ xét biến dạng đàn hồi của vật rắn. 1. Định luật Húc Nội dung: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (đồng chất, hình trụ) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. Biểu thức: 0 . ℓ ℓ (2) Trong đó:  : Hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu vật rắn (N/m).  : Ứng suất của chất rắn (Pa): F S (3) 2. Lực đàn hồi. Khi lực kéo F→ làm vật rắn biến dạng thì trong vật rắn xuất hiện lực đàn hồi dhF→ chống lại biến dạng của vật. Theo định luật II Niu-tơn: dhFF→→ Kết hợp với (3) suy ra: dhFFS. (4) Mà từ (2) suy ra: o0 1 .E.   ℓℓ ℓℓ (5) Trong đó 1 E  là suất đàn hồi (suất Y-âng) đặc trưng cho tính đàn hồi của chất rắn. Thay (5) vào (4) ta được: dh 0 S FE.k.ℓℓ ℓ Trong đó 0 S kE ℓ là độ cứng (hệ số đàn hồi) của vật rắn (N/m). k phụ thuộc cả chất liệu và kích thước vật rắn. C. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN 1. Sự nở dài Xét thanh có chiều dài nℓ ở nhiệt độ ot . Khi tăng đến nhiệt độ t thì thanh dài ra thêm một đoạn 0ℓℓℓ Độ nở dài tỉ đối: 0 .t ℓ ℓ Trong đó: 0ttt ; (độ C hoặc K): là độ tăng nhiệt độ của thanh. 1K là hệ số nở dài phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn. Sự nở dài là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng. Độ nở dài của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t và chiều dài ban đầu 0ℓ của vật rắn. 0..tℓℓ 2. Sự nở khối Tương tự sự nở dài, sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng.
4 Độ nở khối của vật rắn (đồng chất, đẳng hướng) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ 0ttt và thể tích ban đầu 0V của vật rắn. oV.V.t Trong đó 1K : là hệ số nở khối. 3.