Bài 34 Khối lượng riêng Áp suất chất lỏng A/ Câu hỏi đầu bài Câu hỏi trang 131 SGK Vật Lí 10 Khối lượng riêng của một chất lỏng và áp suất của chất lỏng có mối quan hệ như thế nào? Trả lời Khối lượng[.]
Bài 34 Khối lượng riêng Áp suất chất lỏng A/ Câu hỏi đầu Câu hỏi trang 131 SGK Vật Lí 10: Khối lượng riêng chất lỏng áp suất chất lỏng có mối quan hệ nào? Trả lời: - Khối lượng riêng chất lỏng: = m V - Áp suất chất lỏng tính cơng thức: p = p a + .g.h Trong đó: + p áp suất chất lỏng (N/m2) + pa áp suất khí (N/m2) + khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) + g gia tốc trọng trường (m/s2) + h độ sâu điểm ta xét so với mặt thoáng chất lỏng (m) B/ Câu hỏi I Khối lượng riêng Câu hỏi trang 131 SGK Vật Lí 10: Tại khối lượng riêng chất lại phụ thuộc vào nhiệt độ? Trả lời: Do thể tích V phụ thuộc vào nhiệt độ nên khối lượng riêng = m phụ thuộc V vào nhiệt độ Câu hỏi trang 131 SGK Vật Lí 10: Một hợp kim đồng bạc có khối lượng riêng 10,3 g/cm3 Tính khối lượng bạc đồng có 100 g hợp kim Biết khối lượng riêng đồng 8,9 g/cm3, bạc 10,4 g/cm3 Trả lời: m 100 1000 = = cm3 ) ( 10,3 103 Thể tích hợp kim: V = Thể tích đồng: V1 = Thể tích bạc: V2 = Ta có: V1 + V2 = V m1 1 m2 2 = = m1 8,9 m2 10,4 m1 m 1000 + = m1 + m2 = m =100 8,9 10,4 103 m = 5,76g Giải hệ phương trình ta được: m2 = 94,24g II Áp lực áp suất Áp lực Câu hỏi trang 132 SGK Vật Lí 10: Hãy dựa vào thí nghiệm vẽ Hình 34.2, cho biết độ lớn áp lực phụ thuộc vào yếu tố phụ thuộc Trả lời: Từ thí nghiệm ta thấy độ lớn áp lực phụ thuộc vào khối lượng diện tích bề mặt tiếp xúc - Từ (1) (2), ta thấy vật có diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng lớn áp lực lớn ngược lại - Từ (1) (3), ta thấy vật có khối lượng, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn áp lực nhỏ ngược lại Áp suất Câu hỏi trang 132 SGK Vật Lí 10: Trong Hình 34.3, lực sau lực đàn hồi, lực ma sát, áp lực? a) Lực chân em bé tác dụng lên sàn nhà b) Lực tay em bé kéo hộp đồ chơi c) Lực hộp đồ chơi tác dụng lên sàn nhà Trả lời: a Lực chân em bé tác dụng lên sàn nhà lực ma sát b Lực tay em bé kéo hộp đồ chơi lực đàn hồi sợi dây c Lực hộp đồ chơi tác dụng lên sàn nhà áp lực Câu hỏi trang 132 SGK Vật Lí 10: Chứng minh áp lực sách tác dụng lên mặt bàn nằm nghiêng góc (Hình 34.4) có độ lớn là: FN = P.cos Trả lời: Áp lực sách tác dụng lên mặt bàn nằm nghiêng thành phần trọng lực có phương vng góc với mặt tiếp xúc (mặt phẳng nghiêng) Chiếu P lên phương vng góc với mặt phẳng nghiêng ta được: Py = P cos = FN Câu hỏi trang 132 SGK Vật Lí 10 Tại xe tăng nặng ô tô nhiều lần lại chạy bình thường đất bùn (Hình 34.5a), cịn tơ bị lún bánh sa lầy qng đường (Hình 34.5b)? Trả lời: Xe tăng có diện tích tiếp xúc bánh xích với mặt đất lớn nhiều so với diện tích tiếp xúc với đất bánh ô tô Do vậy, áp lực bánh xích lên mặt đất khơng lớn, nhỏ áp lực lên mặt đất xe ô tô thơng thường Vì xe tăng chạy bình thường đất bùn cịn tơ bị lún bánh Câu hỏi trang 132 SGK Vật Lí 10: Trong hai xẻng vẽ Hình 34.6, xẻng dùng để xén đất tốt hơn, xẻng dùng để xúc đất tốt hơn? Tại sao? Trả lời: Trong hai xẻng vẽ Hình 34.6, xẻng a dùng để xúc đất tốt hơn, xẻng b dùng để xén đất tốt vì: - Diện tích tiếp xúc xẻng a lớn xẻng b nên gây áp suất nhỏ xẻng b Khi dùng để xúc nhiều đất khó cắm sâu vào đất - Xẻng b có diện tích tiếp xúc nhỏ, mũi nhọn, dễ cắm sâu Câu hỏi trang 132 SGK Vật Lí 10: Một người nặng 50 kg đứng mặt đất nằm ngang Biết diện tích tiếp xúc bàn chân với đất 0,015 m2 Tính áp suất người tác dụng lên mặt đất khi: a) Đứng hai chân b) Đứng chân Trả lời: Người đứng mặt đất nằm ngang nên áp lực người tác dụng lên mặt đất trọng lượng người: FN = P = mg = 500 ( N ) a Khi người đứng chân diện tích tiếp xúc người với mặt đất: S1 = 2.0,015 = 0,03 ( m ) Áp suất người tác dụng lên mặt đất: p1 = Fn 500 = = 16666,67 ( Pa ) S1 0,03 b Khi người đứng chân diện tích tiếp xúc người với mặt đất: S2 = 0,015 ( m ) Áp suất người tác dụng lên mặt đất: p = Fn 500 = = 33333,33 ( Pa ) S2 0,015 III Áp suất chất lỏng Sự tồn áp suất chất lỏng Hoạt động trang 133 SGK Vật Lí 10: Hãy dựa vào thí nghiệm với bình cầu có lỗ nhỏ thành bình Hình 34.7a 34.7b để nói tồn áp suất chất lỏng đặc điểm áp suất so với áp suất vật rắn Trả lời: Từ thí nghiệm ta thấy: Chất lỏng gây áp suất theo phương lên đáy bình, thành bình vật lịng Điều khác với áp suất chất rắn chỗ: áp suất chất rắn gây theo phương trọng lượng chất rắn, áp suất chất lỏng gây theo nhiều phương Cơng thức tính áp suất chất lỏng Câu hỏi trang 133 SGK Vật Lí 10: Một khối chất lỏng đứng yên có khối lượng riêng , hình trụ diện tích đáy S, chiều cao h (Hình 34.8) Hãy dùng cơng thức tính áp suất để chứng minh áp suất khối chất lỏng tác dụng lên đáy bình có độ lớn p = .g.h Trong đó: p áp suất chất lỏng tác dụng lên đáy bình; khối lượng riêng chất lỏng; g gia tốc trọng trường; h chiều cao cột chất lỏng, độ sâu chất lỏng so với mặt thoáng Trả lời: Áp suất cột chất lỏng lên đáy bình: p= FN mg m = = g.h = gh V V S h Câu hỏi trang 134 SGK Vật Lí 10: Một khối hình lập phương có cạnh 0,30 m, khối lập phương chìm nước Biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Tính áp suất nước tác dụng lên mặt khối lập phương xác định phương, chiều, cường độ lực gây áp suất Trả lời: Khối lập phương chìm nước nên độ cao phần khối lập phương chìm nước là: 2 h = a = 0,3 = 0,2 ( m ) 3 Áp suất nước tác dụng lên mặt khối lập phương: p = gh = 1000.10.0,2 = 2000 ( Pa ) Lực gây áp suất lực đẩy Ác-si-met có: Phương: thẳng đứng Chiều: từ lên 2 Độ lớn: FA = gV = 1000.10. 0,33 = 180 ( N ) 3 Hoạt động trang 134 SGK Vật Lí 10: Hãy tìm cách dựa vào dụng cụ thí nghiệm vẽ Hình 34.9 để nghiệm lại cơng thức tính áp suất chất lỏng: p = .g.h Trả lời: - Dùng dây kéo giữ miếng nhựa dính vào ống thủy tinh (hay nhựa) hình a - Nhúng ống thủy tinh có miếng nhựa vào nước bỏ tay Áp suất chất lỏng tác dụng lên miếng nhựa giữ cho miếng nhựa không bị rơi xuống - Đổ từ từ nước ca (có độ chia) vào ống Khi mực nước ống ngang lớn chút so với mực nước bình miếng nhựa rơi xuống - Lực cột nước ống tác dụng lên miếng nhựa: P = mg = gV = gSh - Lực nước bình tác dụng lên miếng nhựa: F = p.S - Vì F = P nên suy p = P = gh S Phương trình chất lưu đứng yên Câu hỏi trang 134 SGK Vật Lí 10: Tính độ chênh lệch áp suất nước điểm thuộc mặt phẳng nằm ngang cách 20 cm Trả lời: Ta có phương trình chất lưu đứng yên: p = gh p = 1000.10.0,2 = 2000 ( Pa ) Câu hỏi trang 134 SGK Vật Lí 10: Hãy dùng phương trình chất lưu đứng yên để chứng minh áp suất điểm nằm mặt phẳng nằm ngang chất lỏng Trả lời: Ta có phương trình chất lưu đứng yên: p = gh Các điểm nằm mặt phẳng nằm ngang chất lỏng h = p = p1 = p nên chứng tỏ áp suất điểm nằm mặt phẳng nằm ngang chất lỏng Câu hỏi trang 134 SGK Vật Lí 10: Hãy dùng phương trình chất lưu đứng yên để chứng minh định luật Archemedes học lớp cho trường hợp vật hình hộp chữ nhật có chiều cao h, làm vật liệu có khối lượng riêng Trả lời: Hợp lực lực tác dụng lên mặt mặt vật: F = F1 − F2 = p1S − p 2S = pS Ta có phương trình chất lưu đứng n: p = gh F = gh F = g.S.h = gV S Hoạt động trải nghiệm trang 134 SGK Vật Lí 10: Hãy dùng dụng cụ sau đây: - Một lực kế - Một nặng hình trụ có móc treo - Một bình chia độ đựng nước Thiết kế phương án thí nghiệm minh họa cho phương trình chất lưu đứng yên Trả lời: Bước 1: Móc nặng vào lực kế ngồi khơng khí để đo trọng lượng P nặng Bước 2: Nhúng nặng vào bình đựng nước độ sâu h1, đọc số lực kế F1, sau nhúng tiếp nặng tới vị trí có độ sâu h2 đọc số lực kế F2 Ta có áp suất độ sâu h1: p1 = Áp suất độ cao h2: p = FA1 P − F1 = S S FA2 P − F2 = S S Độ chênh lệch áp suất: p = p − p1 Sau tính gh = g ( h − h1 ) so sánh với p rút kết luận Em trang 135 SGK Vật Lí 10: Giải thích người thợ lặn muốn lặn sâu biển phải trang bị thiết bị lặn chuyên dụng Trả lời: Khi lặn sâu, áp suất chất lỏng lớn, áp suất tác dụng lên thân người gây tức ngực, khó thở Do đó, cần phải trang bị thiết bị lặn chuyên dụng chịu áp suất lớn để đảm bảo an toàn cho người lặn ...m 100 100 0 = = cm3 ) ( 10, 3 103 Thể tích hợp kim: V = Thể tích đồng: V1 = Thể tích bạc: V2 = Ta có: V1 + V2 = V m1 1 m2 2 = = m1 8,9 m2 10, 4 m1 m 100 0 + = m1 + m2 = m =100 8,9 10, 4 103 ... = 100 0 .10. 0,2 = 2000 ( Pa ) Lực gây áp suất lực đẩy Ác-si-met có: Phương: thẳng đứng Chiều: từ lên 2 Độ lớn: FA = gV = 100 0 .10. 0,33 = 180 ( N ) 3 Hoạt động trang 134 SGK Vật Lí 10: ... Câu hỏi trang 134 SGK Vật Lí 10: Tính độ chênh lệch áp suất nước điểm thuộc mặt phẳng nằm ngang cách 20 cm Trả lời: Ta có phương trình chất lưu đứng yên: p = gh p = 100 0 .10. 0,2 = 2000 ( Pa