Bài 3 áp suất

CHƯƠNG 1: CƠ HỌC BÀI 3: ÁP SUẤT Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày định nghĩa áp lực, áp suất + Viết cơng thức tính áp suất, áp suất chất lỏng, nêu tên đơn vị đại lượng có mặt cơng thức + Trình bày cách làm tăng, giảm áp suất + Trình bày tác dụng áp suất chất lỏng + Trình bày đặc điểm bình thơng + Mơ tả ngun lí hoạt động máy nén thủy lực viết công thức máy nén + Trình bày định nghĩa áp suất khí đo áp suất khí  Kĩ + Giải tập có liên quan tới áp lực, áp suất, bình thơng máy thủy lực + Giải thích số tượng liên quan tới áp suất đời sống Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Áp lực Áp suất Khi người đứng sàn có áp Áp lực lực ép có phương vng góc với mặt bị ép lực người tác dụng lên sàn Lực ép Để xác định tác dụng áp lực lên mặt bị ép, người ta đưa vng góc với mặt sàn khái niệm áp suất Áp suất tính độ lớn áp lực đơn vị diện tích bị ép p Nếu đơn vị lực niutơn (N), đơn vị diện F S tích mét vng (m2) đơn vị áp suất niutơn mét vng (N/m 2), Trong đó: p áp suất, F áp lực tác dụng lên mặt bị ép có cịn gọi paxcan, kí hiệu Pa: diện tích S Pa = N/m2 Áp suất chất lỏng – Bình thơng Áp suất chất lỏng Chất lỏng gây áp suất theo phương lên đáy bình, thành bình vật lịng Áp suất chất lỏng thay đổi theo độ sâu: p d.h Trong h độ sâu tính từ điểm tính áp suất tới mặt thoáng chất lỏng, d trọng lượng riêng chất lỏng Bình thơng Trong bình thơng chứa chất lỏng đứng yên, mặt thoáng chất lỏng nhánh khác độ cao Máy nén thủy lực Máy thủy lực có cấu tạo gồm hai xi lanh, to, nhỏ, nối thông với Trong hai xi lanh có chứa đầy chất lỏng, thường dầu Hai xi lanh đậy kín hai píttơng Khi tác dụng lực đẩy f lên pít-tơng nhỏ có diện tích s, lực gây áp suất p = f/s lên chất lỏng Áp suất chất Ta thấy diện tích S lớn diện tích s lỏng truyền nguyên vẹn tới pít-tơng lớn có diện tích S gây lần lực F lớn lực f nên lực nâng F lên pít-tơng Từ ta có: F S  f s nhiêu lần Nhờ mà ta dùng tay để nâng tơ Người ta cịn dùng máy thủy lực để nén vật Áp suất khí Trái Đất vật Trái Đất chịu tác dụng áp Khi ta hút hộp sữa, hút hết sữa Trang suất khí theo phương hút hộp sữa bị bẹp theo Áp suất khí áp suất cột thủy ngân ống nhiều phía Nguyên nhân áp Tơ-ri-xen-li, người ta thường dùng mmHg làm đơn vị suất khí áp lên hộp sữa theo đo áp suất khí phía Càng lên cao khơng khí lỗng nên áp suất khí giảm SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA ÁP LỰC Lực ép có phương vng góc với mặt bị ép ÁP SUẤT Thay đổi theo độ sâu ÁP SUẤT CHẤT LỎNG Tác dụng theo phương ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN Bằng áp suất cột thủy ngân ống Thay đổi theo độ cao Tơ-ri-xen-li Bình thơng Các mặt thoáng chất lỏng nhánh khác độ cao II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Tính áp lực, áp suất Phương pháp giải Bước 1: Xác định lực gây áp suất diện tích bề mặt Ví dụ: Một lọ hoa có khối lượng 500g đặt bị ép áp lực bàn Tính áp lực lọ hoa lên mặt bàn? Chú ý: Áp lực vật đặt mặt phẳng lên mặt Hướng dẫn giải phẳng có độ lớn trọng lượng vật Đổi 500g = 0,5kg Bước 2: Áp dụng cơng thức tính áp suất Áp lực lọ hoa tác dụng lên mặt bàn với p F S trọng lượng lọ hoa: F P 10.m 10.0,5 5  N  Trang Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cùng lực tác dụng lên hai vật khác Diện tích tác dụng lực lên vật A lớn gấp đôi diện tích tác dụng lực lên vật B Chọn khẳng định A Áp suất tác dụng lên vật A lớn gấp đôi áp suất tác dụng lên vật B B Áp suất tác dụng lên vật B lớn gấp đôi áp suất tác dụng lên vật A C Áp suất tác dụng lên hai vật D Áp suất tác dụng lên vật A lớn gấp bốn lần áp suất tác dụng lên vật B Hướng dẫn giải F Áp suất tác dụng lên vật có biểu thức: p  S Hai vật A B chịu tác dụng lực FA FB F Nhưng diện tích tác dụng lực lên vật A lớn gấp đơi diện tích lực tác dụng lên vật B, tức là: SA 2SB Ta có: Áp suất tác dụng lên vật B là: p B  F SB Áp suất tác dụng lên vật A là: p A  F F   p B SA 2.SB Như vậy, áp suất tác dụng lên vật B lớn gấp đôi áp suất tác dụng lên vật A Chọn B Mẹo: Để so sánh áp suất, ta lập biểu thức tính áp suất hai vật chia để so sánh đại lượng biết Ví dụ 2: Cho hình vẽ sau, trường hợp áp suất tác dụng lên sàn lớn nhất: A Hình B Hình C Hình D Hình Hướng dẫn giải Cơng thức áp suất tác dụng lên sàn là: p  F S Vì áp lực viên gạch lên sàn nhà không đổi (luôn trọng lượng viên gạch) nên áp suất lớn có áp lực F lớn tiết diện S nhỏ  Hình hình dùng hộp nên áp lực gây nhỏ dùng hộp hình hình  Hình có diện tích tiếp xúc nhỏ hình nên hình vật vừa có áp lực F lớn vừa có tiết diện S nhỏ nên áp suất gây lớn Hình vật có tiết diện nhỏ áp lực lớn nên áp suất vật tác dụng lên sàn lớn Trang Chọn D Ví dụ 3: Một bao gạo nặng 50 kg đặt lên bàn ghế kg, ghế có chân Diện tích tiếp xúc chân với mặt đất cm2 a Tính áp lực mà bao gạo ghế tác dụng lên mặt đất? b Tính áp suất chân ghế đặt lên mặt đất? Hướng dẫn giải a Áp lực mà bao gạo ghế tác dụng lên mặt đất là: F P 10.(m1  m ) 10.(50  5) 550(N) b Tổng diện tích tiếp xúc ghế với mặt đất là: S 4.2 8(cm ) 8.10 (m ) F 550 687500(N/ m ) Áp suất chân ghế đặt lên mặt đất là: p   S 8.10 Nhận xét: Áp lực mà bao gạo ghế tác dụng lên mặt đất tổng trọng lượng bao gạo ghế Ví dụ 4: Chiếc tủ lạnh gây áp suất 1400 Pa lên sàn nhà Biết diện tích tiếp xúc tủ sàn nhà 0,5 m2 Hãy tính khối lượng tủ lạnh? Hướng dẫn giải Từ công thức p  F ta suy áp lực tủ lạnh tác dụng lên sàn nhà: S F p.S 1400.0,5 700(N) Áp lực F tủ lạnh tác dụng lên sàn nhà có độ lớn trọng lượng P tủ: P F 700(N) P 700 70(kg) Khối lượng tủ lạnh là: m   10 10 Ví dụ 5: Một hình hộp chữ nhật có kích thước 20cm 10cm 5cm đặt mặt bàn nằm ngang Biết trọng lượng riêng chất làm nên vật d 2.104 N / m3 Áp suất lớn nhỏ mà vật tác dụng lên mặt bàn bao nhiêu? A p max 4000Pa; p 1000Pa Trang B p max 10000Pa; p 2000Pa C p max 4000Pa; p 1500Pa D p max 10000Pa; p 5000Pa Hướng dẫn giải Đổi 20 cm = 0,2 m; 10 cm = 0,1 m; cm = 0,05 m Thể tích hình hộp chữ nhật là: V 0, 2.0,1.0,05 10 (m ) Trọng lực vật là: P d.V 2.104.10 20(N) Vật gây áp suất p  P lớn diện tích tiếp xúc S vật nhỏ Diện tích mặt hộp lớn mặt tạo cạnh dài Khi ta đặt mặt có diện tích: Smax 0, 2.0,1 0,02(m ) lên mặt bàn áp suất vật gây nhỏ nhất: p  P Smax  20 1000(Pa) 0,02 Khi ta đặt mặt có diện tích: Smin 0,05.0,1 5.10 (m ) lên mặt bàn áp suất vật gây lớn nhất: p max  P 20  4000(Pa) Smin 5.10 Chọn A Mẹo: Các mặt hộp có diện tích khác Áp lực lên mặt đất khơng đổi trọng lượng hộp Do áp suất phụ thuộc vào việc ta đặt mặt xuống mặt bàn Diện tích tiếp xúc nhỏ áp suất lớn ngược lại Ví dụ 6: Một máy đánh ruộng với bánh có khối lượng tấn, để máy chạy đất ruộng áp suất máy tác dụng lên đất 10000 Pa Hỏi diện tích bánh máy đánh phải tiếp xúc với ruộng là: A (m2) B 0,5 (m2) C 10000 (cm2) D 10 (m2) Hướng dẫn giải Áp lực bánh máy đánh ruộng tác dụng đất ruộng là: F P 10.m 10.1000 10000(N) Từ công thức p  F 10000 F 1(m ) ta suy diện tích bánh là: S   p 10000 S Xe có hai bánh nên diện tích tiếp xúc xe diện tích tiếp xúc hai bánh xe Trang S Suy ra, diện tích tiếp xúc bánh máy đánh ruộng là: S1   0,5(m ) 2 Chọn B Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Áp suất tính cơng thức: A p  F S B p F.S C p  S F D Tất sai Câu 2: Người ta bắc ván qua chỗ đất lún để người qua Việc làm nhằm: A giảm áp lực B giảm diện tích bị ép C tăng áp suất D giảm áp suất Câu 3: Vật thứ có khối lượng m1 0,5kg , vật thứ hai có khối lượng m 1kg Hãy so sánh áp suất p1 p hai vật mặt sàn nằm ngang A p1 p B p1 2p C 2p1 p D Không so sánh Câu 4: Trong trường hợp sau, trường hợp áp suất lớn nhất: A Khi bạn Hoa xách cặp đứng hai chân bục giảng B Khi bạn Hoa xách cặp đứng co chân C Khi bạn Hoa không xách cặp đứng co chân nhón chân cịn lại D Khi bạn Hoa xách cặp đứng co chân nhón chân cịn lại Câu 5: Muốn tăng áp suất thì: A Giảm diện tích mặt bị ép giảm áp lực theo tỉ lệ B Giảm diện tích mặt bị ép tăng áp lực C Tăng diện tích mặt bị ép tăng áp lực theo tỉ lệ D Tăng diện tích mặt bị ép giảm áp lực Câu 6: Móng nhà phải xây rộng tường A để giảm trọng lượng tường xuống mặt đất B để tăng trọng lượng tường xuống mặt đất C để tăng áp suất lên mặt đất D để giảm áp suất tác dụng lên mặt đất Câu 7: Khi đóng đinh vào tường ta thường đóng mũi đinh vào tường mà khơng đóng mũ (tai) đinh vào Tại vậy? A Đóng mũi đinh vào tường để tăng áp lực tác dụng nên đinh dễ vào B Mũi đinh có diện tích nhỏ nên với áp lực gây áp suất lớn nên đinh dễ vào C Mũ đinh có diện tích lớn nên áp lực nhỏ đinh khó vào D Đóng mũi đinh vào tường thói quen cịn đóng đầu Câu 8: Khi nằm đệm mút ta thấy êm nằm phản gỗ Tại vậy? A Vì đệm mút mềm phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm B Vì đệm mút dầy phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm Trang C Vì đệm mút dễ biến dạng để tăng diện tích tiếp xúc giảm áp suất tác dụng lên thân người D Vì lực tác dụng phản gỗ vào thân người lớn Câu 9: Một người tác dụng lên mặt sàn áp suất 1,7.10 (N/m2) Diện tích bàn chân tiếp xúc với mặt sàn 0,03 (m2) Trọng lượng người là: A 51 (N) B 510 (N) C 5100 (N) D 5,1.104 (N) Câu 10: Một vật có khối lượng 15 kg đặt mặt đất Biết diện tích tiếp xúc vật mặt đất dm2 Áp suất vật tác dụng lên mặt đất là: A 7500 N/m2 B 750 N/m2 C 5000 N/m2 D 500 N/m2 Câu 11: Có hai loại xẻng hình vẽ sau Khi tác dụng lực xẻng nhấn mạnh vào đất hơn? Tại sao? Câu 12: Cho hai vật A B, biết lực tác dụng lên vật A gấp lần lực tác dụng lên vật B diện tích tác dụng lực lên vật A lớn gấp diện tích lực tác dụng lên vật B So sánh áp suất tác dụng lên vật A vật B? Dạng 2: Áp suất chất lỏng Bài tốn 1: Tính so sánh áp suất chất lỏng Phương pháp giải Vận dụng cơng thức tính áp suất chất lỏng: p d.h Ví dụ: Một bình hình trụ cao 2,5 m đựng đầy nước Chú ý: Biết khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Tính  Áp suất điểm độ cao h áp suất nước tác dụng lên đáy bình chất lỏng  Hướng dẫn giải Đổi từ khối lượng riêng trọng lượng Trọng lượng riêng nước: d 10.D 10000(N/ m3 ) riêng: d 10D Áp suất nước tác dụng lên đáy bình là: p d.h 10000.2,5 25000(Pa) Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Một bình đựng nước uống học sinh đựng đầy nước hình vẽ sau, chọn ba điểm A, B, C thành bình Chọn câu độ lớn áp suất chất lỏng tác dụng lên thành bình ba điểm đó? Trang A p A  p B  pC B p A  p B  pC C p A  p C  p B D p A p B pC Hướng dẫn giải Cơng thức tính áp suất chất lỏng là: p d.h Ba điểm A, B, C nằm chất lỏng nên có d So sánh khoảng cách từ điểm A, B, C đến mặt thoáng chất lỏng ta thấy: hC  hB  hA Suy độ lớn áp suất chất lỏng tác dụng lên thành bình điểm A, B, C: pC  pB  p A Chọn A Ví dụ 2: Cho ba bình giống hệt đựng ba chất lỏng: rượu, nước thủy ngân với thể tích Biết trọng lượng riêng thủy ngân d Hg 136000(N/ m ) , nước dnước = 10000 (N/ m3), rượu drượu = 8000 (N/m3) Hãy so sánh áp suất chất lỏng lên đáy bình? A pHg < pnước < prượu B pHg > prượu > pnước C pHg > pnước > prượu D pnước > pHg > prượu Hướng dẫn giải Công thức áp suất chất lỏng tác dụng lên đáy bình là: p d.h Vì ba bình giống hệt đựng ba chất lỏng: rượu, nước thủy ngân với thể tích, chiều cao h cột chất lỏng bình Mặt khác dHg > dnước > drượu suy ra: pHg > pnước > prượu Chọn C Chú ý: cơng thức tính áp suất chất lỏng, h độ sâu tính từ mặt thống chất lỏng Cần tránh nhầm lẫn với độ cao tính từ mặt đất Ví dụ 3*: Ba bình chứa lượng nước 4 C hình vẽ sau Đun nóng bình lên nhiệt độ So sánh áp suất nước tác dụng lên đáy bình ta thấy: A p1 p p3 B p1  p  p3 C p3  p  p1 D p  p3  p1 Hướng dẫn giải Áp suất nước tác dụng lên đáy bình xác định cơng thức: p d.h Trang  Cùng lượng nước nên m1 m m3 Đun nóng bình lên nhiệt độ nên chúng nở P m.10    V1 V2 V3 làm cho trọng lượng riêng  d    chúng V V    Do diện tích miệng ống S1  S2  S3 nên nước nở thể tích mực nước ống dâng cao  h  h  h1 Do đó, áp suất nước tác dụng lên đáy bình p3  p  p1 Chọn C Nhận xét: Khi đun nóng, nước nở mực nước dâng lên Bình có miệng nhỏ độ cao nước lớn Bình có độ cao nước lớn áp suất gây đáy bình lớn p d.h Bài tốn 2: Tính chiều cao cột chất lỏng nhánh bình thơng Phương pháp giải Bài thường cho nước vào nhánh sau mở Ví dụ (8.13 Sách tập): Trong bình thơng khóa cho nước chảy sang nhánh lại yêu cầu hình vẽ sau, nhánh lớn có tiết diện lớn gấp tính chiều cao nhánh cân Chú ý đơi nhánh nhỏ Khi chưa mở khóa T, chiều cao bình thơng nhau, chiều cao cột nước cột nước nhánh lớn 30 (cm) Tìm chiều cao nhánh thể tích nước khơng thay cột nước hai nhánh mở khóa T nước đổi so với lúc đầu Ta làm theo bước sau: đứng yên? Bỏ qua thể tích ống nối hai nhánh Bước 1: Đặt ẩn tiết diện ống, chiều cao cột Bước 1: Gọi diện tích tiết diện ống nhỏ S, nước chưa mở khóa chiều cao nhánh sau diện tích tiết diện ống lớn 2S, chiều cao cột mở khóa nước lúc đầu H Sau mở khóa T, cột nước nhánh có chiều cao h Bước 2: Tính thể tích nước trước mở khóa Bước 2: Do thể tích nước bình thơng tổng thể tích nước hai nhánh sau mở khóa trước sau mở khóa K khơng đổi nên ta có: cho chúng nhau, giải phương trình tìm Vtrước = Vsau  H.2S = h.S + 2S.h  2.H h  2.h  h 20cm chiều cao cột nước lúc sau Bài tốn 3*: Đổ nhiều chất lỏng vào bình thơng Phương pháp giải Trang 10 Khi đổ nhiều chất lỏng vào bình thơng nhau, Ví dụ: Trong bình thơng chứa thủy ngân, chúng có trọng lượng riêng khác nên chiều người ta đổ thêm vào nhánh axit sunfuric cao cột chất lỏng nhánh khơng (lỗng) nhánh cịn lại đổ thêm nước Khi cột Tuy nhiên ta có: điểm độ nước nhánh thứ hai 64 (cm) mực thủy cao lịng chất lỏng có áp suất ngân hai nhánh ngang Hỏi độ cao cột Để giải toán ta làm theo bước sau: axit sunfuric bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng axit sunfuric (loãng) nước là: d1 18000(N/ m ) d 10000(N/ m3 ) Hướng dẫn giải Bước 1: Vẽ hình minh họa, chọn điểm nằm Bước 1: độ cao với mặt phân cách hai chất lỏng để xét Đặt ẩn chiều cao cột chất lỏng đổ thêm vào, chiều cao chênh lệch hai cột, chiều cao cột bên so với điểm xét, Những điểm xét điểm có áp suất Bước 2: Tính áp suất chất lỏng điểm xét, lập phương trình p A p B giải ẩn cần tìm Chú ý: Nếu phương trình chưa đủ để giải đại lượng đề cho, lập thêm phương trình dựa vào kiện đề (thường chênh lệch độ cao nhánh) để giải ẩn cần tìm Bước 2: Áp suất A cột axit gây ra: p A h axit d axit Áp suất B cột nước gây ra: p B h nuoc d nuoc p A p B  h axit d axit h nuoc d nuoc  h axit  h nuoc d nuoc 64.10000  35,6(cm) d axit 18000 Vậy độ cao cột nước nhánh thứ hai 64 cm độ cao cột axit 35,6 cm Ví dụ mẫu Ví dụ: Một bình thơng chứa nước biển Người ta đổ thêm xăng vào nhánh Hai mặt thoáng hai nhánh chênh lệch 18 mm Tính độ cao cột xăng biết trọng lượng riêng nước biển 10300 N/m3 xăng 7000 N/ m3 Hướng dẫn giải Trang 11 3 Ta có: h 18mm;d1 7000N / m ;d 10300N / m Chọn điểm A nằm phân cách xăng nước biển Gọi B điểm có nhánh cịn lại có mặt phẳng ngang với A Ta có: p A d1.h1;p B d h Mặt khác: p A p B  d1.h1 d h Theo hình vẽ, ta có: h h1  h , đó: d1.h1 d  h1  h  Suy ra: d1.h1 d h  d h  h1  d  d1  d h  h1  d h 10300.18  56, 2(mm) d  d1 10300  7000 Vậy cột xăng cao 56,2 mm Mẹo: Bài không cho biết độ cao cột bên mà cho biết chênh lệch độ cao cột xăng hai nhánh Do ta nghĩ đến lập hai phương trình với ẩn chiều cao hai nhánh so với mặt phân cách hai chất lỏng Bài toán 4: Máy thủy lực Phương pháp giải Ví dụ: Trong máy thủy lực, muốn có lực nâng 2000 (N) tác dụng lên pittông lớn, phải tác dụng lên pittơng nhỏ lực bao nhiêu? Biết pittơng lớn có diện tích lớn 100 lần pittơng nhỏ chất lỏng truyền ngun vẹn áp suất từ pittông nhỏ sang pittông lớn Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định đại lượng biết Bước 1: Gọi S s diện tích pittơng lớn đại lượng f, s, F, S mối liên hệ chúng pittông nhỏ Theo đề có tỉ số diện tích pittơng lớn pittông nhỏ S 100 s Gọi F lực nâng pittông lớn, f lực cần tác dụng lên pittông nhỏ Bước 2: Áp dụng công thức: f F  s S Bước 2: Áp suất chất lỏng truyền nguyên vẹn: f F s   f F 2000 20(N) s S S 100 Như dùng máy nâng, cần tác dụng lực 20 N ta tạo lực 2000 N Trang 12 Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Điều sau nói áp suất chất lỏng: A Chất lỏng gây áp suất theo phương B Áp suất tác dụng lên thành bình khơng phụ thuộc diện tích bị ép C Áp suất gây trọng lượng chất lỏng tác dụng lên điểm tỉ lệ nghịch với độ sâu D Nếu độ sâu áp suất chất lỏng khác Câu 2: Bốn bình hình A, B, C, D đựng nước Áp suất nước lên đáy bình lớn nhất: A Bình A B Bình B C Bình C D Bình D Câu 3: Hình vẽ mặt cắt đê chắn nước cho thấy mặt đê hẹp chân đê Đê cấu tạo nhằm: A Tiết kiệm đất đắp đê B Làm thành mặt phẳng nghiêng, tạo điều kiện thuận lợi cho người muốn lên mặt đê C Có thể trồng cỏ đê, giữ cho đê khỏi bị lở D Chân đê chịu áp suất lớn nhiều so với mặt đê Câu 4: Áp suất mà chất lỏng tác dụng lên điểm phụ thuộc: A Khối lượng lớp chất lỏng phía B Trọng lượng lớp chất lỏng phía C Thể tích lớp chất lỏng phía D Độ cao lớp chất lỏng phía Câu 5: Điều sau nói áp suất chất lỏng? A Chất lỏng gây áp suất theo phương lên đáy bình, thành bình vật lịng B Chất lỏng gây áp suất theo phương ngang C Chất lỏng gây áp suất theo phương thẳng đứng, hướng từ lên D Chất lỏng gây áp suất điểm đáy bình chứa Câu 6: Một bình đựng chất lỏng bên Áp suất điểm nhỏ nhất? A Tại M B Tại N C Tại P D Tại Q Câu 7: Bốn bình 1, 2, 3, đựng nước Áp suất nước lên đáy bình lớn nhất? Trang 13 A Bình B Bình C Bình D Bình Câu 8: Khi thiết kế đập chắn nước, quy luật áp suất chất lỏng, yêu cầu đập kiên cố, an toàn tiết kiệm vật liệu phương án hình vẽ sau hợp lí: A Hình a B Hình b C Hình c D Hình d Câu 9: Cho hình vẽ sau Kết luận sau so sánh áp suất điểm A, B, C, D A p A  p B  p C  p D B p A  p B  p C p D C p A  p B  p C p D D p A  p B  p C  p D Câu 10: Một bình hình trụ cao 1,8 (m) đựng đầy rượu Biết khối lượng riêng rượu 800 (kg/m 3) Áp suất rượu tác dụng lên điểm M cách đáy bình 20 (cm) là: A 1440 (Pa) B 1280(Pa) C 12800(Pa) D 1600(Pa) Câu 11: Cho khối lượng riêng thủy ngân 13600 (kg/m 3), trọng lượng riêng nước 10000 (N/ m3) Ở độ sâu, áp suất thủy ngân lớn áp suất nước lần? A 13,6 lần B 1,36 lần C 136 lần D Khơng xác định thiếu thơng số Câu 12: Một thùng đựng đầy nước cao 100 cm Áp suất điểm A cách đáy 20 cm bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng nước 10000 N/m3? A 8000 N/m2 B 2000 N/m2 C 6000 N/m2 D 60000 N/m2 Câu 13: Trong kết luận sau, kết luận khơng bình thơng nhau: A Bình thơng bình có nhiều nhánh thơng B Tiết diện nhánh bình thơng phải C Trong bình thơng chứa nhiều chất lỏng khác D Trong bình thơng chứa chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng nhánh độ cao Câu 14: Chọn kết luận đúng: A Hai nhánh bình thơng chứa hai chất lỏng khác đứng yên độ cao mực chất lỏng hai nhánh Trang 14 B Hai nhánh bình thơng chứa hai chất lỏng khác đứng yên độ cao mực chất lỏng hai nhánh không C Hai nhánh bình thơng chứa chất lỏng đứng yên độ cao mực chất lỏng hai nhánh khơng D Hai nhánh bình thông chứa hai chất lỏng khác nhau, tác dụng hóa học với độ cao mực chất lỏng hai nhánh không Câu 15: Chọn câu A Máy dùng chất lỏng không cho ta lợi lực B Trong máy dùng chất lỏng chất lỏng máy phải nước C Máy dùng chất lỏng cho ta lợi lực D Tất Câu 16: a Một vật có khối lượng 40 kg đặt mặt đất Biết diện tích tiếp xúc vật mặt đất dm2 Hãy tính áp suất vật tác dụng lên mặt đất? b Một tàu ngầm mini lặn xuống đáy biển sâu 30 m Biết trọng lượng riêng nước biển 10300 N/ m3 Tính áp suất nước biển độ sâu này? c Cửa chiếu sáng tàu ngầm mini có diện tích 0,2 m Hãy tính áp lực nước tác dụng lên cửa chiếu sáng? Câu 17: Một bình có chiều cao 1,2 (m) chứa đầy nước Cho biết trọng lượng riêng nước 10000 (N/m3) a Tính áp suất nước lên điểm nằm đáy bình? b Tính áp suất nước lên điểm nằm lòng chất lỏng cách đáy bình 0,5 (m)? Câu 18: Người ta cho nước vào hồ bơi đến đồng hồ đo áp suất gắn đáy hồ số 15000 (Pa) ngừng lại Tính chiều cao cột nước hồ bơi? Biết khối lượng riêng nước 1000 (kg/m3) Câu 19: Một ống chứa đầy nước đặt nằm ngang hình vẽ sau Tiết diện ngang phần rộng 40 (cm2), phần hẹp 10 (cm2) Hỏi lực ép lên píttơng nhỏ để hệ thống cân lực lực tác dụng lên pít-tơng lớn 2400 (N) Câu 20: Một bình thơng có nhánh, nhánh A chứa nước, nhánh B chứa dầu, mực nước nhánh A cao 40 (cm) Tính độ cao lớp dầu để chất lỏng bình đứng yên? Cho trọng lượng riêng nước dầu 10000 (N/m3) 8000 (N/m3) Câu 21: Trong ống chữ U có chứa thủy ngân Người ta đổ cột nước cao h = 0,8 (m) vào nhánh trái, đổ cột dầu cao h2 = 0,4 (m) vào nhánh phải Tính độ chênh lệch mức thủy ngân hai nhánh, cho trọng lượng riêng nước, dầu thủy ngân d = 10000 (N/m3), d2 = 8000 (N/m3) d3 = 136000 (N/m3) Trang 15 Câu 22: Đường kính pittơng nhỏ máy dùng chất lỏng 2,5 (cm) Hỏi diện tích tối thiểu pittông lớn để tác dụng lực 80 (N) lên pittơng nhỏ nâng ơtơ có trọng lượng 24000 (N)? Câu 23: Một máy dùng chất lỏng có diện tích pittơng nhỏ s = 1,5 (cm 2), diện tích pittơng lớn 120 (cm2) Tác dụng lên pittông nhỏ lực f = 300 (N) Tính áp suất tác dụng lên mặt chất lỏng lực tác dụng lên pittông lớn? Bài tập nâng cao Câu 24 (8.4 Sách tập): Một tàu ngầm di chuyển biển Áp kế đặt vỏ tàu áp suất 2,02.106 N/m2, lúc sau áp kế 0,86.106 N/m2 a Tàu lên hay lặn xuống? Vì khẳng định vậy? b Tính độ sâu tàu ngầm hai thời điểm trên? Biết trọng lượng riêng nước biển 10300 (N/ m2) Câu 25 (8.5 Sách tập): Một bình có lỗ nhỏ O thành bên đáy pittơng A hình vẽ sau Người ta đổ nước tới miệng bình, có tia nước phun từ O a Khi mực nước hạ dần từ miệng bình đến điểm O hình dạng tia nước thay đổi nào? b Người ta kéo pittơng tới vị trí A’ lại đổ nước miệng bình Tia nước phun từ O có thay đổi khơng? Vì sao? Câu 26: Một tàu ngầm lặn xuống biển Đồng hồ đo áp suất gắn vỏ tàu ngầm lúc đầu 103000 (Pa), lúc sau 824000 (Pa) Biết trọng lượng riêng nước biển 10300 (N/m3) a Tính độ sâu tàu ngầm đạt lúc đầu? b So sánh hai thời điểm tàu ngầm lặn sâu thêm mét? Câu 27: Chiều cao tính từ đáy tới miệng ống nhỏ 140 cm a Người ta đổ thủy ngân vào ống cho mặt thủy ngân cách miệng ống 25 cm, tính áp suất thủy ngân tác dụng lên đáy ống lên điểm A cách miệng ống 100 cm? b Để tạo áp suất đáy ống câu a, đổ nước vào ống khơng? Nếu có đổ đến mức nào? Cho biết trọng lượng riêng thủy ngân 136000 N/m3, trọng lượng riêng nước 10000 N/m3 Dạng 3: Áp suất chất khí Phương pháp giải Sử dụng kiến thức lý thuyết áp suất khí Ví dụ: Nói áp suất khí thành phố Đà Lạt để giải thích số tượng thực tế 678 (mmHg) Chú ý: Đơn vị áp suất chất khí cịn tính a Chỉ số có ý nghĩa nào? theo đơn vị atm, mmHg, cmHg b Hãy tính áp suất đơn vị N/m Cho biết 1atm = 760 mmHg = 1,013.105 Pa trọng lượng riêng thủy ngân 136000 (N/ m3) Hướng dẫn giải a Nói áp suất khí thành phố Đà Lạt 678 mmHg có nghĩa áp suất khí Trang 16 thành phố Đà Lạt áp suất đáy cột thủy ngân cao 678 mm b Đổi 678 mm = 0,678 m Áp suất khí quyển: p d.h 136000.0,678 92208(N/ m ) Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Dựa vào áp suất khí để giải thích tượng sau: a Hộp sữa bị hút hết sữa bị bẹp lại b Nắp ấm pha trà thường có lỗ hở nhỏ Hướng dẫn giải a Khi hút hết sữa hộp sữa ra, áp suất khơng khí hộp nhỏ áp suất từ bên ngoài, nên vỏ hộp chịu tác dụng áp suất bên làm cho vỏ hộp bị bẹp theo nhiều phía b Để rót nước dễ dàng Nhờ có lỗ thủng nắp ấm với khí quyển, áp suất khí ấm cộng với áp suất nước lớn áp suất khí quyển, mà nước ấm chảy dễ dàng Ví dụ 2: Biết lên cao 12 (m) áp suất khí giảm xuống (mmHg) áp suất khí mặt nước biển 760 (mmHg) Tính áp suất khí đỉnh núi cao 1500 (m) so với mặt nước biển? Hướng dẫn giải Cứ lên cao 12 m áp suất khí giảm xuống mmHg Suy ra, đỉnh núi cao 1500 m áp suất khí giảm là: 1500 125(mmHg) 12 Áp suất khí mặt nước biển 760 mmHg Do đó, áp suất khí đỉnh núi cao 1500 m là: 760  125 635 mmHg Ví dụ 3: Tại mặt hồ nước áp suất khí đo 758 mmHg Cho trọng lượng riêng thủy ngân 136000 N/m3 a Tính áp suất khí đơn vị Pa? b Biết hồ nước có độ sâu m Hãy tính áp suất nước khí gây đáy hồ nước? Biết trọng lượng riêng nước 10000 N/m3 Hướng dẫn giải a Đổi 758 mmHg = 0,758 mHg Áp suất khí tính theo đơn vị Pa là: p d.h 136000.0,758 103088(Pa) b Áp suất nước gây đáy hồ nước là: p nuoc d.h 10000.5 50000(Pa) Áp suất nước khí gây đáy hồ nước là: p p nuoc  p quyen 50000  103088 153088(Pa) Trang 17 Chú ý: Áp suất khí áp suất cột thủy ngân ống nên ta tính gián tiếp áp suất khí qua áp suất cột thủy ngân cơng thức tính áp suất chất lỏng Giải thích: Áp suất độ sâu h thực tế hai thành phần gây nên: áp suất khí áp suất chất lỏng Ví dụ 4* (9.11 Sách tập): Người ta dùng áp kế để xác định độ cao Kết cho thấy: chân núi áp kế 75 cmHg, đỉnh núi áp kế 71,5 cmHg Nếu coi trọng lượng riêng khơng khí khơng đổi có độ lớn 12,5 N/m3, trọng lượng riêng thủy ngân 136 000 N/m3 đỉnh núi cao mét? Hướng dẫn giải Độ chênh lệch áp suất hai độ cao: chân núi đỉnh núi là: p 75cmHg  71,5cmHg 3,5cmHg 0,035.136000 4760(N/ m ) Mặt khác ta có: p h.d kk Trong đó, h độ cao núi, dkk trọng lượng riêng khơng khí Vậy: h  p 4760  380,8(m) d kk 12,5 Giải thích: chất khí coi chất lỏng “lỗng” ta tính chênh lệch áp suất hai độ cao tương tự áp suất chất lỏng: p h.d kk Trong h chênh lệch độ cao hai điểm xét dkk trọng lượng riêng khơng khí Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Câu nhận xét sau sai nói áp suất khí quyển: A Độ lớn áp suất khí tính cơng thức p h.d B Độ lớn áp suất khí tính chiều cao cột thủy ngân ống Tôrixenli C Càng lên cao áp suất khí giảm D Ta dùng mmHg làm đơn vị đo áp suất khí Câu 2: Áp suất khí thay đổi độ cao tăng? A Càng tăng B Càng giảm C Khơng thay đổi D Có thể vừa tăng, vừa giảm Câu 3: Vì khí có áp suất? A Vì khơng khí lỗng B Vì khơng khí bao quanh Trái Đất C Vì khơng khí có trọng lượng D Tất Câu 4: Điều sau nói tạo thành áp suất khí quyển? A Áp suất khí có khơng khí tạo thành khí có trọng lượng B Áp suất khí có khơng khí tạo thành khí có độ cao so với mặt đất C Áp suất khí có khơng khí tạo thành khí nhẹ Trang 18 D Áp suất khí có khơng khí tạo thành khí có chứa nhiều loại nguyên tố hóa học khác Câu 5: Hiện tượng sau không áp suất khí gây ra: A Quả bóng bàn bị bẹp thả vào nước nóng lại phồng lên cũ B Lấy thuốc vào xi lanh để tiêm C Hút xăng từ bình chứa xe vịi D Uống nước cốc ống hút Câu 6: Hiện tượng sau áp suất khí gây ra? A Quả bóng bàn bị bẹp thả vào nước nóng phồng lên cũ B Săm ruột xe đạp bơm căng để ngồi nắng bị nổ C Dùng ống nhựa nhỏ hút nước từ cốc nước vào miệng D Thổi vào bóng bay, bóng bay phồng lên Câu 7: Ở nơi Trái Đất áp suất khí đo 75 cmHg, cho trọng lượng riêng thủy ngân 136000 N/m3 Giá trị tương đương với giá trị sau đây: A 102000 Pa B 102000000 Pa C 102 Pa D 1,2 Pa Câu 8: Trong thí nghiệm Torixenli, độ cao cột thủy ngân 75 cm, dùng rượu để thay thủy ngân độ cao cột rượu bao nhiêu? Biết dthủy ngân = 136000 N/m3, rượu drượu = 8000 N/m3 A 750 mm B 1275 mm C 7,5 m D 12,75 m Câu 9: Khi đặt ống Tôrixenli chân núi, cột thủy ngân có độ cao 752 mm Khi đặt núi, cột thủy ngân cao 708 mm Tính độ cao núi so với chân núi Biết lên cao 12 m áp suất khí giảm mmHg A 440 m B 528 m C 366 m D Một đáp số khác Câu 10: Áp suất tác dụng lên thành hộp đồ hộp chưa mở 780 mmHg Người ta đánh rơi xuống đáy biển độ sâu 320 m Hiện tượng xảy với hộp đó? Biết trọng lượng riêng thủy ngân 136000 N/m3, nước biển 10300 N/m3 A Hộp bị bẹp lại B Hộp nở phồng lên C Hộp không bị D Hộp bị bật nắp Trang 19 ĐÁP ÁN Dạng 1: Tính áp lực, áp suất 1-A Câu 11: 2-D 3-D 4-D 5-B 6-D 7-B 8-C 9-B 10 – A Xẻng hình a nhấn mạnh vào đất Vì xẻng có mũi xẻng nhỏ, diện tích tiếp xúc với đất nhỏ Do đó, tác dụng lực xẻng hình a gây áp suất lớn nên nhấn mạnh vào đất Câu 12: Cho hai vật A B, biết lực tác dụng lên vật A gấp lần lực tác dụng lên vật B diện tích tác dụng lực lên vật A lớn gấp diện tích lực tác dụng lên vật B So sánh áp suất tác dụng lên vật A vật B? Áp suất tác dụng lên vật A là: p A  Áp suất tác dụng lên vật B là: p B  FA SA FB SB Mặt khác, ta có: FA 2.FB ;SA 5.SB Suy ra: p A  FA 2.FB FB p    p B  A  SA 5.SB SB pB Dạng 2: Áp suất chất lỏng 1–A 2-A 3–D 4-D 5–A 11 - A 12 – A 13 - B 14 – B 15 - C Câu 16: a Áp suất vật tác dụng lên mặt đất: 6-A 7-A 8-C 9–B 10 – C F P 10.m 400 p    8000(Pa) S S S 5.10 b Áp suất nước biển độ sâu 30 m: p d.h 10300.30 309000(Pa) c Áp lực nước tác dụng lên cửa chiếu sáng: F p.S 309000.0, 61800(N) Câu 17: a Áp suất nước lên điểm nằm đáy bình là: p d.h 10000.1, 12000(Pa) b Điểm nằm lòng chất lỏng cách đáy bình 0,5 m cách miệng bình khoảng: h 1,  0,5 0,7m Áp suất nước lên điểm cách đáy bình 0,5 m là: p d.h 10000.0,7 7000(Pa) Câu 18: Trọng lượng riêng nước là: d 10.D 10.1000 10000(N/ m3 ) p 15000 1,5(m) Chiều cao cột nước hồ bơi là: p d.h  h   d 10000 Trang 20