Áp suất thủy tính_Nguyên lý PASCAN_Chuyên đề bồi dưỡng Vật lý 10

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com I. HỆ THỐNG KIẾN THỨC: 1. Áp suất của chất lỏng (áp suất và áp lực): S F p = . F là áp lực của chất lỏng nén lên diện tích S . • Tại mỗi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi hướng là như nhau. • Áp suất ở những điển có độ sâu khác nhau thì khác nhau. • Đơn vị của áp suất trong hệ SI là N/m 2 , còn gọi là Pa-xcan(Pa) : 1Pa = 1N/m 2 . Ngoài ra còn dùng : atmốtphe (atm) ; torr (hay milimet thủy ngân) 1 atm = 1,013.10 5 Pa . 1 torr = 1mmHg = 133,3 Pa. 2. Áp suất thủy tĩnh ở độ sâu h : ghpp a ρ += . a p là áp suất khí quyển ở bề mặt thoáng của chất lỏng - đơn vị: Pa ρ là khối lượng riêng của chất lỏng – đơn vị: kg/m 3 . h là độ sâu – đơn vị : m 3. Nguyên ly Pa-xcan : Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn đến mọi điểm của chất lỏng và thành bình. Từ nguyên lí Pa – xcan ta có thể suy ra công thức tổng quát để tính áp suất thủy tĩnh ở độ sâu h là : ghpp ng ρ += . Trong đó ng p bao gồm áp suất khí quyển và áp suất do các ngoại lực nén lên chất lỏng. 4. Máy nén thủy lực : Máy nén thủy lực hoạt động dựa vào nguyên lí Pa-xcan 2 2 1 1 S F S F p ==∆ ⇒ 1 2 1 2 S S F F = TÓM LẠI: * ¸p suÊt cña chÊt láng: F p S = * ¸p suÊt tÜnh: a ng p p gh p p gh ρ ρ = + = + ÁP SUẤT THỦY TĨNH – NGUYÊN LÝ PA-XCAN 28 - T: 01689.996.187 Website, Din n: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com * Máy nén thuỷ lực: 1 1 1 2 2 2 2 1 ; F S d S F S d S = = với F 1 , F 2 là lực tác dụng lên pit-tông; S 1 , S 2 : diện tích hai pit-tông; d 1 , d 2 : độ dời của hai pit-tông. *********************************** *V D MINH HA : Vớ d 1 : Mt ngi nng 50kg ng thng bng trờn mt gút giy. Cho rng tit din giy hỡnh trũn , bng phng , cú bỏn kớnh 2cm v g = 9,8m/s 2 . p sut ca ngi t lờn sn l bao nhiờu? Hng dn : - p lc do ngi tỏc dng lờn sn bng trng lng ca ngi ú : F = P = mg - Din tớch b ộp : S = 2 R . - p sut cn tỡm : 2 R mg p = = .kt qu: 3,9.10 5 N/m 2 Vớ d 2 : Tớnh ỏp ỏp lc lờn mt phin ỏ cú din tớch 2m 2 ỏy mt h sõu 30m. Cho khi lng riờng ca nc l 10 3 kg/m 3 v ỏp sut khớ quyn l p a = 1,013.10 5 N/m 2 . Ly g = 9,8m/s 2 . Hng dn : - p sut thy tnh ỏy h l : ghpp a += - p lc lờn phin ỏ : SpF . = SghpF a )( += = kt qu: )(10.906,7 5 NF = Vớ d 3 : Tit din ca pớt tụng nh trong mt cỏi kớch thy lc bng 3cm 2 . va nõng mt ụtụ cú trng lng 15000N lờn ngi ta dựng mt lc cú ln 225N. Pớt tụng ln phi cú tit din l bao nhiờu? Hng dn : Kớ hiu S 1 ; F 1 l tit din v lc tỏc dng lờn pớt tụng nh. S 2 ; F 2 l tit din v lc tỏc dng lờn pớt tụng ln. p dng cụng thc : 1 2 1 2 S S F F = . vi )(15000 2 NPF == 1 2 12 . F F SS = = 200 cm 2 Vớ d 4 : Du ỏy mt thựng g cú l hỡnh trũn tit din S = 12 cm 2 . Dy kớn l bng mt np phng c ộp t ngoi vo bi mt lũ xo cú cng k = 100 N/m. vo thựng mt lp nc dy h = 20 cm. Khi lng riờng ca nc l 3 10 = kg/m 3 . Ly g = 10m/s 2 . nc khụng b chy ra ngoi l ú thỡ lũ xo b nộn mt on ớt nhỏt l bao nhiờu? Hng dn : - p sut th tnh ỏy thựng : ghpp a += - p lc lờn np y : ghSSpSpF a +== . - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com - Lò xo khi bị nét một đoạn x cùng với áp suất của khí quyển đã tác dụng lên nắp đậy một lực từ ngồi vào là : SpxkF a += .' - Điềi kiện để nước khơng chảy ra ngồi là : ghSSpSpkxFF aa ρ +≥+⇔≥ ' → =≥ k ghS x ρ ………………………………………………….kết quả: 4,2 min =x cm. BÀI TẬP TỰ LUẬN 6/ Đáy biển có độ sâu 1000m . Biết khối lượng riêng của nước biển là 1030 kg/m 3 và áp suất khí quyển là 1,013.10 5 Pa . Lấy g = 9,8 m/s 2 . Cứ 1 m 2 đáy biển chịu một áp lực là bao nhiêu? Đ/số : 101,95.10 5 (N) 7/ Một máy ép dùng dầu có hai xy lanh A và B thẳng đứng thơng với nhau. Tiết diện của xy lanh A là 5 cm 2 , của xy lanh B là 100 cm 2 . Bỏ qua ma sát. Tác dụng lên pít-tơng A một lực 30N thì có thể nâng một vật đặt trên pít-tơng ở xy lanh B có khối lượng lớn nhất là bao nhiêu? Đ/số : 60 kg. 8/ Một ống chử U tiết diện hai nhánh bằng nhau, hở hai đầu, chứa thủy ngân. Đổ vào nhánh bên trái một lớp nước có chiều cao 6,8 cm. Biết khối lượng riên của thủy ngân gấp 13,6 lần khối lượng riên của nước. Hỏi mặt thống thủy nhân ở bên nhánh phải đã dịch lên một khoảng bằng bao nhiêu so với mức cũ? Đ/số : 0,25 cm. ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 1. Chọn câu sai: A. khi xuống càng sâu trong nước thì ta chòu một áp suất càng lớn B. áp suất của chất lỏng không phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng. C. độ chêch áp suất tại hai vò trí khác nhau trong chất lỏng không phụ thuộc vào áp suất khí quyển ở mặt thoáng D. độ tăng áp suất lên một bình kín được truyền đi nguyên vẹn khắp bình 2. Chọn hệ thức đúng đổi đơn vò áp suất: A. 1 torr = 1mmHg = 1,013.10 5 Pa B. 1 Pa = 133,3 mmHg C. 1 atm = 133,3 Pa D. 1 atm = 76 cmHg 3. Chọn phát biểu đúng về áp suất trong lòng chất lỏng. A. Ở cùng một độ sâu h, áp suất trong lòng các chất lỏng tỉ lệ thuận với khối lượng riêng của chất lỏng. - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com B. Khối lượng chất lỏng trong bình chứa càng lớn thì áp suất chất lỏng ở đáy bình càng lớn. C. p suất trong lòng chất lỏng phụ thuộc vào áp suất khí quyển. D. Trong lòng một chất lỏng, áp suất ở độ sâu 2h lớn gấp hai lần áp suất ở độ sâu h. 4. Chọn phát biểu đúng về áp suất trong lòng chất lỏng. A. p suất trong lòng chất lỏng lớn hơn áp suất khi quyển trên mặt thoáng. B. Ở cùng một độ sâu áp suất tỉ lệ với diện tích mặt thoáng. C. Trong một ống chữ U mặt thoáng hai bên ống luôn bằng nhau cho dù mỗi nhánh ống chứa một chất lỏng khác nhau không hoà tan. D. Một ống chữ U chứa cùng một chất lỏng, mặt thoáng bên ống tiết diện lớn thấp hơn bên ống tiết diện nhỏ. 5. p suất ở đáy một bình chất lỏng thì không phụ thuộc vào: A. Gia tốc trọng trường. B. Khối lượng riêng của chất lỏng. C. Chiều cao chất lỏng. D. Diện tích mặt thoáng. 6. Phát biểu nào sau đây là đúng với nguyên lí Paxcan? A. Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong một bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và của thành bình. B. Áp suất của chất lỏng chứa trong bình được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và của thành bình. C. Độ tăng áp suất lên một chất lỏng được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng. D. Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong một bình kín được truyền đến thành bình. 7. Ba b×nh d¹ng kh¸c nhau nh−ng cã diƯn tÝch ®¸y b»ng nhau. §ỉ n−íc vµo c¸c b×nh sao cho mùc n−íc cao b»ng nhau. 1) ¸p st vµ lùc Ðp lªn c¸c ®¸y b×nh lµ: A. B»ng nhau v× chiỊu cao vµ diƯn tÝch ®¸y b»ng nhau B. ¸p st vµ lùc Ðp b×nh 1 lín nhÊt. C. B×nh 3 cã ¸p st vµ lùc Ðp lín nhÊt. D. ¸p st vµ lùc Ðp b×nh 2 nhá nhÊt. 2) Träng l−ỵng cđa n−íc trong c¸c b×nh: - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com A. B»ng nhau. B. B×nh 3 lín nhÊt. C. B×nh 2 nhá nhÊt. D. C¶ B vµ C. 8. ¸p st khÝ qun lµ 10 5 N/m 2 . DiƯn tÝch nhùc cđa ng−êi trung b×nh lµ 1300cm 2 . Nh− vËy lùc nÐn cđa kh«ng khÝ lªn ngùc cì 13000N. C¬ thĨ chÞu ®−ỵc lùc nÐn ®ã v×: A. C¬ thĨ cã thĨ chÞu ®ùng ®−ỵc ¸p st ®ã mét c¸c dƠ dµng do cÊu t¹o cđa c¬ thĨ con ng−êi. B. C¬ thĨ cã søc chèng ®ì víi mäi thay ®ỉi ¸p st bªn ngoµi. C. C¬ thĨ cã ¸p st c©n b»ng víi ¸p st bªn ngoµi. D. C¶ ba ®¸p ¸n trªn. 9. Khèi l−ỵng riªng cđa n−íc biĨn lµ 1,0.10 3 kg/m 3 , ¸p st p a = 1,01.10 5 N/m 2 , g=9,8m/s 2 th× ë ®é s©u 1000m d−íi mùc n−íc biĨn cã ¸p st lµ: A. 10 8 Pa. B. 99,01.10 5 Pa C. 10 7 Pa. D. 10 9 Pa. 10. Mét m¸y n©ng thủ lùc cđa tr¹m sưa ch÷a «t« dïng kh«ng khÝ nÐn lªn mét pÝt t«ng cã b¸n kÝnh 5cm. ¸p st ®−ỵc trun sang mét pit-t«ng kh¸c cã b¸n kÝnh 15cm. Hái khÝ nÐn ph¶i t¹o ra mét lùc Ýt nhÊt b»ng bao nhiªu ®Ĩ n©ng mét « t« cã träng l−ỵng 13 000N? ¸p st nÐn khi ®ã b»ng bao nhiªu? A. 1 444,4N vµ 1,84.10 5 Pa. B. 722,4N vµ 1,84.10 5 Pa. C. 722,4N vµ 3,68.10 5 Pa. D. 1 444,4N vµ 3,68.10 5 Pa. 11. Hãy tính áp suất tuyệt đối p ở độ sâu 1000 m dưới mực nước biển. Cho khối lượng riêng của nước biển là 1,0.10 3 kg/m 3 và p a = 1,01.10 5 N/m 2 . Cho g = 9,8 (m/s 2 ). a.9,9.10 5 kPa b. 9,9.10 6 kPa c. 9,9.10 5 Pa d. 9,9.10 6 Pa 12. p suất khí quyển ở mặt thoáng 10 5 Pa thì áp suất tónh trong lòng nước ở độ sâu 10m là bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của nước là 1000kg/m 3 , lấy g = 10m/s 2 . A. 50.10 5 Pa; B. 15.10 5 Pa; C. 10 6 Pa; D. 2.10 5 Pa 13. Một ống nghiệm có chiều cao h, khi đựng đầy chất lỏng thì áp suất tại đáy ống là p. Thay bằng chất lỏng thứ hai để áp suất tại đáy ống vẫn là p thì chiều cao cột chất lỏng chỉ là 2 3 h . Tỉ số hai khối lượng riêng 1 2 ρ ρ của hai chất lỏng này là: A.3/2 B.2/3 C.5/3 D.3/5 - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com 14. Tại độ sâu 2,5m so với mặt nước của một chiếc tàu có một lổ thủng diện tích 20cm 2 . p suất khí quyển p a =1,01.10 5 Pa, ρ =10 3 kg/m 3 , g=9,8m/s 2 . Lực tối thiểu cần giữ lổ thủng la:ø A.25N B.51N C.251N D.502N 15. Một máy ép dùng chất lỏng có diện tích hai pittong là S 1 v S 2 ; lực tác dụng tương ứng là F 1 và F 2 ; quãng đường di chuyển của hai pittong tương ứng là d 1 và d 2 . Hệ thức nào sau đây là đúng A. F 1. S 1 = F 2. S 2 B. F 1. S 2 = F 2. S 1 C. d 1. S 1 = d 2. S 2 D. d 2. S 1 = d 1. S 2 16. Một máy ép dùng chất lỏng có đường kính hai pittong d 1 =5d 2 . Để cân bằng với lực 10000N cần tác dụng vào pittong nhỏ một lực bằng bao nhiêu A.2000N B.1000N C.800N D.400N ****************************************************************** ********* ĐÁP ÁN ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HƠP SỐ 12 Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án . 1. Áp suất của chất lỏng (áp suất và áp lực): S F p = . F là áp lực của chất lỏng nén lên diện tích S . • Tại mỗi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi hướng là như nhau. • Áp suất. quát để tính áp suất thủy tĩnh ở độ sâu h là : ghpp ng ρ += . Trong đó ng p bao gồm áp suất khí quyển và áp suất do các ngoại lực nén lên chất lỏng. 4. Máy nén thủy lực : Máy nén thủy lực. là 1,0 .10 3 kg/m 3 và p a = 1,01 .10 5 N/m 2 . Cho g = 9,8 (m/s 2 ). a.9,9 .10 5 kPa b. 9,9 .10 6 kPa c. 9,9 .10 5 Pa d. 9,9 .10 6 Pa 12. p suất khí quyển ở mặt thoáng 10 5 Pa thì áp suất tónh