TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI VAÄT LYÙ 10 - HK II Baøi 36 AÙP SUAÁT THUÛY TÓNH – NGUYEÂN LÍ PAXCAN I. MUÏC TIEÂU Hieåu ñöôïc trong loøng chaát loûng aùp suaát höôùng theo moïi phöông vaø phuï thuoäc ñoä saâu ; ñoä taêng aùp suaát leân moät chaát loûng chöùa trong moät bình kín ñöôïc truyeàn nguyeân veïn leân taát caû moïi ñieåm vaø leân thaønh bình chöùa. II. CHUAÅN BÒ III. TOÅ CHÖÙC HOAÏT ÑOÄNG DAÏY HOÏC OÅn ñònh lôùp hoïc 1) Kieåm tra baøi cuû : + Caâu 01 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . + Caâu 02 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . + Caâu 03 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . 2) Noäi dung baøi giaûng : Phaàn laøm vieäc cuûa giaùo vieân I) KHOÁI LÖÔÏNG RIEÂNG – AÙP SUAÁT THUYÛ TÓNH 1) Khoái löôïng rieâng GV : Khi nghieân cöùu chuyeån ñoäng cuûa vaät raé`n, ta quan taâm ñeán khoái löôïng cuûa vaät vaø löïc taùc duïng leân vaät. Ñoái vôùi chaát loûng, chuùng ta coù theå nghieân cöùu ñeán hay phöông dieän naøy hay khoâng ? HS : Chuùng ta khoâng theå nghieân cöùu chaát loûng qua hai phöông dieän naøy vì chaát loûng khoâng coù hình thuø xaùc ñònh neân ta khoâng theå quan taâm ñeán khoái löôïng hay löïc taùc duïng maø chæ quan taâm ñeán khoái löôïng rieâng vaø aùp suaát gaây ra bôûi chaát loûng. GV : Em naøo coù theå cho bieát khoái löôïng rieâng laø gì ? HS : Khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng laø moät ñaïi löôïng vaät lyù ñöôïc ño baèng khoái löôïng cuûa moät ñôn vò theå tích chaát ñoù. GV : Thí duï nhö khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû 20 0C vaø 50 at laø 1000 kg/m 3. Em coù theå cho bieát yù nghóa cuûa soá khoái löôïng rieâng naøy ? HS : Coù nghóa laø 1 m3 nöôùc caân naëng 1000 kg. GV : Ngoaøi khoái löôïng rieâng ta caàn baøn ñeán aùp suaát cuûa nöôùc. 2) AÙp suaát GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO Phaàn ghi cheùp cuûa hoïc sinh I) KHOÁI LÖÔÏNG RIEÂNG – AÙP SUAÁT THUYÛ TÓNH 1) Khoái löôïng rieâng Khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng ( hay chaát raén) laø moät ñaïi löôïng vaät lyù ñöôïc ño baèng khoái löôïng cuûa moät ñôn vò theå tích chaát ñoù. Khoái löôïng rieâng kí hieäu laø ρ ρ= m V Trong ñoù : m : Khoái löôïng cuûa chaát loûng (kg) V : Theå tích cuûa khoái chaát loûng (m3) ρ : Khoái löôïng rieâng cuûa khoái chaát loûng (kg/m3 ) 2) AÙp suaát Chaát loûng coù ñaëc tính laø neùn leân caùc vaät naèm trong noù. Löïc maø chaát loûng neùn leân vaät coù phöông vuoâng goùc vôùi beà maët cuûa vaät. GA VL 10 BAN TN HK II - 38 TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI ( GV tieán haønh cho HS laøm thí nghieäm nhoû sau : Ñöa baøn tay vaøo bao soáp, sau ñoù töø töø nhuùng xuoáng nöôùc ) GV : Caùc em nhaän thaáy nhö theá naøo ? HS : Khi ñöa khi ñöa tay xuoáng nöôùc, ta thaáy nöôùc eùp leân bao soáp, bao soáp eùp vaøo baøn tay. GV : Nhö vaäy qua thí nghieäm treân, caùc em cho bieát chaát loûng coù ñaëc tính nhö theá naøo ? HS : Chaát loûng coù coù ñaëc tính laø neùn laân caùc vaät naèm trong noù. GV : Theo caùc em löïc maø chaát loûng neùn leân vaät coù phöông nhö theá naøo ? HS : Löïc maø chaát loûng neùn leân vaät coù phöông vuoâng goùc vôùi beà maët cuûa vaät. GV : Trình baøy thí nghieäm nhö hình veõ döôùi ñaây : VAÄT LYÙ 10 - HK II p= F S Trong ñoù : F : Löïc chaát loûng neùn leân maët vaät nhuùng trong noù (N) S : Dieän tích cuûa beà maët vaät nhuùng vaøo trong chaát loûng p : AÙp suaát cuûa chaát loûng. GV : Qua thí nghieäm treân, caùc em nhaän thaáy ñoä neùn cuûa loø xo nhö theá naøo ? HS : Khi ta caøng nhuùng saâu vaøo nöôùc thì ñoä neùn loø xo caøng nhieàu → Ñoä neùn cuûa loø xo tæ leä vôùi löïc maø chaát loûng taùc duïng leân pittoâng. GV : Goïi F laø löïc maø chaát loûng neùn leân pittoâng, dieän tích pittoâng laø S, khi ñoù aùp suaát trung bình cuûa chaát loûng ñöôïc tính nhö theá naøo ? HS : AÙp suaát trung bình cuûa chaát loûng : p= F S GV : Qua thí nghieäm nhuùng pittoâng vaøo nöôùc, caùc em nhaän thaáy nöôùc eùp leân dieän tích pittoâng coù ñeàu khoâng ? HS : Nöôùc eùp ñeàu leân dieän tích pittoâng GV : Taïi moïi ñieåm cuûa chaát loûng , aùp suaát theo moïi phöông laø nhö nhau. GV : Neáu nhöùng sau pittoâng vaøo nöôùc hôn nöõa, caùc em seõ thaáy loø xo nhö theá naøo ? HS : Caøng nhuùng saâu vaøo loøng nöôùc thì loø xo caøng bò neùn vaøo GV : AÙp suaát ôû nhöõng ñieåm coù ñoä saâu khaùc nhau seõ nhö theá naøo ? HS : AÙp suaát ôû nhöõng ñieåm coù ñoä saâu khaùc nhau thì khaùc nhau. GV : Qua coâng thöùc tính aùp suaát caùc em coù theå cho bieát ñôn vò cuûa aùp suaát ? GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO 3) Söï thay ñoåi aùp suaát theo ñoä saâu GA VL 10 BAN TN HK II - 39 TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI HS : Ñôn vò aùp suaát laø N/m2 GV : Ngoaøi ra ta coøn coù ñôn vò aùp suaát : 1 Pa = 1 N/m2 GV : Ngoaøi ra coøn duøng caùc ñôn vò khaùc : 1 atm = 1,013.105 Pa. 1 Torr = 133,3 Pa 1 atm = 760 mmHg 3) Söï thay ñoåi aùp suaát theo ñoä saâu GV : Ta xeùt moät chaát loûng ôû traïng thaùi caân baèng tónh trong moät bình chöùa töùc laø khoâng coù doøng chaûy cuûa chaát loûng. Theo caùc em aùp suaát cuûa chaát loûng taïi taát caû caùc ñieåm naèm treân maët naèm ngang seõ nhö theá naøo ? HS : AÙp suaát cuûa chaát loûng taïi taát caû caùc ñieåm naèm treân maët naèm ngang seõ baèng nhau. GV : AÙp suaát tuyeät ñoái cuûa chaát loûng : p = pa + ρgh GV : AÙp suaát tuyeät ñoái p ôû ñoä saâu h lôùn hôn aùp suaát khí quyeån, hieäu cuûa chuùng baèng Dgh. AÙp suaát tuyeät ñoái goïi laø aùp suaát thuûy tónh. II. NGUYEÂN LÍ PAXCAN GV : Caùc em haïy quan saùt hình veõ thí nghieäm sau ñaây : GV : Qua hình veõ treân caùc em cho bieát aùp suaát cuûa chaát loûng coù truyeàn ñi khaép moïi ñieåm treân thaønh bình khoâng ? HS : AÙp suaát cuûa chaát loûng truyeàn ñi khaép moïi ñieåm treân thaønh bình. GV → Nguyeân lí Paxcan p = png + ρgh GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO VAÄT LYÙ 10 - HK II AÙp suaát tuyeät ñoái p ôû ñoä saâu h lôùn hôn aùp suaát khí quyeån, hieäu cuûa chuùng baèng Dgh. p = pa + ρgh II. NGUYEÂN LÍ PAXCAN * Nguyeân lí : “ Ñoä taêng aùp suaát leân moät chaát loûng chöùa trong bình kín ñöôïc truyeàn nguyeân veïn cho moïi ñieåm cuûa chaát loûng vaø thaønh bình” p = png + ρgh III. MAÙY EÙP DUØNG CHAÁT LOÛNG Nguyeân lí Paxcan ñöôïc aùp duïng nhieàu trong kó thuaät vaø ñôøi soáng, nhö maùy eùp duøng chaát loûng, maùy naâng vaät coù troïng löôïng lôùn, GA VL 10 BAN TN HK II - 40 TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI III. MAÙY EÙP DUØNG CHAÁT LOÛNG GV : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _______________________ VAÄT LYÙ 10 - HK II phanh thuûy löïc trong caùc xe maùy, oâtoâ … Nguyeân taéc chung cuûa caùc loaïi maùy naøy moâ taû nhö hình veõ sau : F1 S1 F1 .S 2 = ⇒ F2 = F2 S 2 S1 Neáu cho F1 di chuyeån moät ñoaïn baèng d1xuoáng döôùi thì löïc F2 di chuyeån ngöôïc leân treân moät ñoaïn d2 : S1 d 2 = ⇒ Coâng ñöôïc baûo toaøn S 2 d1 3) Cuõng coá : _________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ ________________________________. 4) Daën doø hoïc sinh : - Traû lôøi caâu hoûi 1 ; 2; 3 - Laøm baøi taäp : 1; 2; 3 GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO GA VL 10 BAN TN HK II - 41 TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI VAÄT LYÙ 10 - HK II Baøi 37 SÖÏ CHAÛY THAØNH DOØNG CUÛA CHAÁT LOÛNG ÑÒNH LUAÄT BECNULI I. MUÏC TIEÂU - Hieåu ñöôïc caùc khaùi nieäm chaát loûng lí töôûng, doøng, oáng doøng. - Naém ñöôïc coâng thöùc lieân heä vaän toác vaø tieát dieän trong moät oáng doøng, coâng thöùc ñònh luaät Becnuli, yù nghóa caùc ñaïi löôïng trong coâng thöùc nhö aùp suaát tónh, aùp suaát ñoäng ( chöa caàn chöùng minh ) II. CHUAÅN BÒ _________________________________________________________ __________________________________________________________ III. TOÅ CHÖÙC HOAÏT ÑOÄNG DAÏY HOÏC OÅn ñònh lôùp hoïc 1) Kieåm tra baøi cuû : + Caâu 01 : Neâu Ñònh nghóa vaø vieát coâng thöùc khoái löôïng rieâng ? + Caâu 02 : Neâu coâng thöùc tính aùp suaát cuûa chaát loûng leân thaønh bình ? + Caâu 03 : Neâu coâng thöùc vaø cho bieát yù nghóa söï thay ñoåi aùp suaát theo ñoä saâu ? 2) Noäi dung baøi giaûng : Phaàn laøm vieäc cuûa giaùo vieân I. CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA CHAÁT LOÛNG LÍ TÖÔÛNG GV : Dieãn giaûng : Chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng chia thaønh hai loaïi : + Chaûy oån ñònh ( hay chaûy thanh doøng) + Chaûy khoâng oån ñònh ( hay chaûy cuoän xoaùy) Chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng lí töôûng thoaû maõn caùc ñieàu kieän : - Chaát loûng khoâng nhôùt, töùc laø boû qua ma saùt trong loøng chaát loûng. - Söï chaûy laø oån ñònh hay thaønh lôùp, thaønh doøng. - Chaát loûng khoâng chòu neùn, töùc laø khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng khoâng ñoåi. II. ÑÖÔØNG DOØNG – OÁNG DOØNG GV : VEÕ hình aûnh sau ñaày ( Hình 4.9 SGK) GV : Khi chaát loûng chaûy oån ñònh, moãi phaân töû cuûa chaát loûng chuyeån ñoäng theo moät nhaát ñònh, goïi laø ñöôøng doøng. Quan saùt hình aûnh treân caùc em cho bieát caùc ñöôøng doøng naøy coù caét nhau hay khoâng ? HS : Caùc ñöôøng doøng khoâng caét nhau. GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO Phaàn ghi cheùp cuûa hoïc sinh I. CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA CHAÁT LOÛNG LÍ TÖÔÛNG Chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng chia thaønh hai loaïi : + Chaûy oån ñònh ( hay chaûy thanh doøng) + Chaûy khoâng oån ñònh ( hay chaûy cuoän xoaùy) Chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng lí töôûng thoaû maõn caùc ñieàu kieän : - Chaát loûng khoâng nhôùt, töùc laø boû qua ma saùt trong loøng chaát loûng. - Söï chaûy laø oån ñònh hay thaønh lôùp, thaønh doøng. - Chaát loûng khoâng chòu neùn, töùc laø khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng khoâng ñoåi. II. ÑÖÔØNG DOØNG – OÁNG DOØNG Vaän toác cuûa phaàn töû chaát loûng taïi moät ñieåm coù phöông tieáp tuyeán vôùi ñöôøng doøng taïi ñieåm ñoù vaø chieàu höôùng theo doøng chaûy. Taïi caùc ñieåm khaùc nhau treân ñöôøng doøng , vaän toác cuûa chaát loûng coù theå khaùc nhau nhöng taïi moät ñieåm nhaát ñònh treân ñöôøng doøng thì GA VL 10 BAN TN HK II - 42 TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI VAÄT LYÙ 10 - HK II GV : Baây giôø ta haõy xeùt moät ñieåm A treân vaän toác cuûa chaát loûng khoâng ñoåi. ñöôøng doøng, moät em leân veõ vectô chuyeån OÁng doøng laø moät phaàn cuûa chaát loûng chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng taïi ñieåm naøy ? ñoäng coù maët bieân taïo bôûi caùc ñöôøng doøng HS : Leân veõ vectô v taïi A GV : Qua hình veõ treân caùc em cho bieát phöông vaø chieàu cuûa vaän toác chaát loûng ñang chaûy ? HS : Vaän toác cuûa phaàn töû chaát loûng taïi moät ñieåm coù phöông tieáp tuyeán vôùi ñöôøng doøng taïi ñieåm ñoù vaø chieàu höôùng theo doøng chaûy. GV : Baây giôø döïa vaøo hình aûnh treân caùc em cho bieát taïi nhöõng ñieåm khaùc nhau treân ñöôøng doøng thì vaän toác cuûa chuùng coù baèng nhau khoâng ? HS : Vaän toác cuûa chaát loûng khaùc nhau. GV : Neáu taïi cuøng moät ñieåm A maø ta ñang xeùt thì vaän toác cuûa chaát loûng caùc phaân töû chaát loûng khi ñi qua A nhö theá naøo ? HS : Vaän toác caùc phaân töû chaát loûng khoâng thay ñoåi GV : Ñöa ra khaùi nieäm veà oáng doøng GV : OÁng doøng coù tac duïng nhö oáng thaät vì moät phaân töû chaát loûng chuyeån ñoäng beân trong oáng doøng khoâng theå chaïy ra ngoaøi oáng ñöôïc. GV : Trong nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh, caùc oáng daãn nöôùc, daãn daàu … coù theå coi laø oáng doøng. III. HEÄ THÖÙC GIÖÕA VAÄN TOÁC VAØ TIEÁT III. HEÄ THÖÙC GIÖÕA VAÄN TOÁC VAØ TIEÁT DIEÄN TRONG MOÄT OÁNG DOØNG. DIEÄN TRONG MOÄT OÁNG DOØNG v1 S 2 = GV : Xeùt moät phaàn oáng doøng giöõa hai maët S 1 Heä thöùc : v S1 2 vaø S2 . Moät phaân töû cuûa chaát loûng khi qua S 1 “ Trong moät oáng doøng, vaän toác cuûa chaát loûng coù vaän toác v1. Sau khoaûng thôøi gian ∆t, phaân tæ leä nghòch vôùi dieän tích tieát dieän cuûa oáng.” töû ñoù dòch chuyeån ñöôïc moät ñoaïn l ñöôïc tính v1 S 2 nhö theá naøo ? = Töø ⇒ v1 S1 = v2 S2 = A v 2 S1 HS : l = v1.∆t Löu löôïng chaát loûng A coù giaù trò nhö nhau ôû GV : Nhö vaäy sau khoaûng ∆t coù moät theå tích moï i ñieåm. chaát loûng S1v1∆t ñi vaøo trong phaàn oáng doøng Sau khi chaûy oån ñònh, löu löôïng chaát loûng ñoù. Cuõng trong thôøi gian ∆t, moät theå tích chaát trong moät oáng laø khoâng ñoåi. loûng töø trong ñi ra khoûi phaàn oáng doøng naøy. Khi ñoù 1 phaân töû chaát loûng qua S 2 vôùi vaän toác v2. Theå tích cuûa chaát loûng ñi qua S 2 laø S2v2∆t. Caùc em cho bieát theå tích phaàn chaát loûng ñi vaøo oáng doøng seõ nhö theá naøo so vôùi theå tích GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO GA VL 10 BAN TN HK II - 43 TRÖÔØNG THPT MAÏC ÑÓNH CHI VAÄT LYÙ 10 - HK II chaát loøng ra khoûi oáng doøng ? HS : Do chaát loûng khoâng neùn neân theå tích cuûa chuùng baèng nhau. S1v1∆t = S2v2∆t ⇒ v1 S 2 = (1) v 2 S1 GV : Qua bieåu thöùc treân caùc em coù nhaän xeùt nhö theá naøo veà vaän toác vaø tieát dieän oáng doøng ? HS : Vaän toác cuûa chaát loûng tæ leä nghòch vôùi dieän tích cuûa oáng. S1v1 = S2v2 = A (2) A : Löu löôïng cuûa chaát loûng ( m3/s) GV : Qua heä thöùc treân caùc em cho bieát löu löôïng cuûa chaát loûng nhö theá naøo ? HS : Khi chaûy oån ñònh, löu löôïng chaát loûng trong moät oáng doøng laø khoâng thay ñoåi IV. ÑÒNH LUAÄT BECNULI GV : Khi chaát loûng ñöùng yeân aùp suaát ôû nhöõng ñieåm treân cuøng moät maët phaúng naèm ngang nhö theá naøo ? HS : AÙp suaát ôû nhöõng ñieåm naøy baèng nhau p = haèng soá GV : Khi chaát loûng ñang chuyeån ñoäng ta coù aùp suaát taïi nhöõng ñieåm khaùc nhau cuûa oáng doøng phuï thuoäc vaøo vaän toác taïi ñieåm ñoù vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi phöông trình Becnuli p+ 1 2 ρv = haèng soá 2 Vôùi : p : AÙp suaát tónh 1 2 ρv : AÙp suaát ñoäng 2 IV. ÑÒNH LUAÄT BECNULI CHO OÁNG NAÈM NGANG Ñònh luaät Becnuli p+ 1 2 ρv = haèng soá 2 Vôùi : ρ : Khoái löôïng rieâng P : AÙp suaát tónh 1 2 ρv : AÙp suaát ñoäng. 2 AÙp suaát ñoäng : Do vaän toác cuûa chaát loûng gaây ra , ñôn vò Pa “ Trong söï chaûy oån ñònh ,toång aùp suaát ñoäng vaø aùp suaát tónh khoâng ñoåi doïc theo oáng ( naèm ngang ) . ( GV coù theå so saùnh : 1 2 ρv = haèng soá : Chaát loûng 2 1 mgh + mv2 = haèng soá : Chaát raén ) 2 p+ → Ñònh luaät Becnuli 3) Cuõng coá : 4) Daën doø hoïc sinh : GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO GA VL 10 BAN TN HK II - 44 ... ρgh II NGUYÊN LÍ PAXCAN * Nguyên lí : “ Độ tăng áp suất lên chất lỏng chứa bình kín truyền nguyên vẹn cho điểm chất lỏng thành bình” p = png + ρgh III MÁY ÉP DÙNG CHẤT LỎNG Nguyên lí Paxcan áp dụng... khí quyển, hiệu chúng Dgh Áp suất tuyệt đối gọi áp suất thủy tónh II NGUYÊN LÍ PAXCAN GV : Các em hạy quan sát hình vẽ thí nghiệm sau : GV : Qua hình vẽ em cho biết áp suất chất lỏng có truyền... bình không ? HS : Áp suất chất lỏng truyền khắp điểm thành bình GV → Nguyên lí Paxcan p = png + ρgh GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ 10 - HK II Áp suất tuyệt đối p độ sâu h lớn áp suất khí quyển, hiệu