Tuyển tập bài tập ôn thi học sinh giỏi vật lý thpt

Tuyển tập bài tập ôn thi học sinh giỏi môn vật lý THPT giúp các bạn học sinh có tài liệu thiết thực và hiệu qura nhất để chuẩn bị cho các kì thi vượt cấp, thi học siinh giỏi sắp tới. Bộ tài liệu là sự tổng hợp từ nhiều đề khác nhau

Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net PHẦN CƠ HỌC A/ NỘI DUNG KIẾN THỨC Nội dung kiến thức cho việc BDHSG môn Vật lý dự thi cấp tỉnh chủ yếu gồm phần : học - nhiệt học - quang học - điện học - Phần học chủ yếu tập trung lớp 6,7,8 bao gồm : + Cơ chuyển động: +Cơ lực áp suất +Công – công suất + Các máy đơn giản B/ Phần học : I.Cơ chuyển động Trong chương trình vật lý THCS chủ yếu áp dụng công thức tính vận tốc v = suy : s = v.t , t = s v s công thức t : v : vận tốc , đơn vị m/s s : quãng đường, đơn vị m t : thời gian, đơn vị s Trong thực tế giải tập em thường gặp dạng toán với đơn vị vận tốc km/h, m/h,…… Trong phần chuyển động phân thành chủ đề sau: 1.Dạng động tử chuyển động: a/Một người xe đạp từ A đến B có chiều dài 24 km liên tục không nghỉ sau 2h người đến B Nhưng 30 phút, người dừng lại 15 phút tiếp hỏi quãng đường sau người phải với vận tốc để đến B kịp lúc? b/Tâm thăm người bạn cách nhà 19 km xe đạp Chú tâm bảo Tâm chờ 15 phút dùng xe mô tô chở tâm với vận tốc 40 km/h sau 15 phút xe hư phải chờ sửa xe 30 phút.Sau tâm tâm tiếp tục với vận tốc 10m/s tâm đến nhà bạn sớm dự định xe đạp 15 phút Hỏi xe đạp Tâm phải với vận tốc bao nhiêu? Cách giải : Áp dụng công thức tính vận tốc v = s s công thức suy ra: s = v.t , t = t v Tìm quãng đường thời gian quãng đường đó, suy vận tốc, thời gian vật chuyển động Tính vận tốc trung bình : 2.1/Vận dụng công thức s1 + s + + s n v = t + t + + t (1) , SGK vật lý lớp có số tập n dạng này, nhiên tập dạng đơn giản Thông thường toán dành cho học sinh giỏi có dạng phức tạp hơn, đòi hỏi học sinh mức độ tư cao 2.2/.Một số dạng tập : a/Một người xe đạp quãng đường thẳng AB Trên 1/3 đoạn đường đầu với vận tốc 15 km/h ,1/3 đoạn đường với vận tốc 10 km/h 1/3 đoạn đường cuối với vận tốc km/h.Tính vận tốc trung bình người xe đạp toàn đoạn đường AB ? *Cách giải : Gọi quãng đường AB = S Tìm : + thời gian t1 để hết 1/3 đoạn đường đầu Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net + thời gian t2 để hết 1/3 đoạn đường đầu + thời gian t3 để hết 1/3 đoạn đường đầu Vận dụng công thức (1), thay số tính kết b/ Tính vận tốc trung bình cuả ôtô Biết nửa quãng đường đầu xe với vận tốc 40 km/h ; 2/3 quãng đường lại với vận tốc 50 km/h, cuối với vận tốc 60 km/h Cách giải : Tương tự a, nhiên cần lưu ý toán đoạn đường cuối chưa cho tường minh c/ Một ôtô từ tỉnh A đến tỉnh B thời gian t Trong 1/4 thời gian t khởi hành từ A xe chạy với vận tốc 80 km/h , 3/16 thời gian t xe chạy với vận tốc 60 km/h đoạn đường cuối để đến B xe chạy với vận tốc 40 km/h Tính vận tốc trung bình xe ? Cách giải : (Ngược lại với toán trên) Tìm : + quãng đường S1 ô tô ¼ thời gian t + quãng đường S2 ô tô 3/16 thời gian t + quãng đường S3 tô khoảng thời gian lại Vận dụng công thức (1), thay số tình kết d/ Một người từ A đến B Trên ¼ quãng đường đầu với vận tốc v 1, nửa thời gian lại với vận tốc v2, nửa quãng đường lại với vận tốc v đoạn đường cuối với vận tốc v2 Tính vận tốc trung bình người toàn quãng đường ? Cách giải: Phối hợp hai toán + Gọi s quãng đường AB + s1=1/4s quãng đường với vận tốc v1 thời gian t1 + s2 quãng đường với vận tốc v2 thời gian t2 + s3 quãng đường với vận tốc v1 thời gian t3 + s4 quãng đường với vận tốc v2 thời gian t4 Tìm t1 = s1 3s 3s 3s , t2 = , t3= , t4 = Vận dụng (1), tìm vtb 4v1 8v2 16v1 16v2 e/Một người quãng đường S chia thành n chặng không nhau, chiều dài chặng s1, s2, ……, sn Thời gian người chặng đường tương ứng t 1, t2, …… , tn.Tinh vận tốc trung bình người quãng đường S chứng minh vận tốc trung bình lớn vận tốc bé bé vận tốc lớn chặng Cách giải : Vận dụng cộng thức (1) +Gọi v1, v2,… vận tốc cuả người tương quãng đường sn s1 s2 , v2 = , ………… ,vn = Giả sử vận tốc có vi vận tốc bé t1 t2 tn vk vận tốc lớn (1 ≤ i ; k ≤ n) v v v s1 + s + + s n vi ( t1 + t2 + .ti + + n tn v1t1 + v2t2 + + vntn vi vi Vậy vtb = t + t + + t = , vtb= vi t1 + t2 + tn n t1 + t2 + + tn v1 v2 Mà : , , , lớn nên vi vi vi v v v vi ( t1 + t2 + .ti + + n tn ) > t1 + t + + tn hay vi < vtb vi vi vi Ta có : v1= Lập luận tương tự ta chứng minh : vk > vtb Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net g/ Hai xe ô tô khởi hành từ A để đến B, AB có chiều dài s Ô tô thứ nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 nửa quãng đường sau với vận tốc v Ô tô thứ hai nửa thời gian đầu với vận tốc v1 với vận tốc v2 nửa thời gian sau 1/Tính vận tốc trung bình ô tô quãng đường 2/Ô tô đến B trước trước lâu ? 3/Hỏi hai ô tô đến B thi ô tô lại cách B quãng đường ? Cách giải : 1/ Tương tự cách giải ta tính vtb.1 = 2v1v2 v +v ; vtb.2 = v1 + v2 2/ Đặt t0 = t – t’ , ta có : t0 = s (v1 + v2) − 2s s(v1 − v2 ) = v1 + v2 2v1v2 (v1 + v2 ) 2v1v2 Khi v1 ≠ v2, ta có t0 > lúc t > t’ , ô tô thứ hai đến B trước trước khoảng thời gian s(v1 − v2 ) t0 = 2v1v2 (v1 + v2 ) 3/ * Trường hợp : Khi ô tô thứ hai đến B ô tô thứ nửa quãng đường sau : Gọi s0 quãng đường lai mà ô tô thứ phải để đến B Ta có : s0 = v2t0 = = s (v1 − v2 ) s Để có kết thi s0 < nên v2 < 3v1 2v1 (v1 + v2 ) Vậy v2 < 3v1 lúc ô tô thứ hai đến B, ô tô thứ cách B quãng đường s0 = s (v1 − v2 ) 2v1 (v1 + v2 ) *Trường hợp : Khi ô tô thứ hai đến B ô tô thứ nửa quãng đường đầu Ta có : s0 = s – v1t’ = s – v1t’ ( t’ = t – t0, t0 thời gian để ô tô thứ hết quãng đường lại) Tính s0 = s (v2 − v1) v1 + v2 > s Suy v2 > 3v1 Vậy v2 > 3v1 lúc ô tô thứ hai đến B, ô tô thứ cách B quãng s0 = s (v2 − v1) v1 + v2 *Trường hợp : Khi v2 = 3v1 lúc ô tô thứ hai đến B ô tô thứ nửa quãng đường, nghĩa cách B quãng s0 = s ( Câu toán dùng phương pháp đồ thị để giải ) 3/Dạng toán chuyển động chiều – ngược chiều đường thẳng: 3.1/Khi giải dạng toán việc vận dụng công thức trên, cần phải cung cấp thêm cho học sinh : a/ Hai vật xuất phát lúc ,chuyển động chiều thời gian để chúng gặp khoảng cách chúng chia cho tổng vận tốc chúng Công thức : t = s (2) v1 + v b/ Hai vật xuất phát lúc, chuyển động ngược chiều thời gian để chúng gặp khoảng cách chúng chia cho hiệu vận tốc chúng Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net Công thức : t = s ( v1 v1 − v > v2 ) (3) 3.2/Một số dạng tập : a/Lúc 7h, người khởi hành từ A B với vận tốc v = 4km/h Lúc 9h, người xe đạp xuất phát từ A B với vận tốc v2 = 12km/h 1/Hai người gặp lúc ? Nơi gặp cách A km ? 2/ Lúc hai người cách 2km ? Cách giải : 1/Đây hai chuyển động chiều quãng đường, vận dụng công thức (2) tìm thời gian hai người gặp suy thời điểm hai người gặp nhau, nơi gặp so với điểm khởi hành .2/ *Trường hợp 1: Hai người cách 2km trước gặp *Trường hợp 2: Hai người cách 2km sau gặp b/Lúc 10h hai xe máy khởi hành từ hai địa điểm A B cách 96km ngược chiều Vận tốc xe từ A 36km/h, xe từ B 28km/h 1/ Xác dịnh vị trí thời điểm hai xe gặp 2/Sau hai xe cách 32km Cách giải : Tương tự ý hai chuyển động ngược chiều Khi giải sử dụng công thức (3) Kiến thức toán cấn có học sinh : giải hệ phương trình bậc Để việc giải toán dễ dàng GV trang bị cho HS kiến thức : Phương trình chuyển động( Công thức đường đi) -Dạng phương trình : x = x0 + v( t – t0 ) x0 toạ độ ban đầu vật thời điểm ban đầu t0 so với vật mốc chọn làm gốc v : Vận tốc vật chuyển động x : toạ độ vật thời điểm t -Quy ước : * Tại thời diểm ban đầu to dấu x0 : + Vật nằm phần dương trục : xo > +Vật nằm phần âm trục : x0 < + Vật nằm gốc toạ độ : xo = * Dấu vận tốc : +Vật chuyển động theo chiều dương trục : v > + Vật chuyển động theo chiều âm trục :v v2, ỏ người tới đích người cách đích bao xa? ( tính theo S, v1, v-2) (Năm học 2002 – 2003) 7/Một xe mô tô xuất phát từ A chuyển động đường thẳng hướng điểm B với vận tốc ban đầu v0= 31m/s Biết sau giây, vận tốc xe lại giảm nửa giây xe chuyển động thẳng a/Sau xe mô tô đến điểm B ? Biết khoảng cách AB = 60m b/ Ba giây sau kể từ lúc xe mô tô nói xuất phát, ô tô xuất phát từ A chuyển động phía B với vận tốc không đổi v = 31m/s Hai xe có gặp không? Nếu có, xác định thời điểm gặp (Năm 2006- 2007) 8/Hai bạn Hùng Mạnh xuất phát để chuyển động từ A đến B Hùng chuyển động với vận tốc 15 km/h nửa đoạn đường đầu với vận tốc 10km/h nửa đoạn đường lại mạnh chuyển động với vận tốc 15km nửa thời gian đầu với vận tốc 10km/h nửa thời gian lại a/Hỏi hai bạn người đến B trước? b/Cho biết thời gian chuyển động từ A đến B hai bạn chênh 10 phút Tính chiều dài quãng đường AB thời gian chuyển động bạn (Năm học 2009 – 2010) 9/Tại hai điểm A B đường thẳng cách 120km, hai ô tô khởi hành lúc chạy ngược chiều Xe từ A với vận tốc v 1= 30km/h, xe từ B với vận tốc v 2= 50km/h a Viết công thức xác định vị trí hai xe A thời điểm t kể từ lúc hai xe khởi hành b Xác định thời điểm vị trí hai xe gặp Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net c Xác định thời điểm vị trí hai xe cách 40km (Năm 2011- 2012) 10/ Hai máy bay A B tiến lại gần theo đường thẳng với vận tốc v Tại thời điểm đó, máy bay A phát sóng rađa sau khoảng thời gian t nhận sóng phản xạ từ máy bay B Vận tốc sóng rađa c Tính khoảng cách D hai máy bay lúc A phát sóng khoảng cách d hai máy bay lúc A nhận sóng phản xạ (Các kết biểu diễn theo t,c v) (Năm 2012- 2013) Thuật toán giải toán “CHUYỂN ĐỘNG ĐỀU “Giải toán vật lý nào- Lê Nguyên Long – NXB giáo duc 2001 Chọn điểm gốc (vật mốc ) chiều dương quỹ đạo ( từ trái sang phải ) 1/ Nhận biết chuyển động so với điểm gốc O -Có vật thay đổi vị trí so với điểm gốc O không ? Có Không Kết luận : đứng yên - Nhận biết chuyển động Có hay không s1 t1 = s2 t2 Hoặc v = số Có = s3 t3 = ………… Không Kết luận : có vtb = s t Nhận biết chuyển động điểm gốc O -Điểm O có thay đổi vị trí so với vật mốc O ‘ khác ? Có Không Tính vận tốc vật so với gốc O ‘ tổng đại số v1 so với gốc O v2 gốc O so với gốc O’ : v = v1 + v Dấu vận tốc phù hợp với chiều dương bước Khi chuyển sang bước cần ý đại lượng v, s, s0 xét so với điểm gốc O‘ 6.Tính v,s t theo công thức s = s0 + vt trongđó s quãng đường mà vật với vận tốc v thời gian t,s0 khoảng cách từ vật tới điểm gốc vào lúc bắt đầu xuất phát s = vật xuất phát từ gốc s,s0 có giá trị dương vật nằm bên phải điểm gốc,và âm bên trái s = vật đến điểm gốc Chú ý dấu vật tốc theo quy định chiều dương chọn bước Nếu toán có vài vật chuyển động ta phải thiết lập thuật toán cho vật riêng rẽ ( từ bước trở ) II/.Lực khối lượng 1/Các kiến thức : 10 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net - Biểu diển lực - Lực đàn hồi –lực ma sát -Khối lượng – trọng lượng : Ở nơi trái đất trọng lương vật tỉ lệ với khối lượng p = mg hay p1 m1 = p2 m2 hệ số tỉ lệ g = 9,81 N/kg g = 10 N/kg m hay m = DV Đơn vị đo khối lượng riêng : kg/m3 hay g/ cm3 V -Khối lượng riêng : D = -Trọng lượng riêng : d = p V hay p = dV -Trọng lượng riêng chất tỉ lệ với khối lượng riêng d= Dg 2/Một số dạng tập 2.1: Quan hệ khối lượng, trọng lượng, khối lượng riêng, lượng riêng: a/ Một vật cân cân đĩa Hà nội kg.Biết khối lượng riêng chất làm vật 2,7 g/cm3, g = 9,793 N/ kg +Tìm trọng lượng vật trọng lượmg riêng chất làm vật + Đem vật dến thành phố Hố Chí Minh khối lượng riêng trọng lượng riêng vật thay đổi ? Cho thể tích vật không thay đổi b/Cân vật cân Robecvan hà Nội 2kg, cân lực kế bao nhiêu? Nếu cân vật hai dụng cụ treo T.P Hồ Chí Minh kết bao nhiêu? Biết Hà Nội g ≈ 9,793N/kg T,P Hồ Chí Minh g ≈ 9,787N/kg Trong trường hợp nói trọng lượng vật tỉ lệ với khối lượng nó? Cách giải : Dùng công thức liên hệ khối lượng, trọng lượng, khối lượng riêng, trọng lượng riêng để giải 2.2/Xác định thành phần chất có hỗn hợp: a/Một mẩu hợp kim thiếc – chì có khối lượng m = 664g, khối lượng riêng D = 8,3 g/cm Hãy xác định khối lượng thiếc chì hợp kim, biết khối lượng riêng thiếc D = 7300 kg/m3, chì D2 = 11300 kg/m3 coi thể tích hợp kim tổng thể tích kim loại thành phần b/Ngưòi ta cần chế tạo hợp kim có khối lượng 5g/cm cah1 pha trộng đồng có khối lượng riêng 8900kg/m3 với nhôm có khối lượng riêng 2700kg/m3 Hỏi tỉ lệ khối lượng đồng khối lượng nhôm cần phải pha trộn? c/ Một hổn hợp gồm n chất có khối lượng riêng lần lượng D1, D2,……., Dn Hãy tính khối lượng riêng hổn hợp trường hợp sau: 1/Tỉ lệ thể tích chất so với thể tích hổn hợp α1 , α , α 2/Tỉ lệ khối lượng chất so với khối lượng hổn hợp β1 , β , .β n 3/ Trong trường hợp trên, chứng minh : Dmin < D < Dmax, Dmin giá trị nhỏ Dmax giá trị lớn khối lượng riên chất thành phần Cách giải: +Lập công thức tính khối lượng riêng chất + Khối lượng hổn hợp tổng khối lượng chất thành phần Thể tích hổn hợp tổng thể tích chất thành phần + Dùng thuật toán : Giải hệ P.T bậc ẩn III/ Áp suất 11 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net Ap suất vật rắn : đại lượng đo áp lực đơn vị diện tích bị ép Công thức : p = F p : áp suất (N/m2 ) , F : áp lực (N), S : diện tích bị ép ( m2) S Những toán vận dụng công thức thường hạn chế trường hợp riêng lực F vuông góc với diện tích bị ép S,và vật rắn thường trọng lực P 2.Một số dạng tập: a/ Một nhà chịu dược áp suất lớn 200.000 Pa mà không bị lún.Trong hai trường hợp trường hợp sàn bị lún + Đặt lên sàn vật có khối lượng 2000 kg diện tích tiếp xúc với mặt sàn 0,2 m + Một đinh đầu nhọn có diện tích 0,1mm2 ấn xuống lực 5N b/Một thùng cao 1m, thành thùng có lỗ thủng nhỏ có diện tích 1cm cách đáy thùng khoảng 10cm Người ta dùng miếng nhôm vá bên lỗ thủng Hỏi cần lực nhỏ để giữ miếng nhôm khỏi bị bật khỏi thùng đựng đầy nước ? Cho trọng lượng riêng cuả nước d = 10000 N/m3 cho biết 1Pa = 1N/m2 c/ Một máy lặn khảo sát đáy biển tích 16 m trọng lượng không khí 300.000N Máy đứng mặt đất nhờ ba chân Diện tích tiếp xúc chân với mặt đất 50dm2 Cho máy làm việc độ sâu 200m.Cho trọng lượng riêng nước biển 10.300 N/m3 Hãy tính : 1/Áp suất máy lên mặt đất 2/ Áp suất máy lên đáy biển 3/ Áp lực nước biển lên cửa sổ quan sát.Cho diện tích cửa sổ 0,4 m d/Một người có khối lượng 57kg ngồi xe đạp có khối lượng 15kg Diện tích tiếp xúc lớp xe mặt đất 30cm2 Biết hệ số ma sát xe mặt đường 0,2 Công suất tối đa người đạp xe 1152W 1/ Tính áp suất khí tối thiểu phải bơm vào bánh xe, biết trọng lượng người xe phân bố sau : 1/3 lên bánh trước 2/3 lên bánh sau 2/Xác định vận tốc tối đa người đạt đạp xe Cách giải: +Các toán vận dụng công thức : p = F để giải S +Bài c: Khi giải toán b c phải sử dụng thêm kiến thức áp suất chất lỏng + Bài d: -Vận dụng công thức : Fms = 10.k.m - vận dụng thêm công thức : tính công suất để suy CT : v = P/F 2/Ap suất chất lỏng : 2.1/Các kiến thức : - Định luật Paxcan - Công thức tính áp suất lòng chất lỏng : p = h.d Trong : p : áp suất lòng chất lỏng ( N/m 2), h : chiều cao cột chất lỏng(m) , d : trọng lượng riêng chất lỏng ( N/m3) -Công thức máy ép dùng chất lỏng : F S = f s -Bình thông : ( nguyên tắc bình thông ) Khi nhánh bình thông có miệng hở chứa chất lỏng mặt thoáng nhánh nằm mặt phẳng nằm ngang 12 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net Nếu bình thông chứa chất lỏng có trọng lượng riêng khác mực chất lỏng nhánh khác Một số hệ : + Trong chất lỏng tất điểm nằm mặt phẳng nằm ngang chịu chung áp suất + Mặt phân cách hai chất lỏng không hoà tan mặt phẳng -Định luật Acsimet : Chất lỏng tác dụng lên vật nhúng lực hướng thẳng đứng từ lên có độ lớn trọng lương phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ Công thức : F =V.d =V.Dg Trong F : lực đẩy Acsimét V : thể tích phần chìm vật d : trọng lượng riêng chất lỏng - Sự vật 2/Một số dạng toán: 2.1/Máy ép dùng chất lỏng: a/ Một máy ép dùng chất lỏng, lần pitôn nhỏ xuống đoạn h= 0,2m pittôn lớn nâng lên H = 0,01m ,tính lực nén vật bên pittôn lớn tác dụng vào pittôn nhỏ lực f = 500 N b/ Các pittôn máy ép thủy lực nhỏ có bán kính 1cm 4cm 1/ Hỏi nâng vật có trọng lượng tác dụng lực 180N lên pittôn nhỏ? 2/Khi pittôn nhỏ dịch xuống đoạn l1= 10cm pittôn lớn dịch chuyển đoạn bao nhiêu? c/Một máy thủy lực có độ lợi học k = 40 Pitton nhỏ có bán kính r1 = 30cm Tác dụng lực F1 = 300N đẩy piton xuống đoạn l1 = 50cm, xác định: 1/ Lực nâng F2 pitton lớn 2/Bán kính r2 pitton lớn 3/Khoảng cách di chuyển l2 pitton lớn 4/Thể tích chất lỏng V dịch chuyển bao nhiêu? Cách giải : Vận dụng công thức sau để giải: + Công thức máy ép dùng chất lỏng : F S = f s + thể tích chất lỏng chuyển từ pitton nhỏ sang piton lớn liên hệ công thức: V = h.s = H.S, suy : s H = S h +V = H π R (hình trụ) + Độ lợi học tỉ số lực tác dụng lên máy lực nâng tác dụng pitton lớn 2.2/ Bình thông nhau: a/ Một bình thông nhau,tiết diện nhánh A gấp đôi nhánh B.Lúc đầu bình thông chứa nước.Người ta đổ dầu vào nhánh A chiều cao cột dầu cm Khi chất lỏng bình cân Tính : + Mực chênh lệch mực nước hai nhánh + Mực nước nhánh B tăng lên ? 13 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net b/Bình thông có tiết diện nhánh trái gấp lần nhánh phải Ngưới ta đổ chất lỏng có trọng lượng d1 vào bình cho mực chất lỏng nửa chiều cao l nhánh Rót tiếp chất lỏng khác có trọng lượng riêng d2 đầy đến miệng bình bên phải 1/ Tìm độ chênh lệch hai mực chất lỏng chiều cao cột chta61 lỏng rót thêm vào Biết chất lỏng không trộn lẫn vào 2/ Tìm điều kiện d1 d2 để toán thực c/ Hai bình hình trụ có tiết diện S S2 thông với ống nhỏ có chứa nước Trên mặt nước hai bình có đặt số pitôn mỏng , khối lượng m m2 Cho m1=2m2 S1= 1,5 S2 đặt cân m = 1kg lên pittôn S mực nước bên S1 thấp bên S2 đoạn h1 = 20cm Khi đặt cân sang pittôn S2 mực nước bên S2 thấp bên S1 đoạn h2 = 5cm Khối lượng riêng nước 103 kg/m3 + Tìm m1, m2 ? + Tìm độ chênh lệch mực nước hai nhánh chưa có cân ? Cách giải : + Chất lỏng nhánh bình thông cân áp suất cột chất lỏng nhánh tác dụng lên điểm mặt phẳng năm ngang +Khi dịch chuyển thể tích chất lỏng giảm bình chuyển nguyên vẹn sang bình +Áp suất khí mặt thoáng chất lỏng nhánh coi +Lập phương trình cần thiết 2.3/ Áp suất gây cột chất lỏng a/Một ống nghiệm hình trụ có tiết diện S = 4cm chứa m= 128g Hãy tìm áp suất bên đáy ống nghiệm khi: 1/Ống đặt thẳng đứng không khí, miệng ống Cho áp suất khí p0 = 100 000N/m2, khối lượng riêng dầu D1 = 800kg/m3, chiều dài ống ghiệm l = 60cm 2/Ống nhúng thẳng đứn g vào chất lỏng có khối lượng riêng D = 600kg/m3, miệng ống cho cách mặt thoáng khoảng chiều cao ống 3/Ống nhúng thẳng đứng vào nước, miệng ống dưới, đáy ống cách mặt thoáng khoảng chiều cao ống nghiệm Biết khối lượng riêng nước D3 = 1000kg/m3 b/ Một ống thủy tinh tiết diện S = 2cm2 hở hai đầu cắm vuông góc vào chậu nước Người ta rót 72g dầu vào ống 1/Tìm độ chênh lệch mực dầu ống mực nước chậu Cho trọng lượng riêng nước dầu dn = 10000N/m3, d = 9000N/m3 2/Nếu ống có chiều dài l = 60cm phải đặt ống để rót dầu vào đầy ống? 3/Tìm lượng dầu chảy ống trạng thái câu 2, người ta kéo lên đoạn x Cách giải: Vận dụng kiến thức sau để giải toán dạng này: + Trong chất lỏng tất điểm nằm mặt phẳng nằm ngang chịu chung áp suất + Viết biểu thức tính áp suất lòng chất lỏng điểm cần xét +Vận dụng thuật toán toán học để tính toán, tìm đại lượng toán yêu câu c/ Một bể nước có bề rộng a = 4m, dài b = 8m chứa nước có chiều cao 1m 1/ Tìm lực tác dụng vào mặt bên bể Cho lượng riêng nước d = 10000N/m 14 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net 2/Bây người ta ngăn bề thành phần cho đáy phần hình vuông Mực nước hai phần bể h1 = 1,5m, h2 = 1m Tìm lực tác dụng vào vách ngăn Cách giải : Ngoài vận dụng kiến thức Học sinh cần suy luận được: Áp suất tác dụng lòng chất lỏng tỉ lệ thuận với độ sâu, áp lực tác dụng lênthành bể tích áp suất trung bình với diện tích thành bể 2.4/ Vật nhúng chất lỏng: a/ Một cầu có trọng lượng riêng d1 = 8200 N/m3 thể tích V1= 100cm3, mặt bình nước Người ta rót dầu hoàn toàn phủ kín cầu.trọng lương riêng dầu d 2=7000 N/m3 nước d3 = 10000 N/m3 1/Tính thể tích phần cầu ngập nước đổ dầu ? 2/Nếu rót thêm dầu thể tích phần ngập nước có thay đổi không ? b/Hai cầu, sắt, nhôm có khối lượng treo vào hai đĩa cân cân đòn Khi nhúng cầu sắt vào nước, cân thăng Để cân phải thăng trở lại ta phải đặt vào đĩa cân có treo cầu sắt cân có khối lượng m = 36g 2/ Tìm khối lượng cân m2 cần đặt vào để khôi phục thăng cầu nhôm nhúng nước Cho biết khối lượng riêng sắt, nhôm nước D = 7,8g/cm3; D2 = 2,7g/cm3; D0 = 1g/cm3 3/Khi nhúng hai cầu vào dầu có khối lượng riêng D = 0,8g/cm phải đặt thêm cân vào đĩa cân nào? Khối lượng để cân thăng bằng? c/ Trong bình hình trụ tiết diện S1 = 30cm2 có chứa nước có khối lượng riêng D1 = 1g/cm3 Người ta thả thẳng đứng gỗ có khối lượng riêng D2 = 0,8g/cm3, tiết diện S2 = 10cm2 thấy phần chìm nước h = 20cm 1/Tìm chiều dài l gỗ 2/Biết đầu gỗ cách đáy bình h’ = 2cm Tìm chiều cao mực nước có lúc đầu bình 3/Có thể nhấn chìm gỗ hoàn toàn vào nước bình không ? Để nhấn chìm gỗ vào nước chiều cao ban đầu tối thiểu mực nước có bình phải bao nhiêu? Cách giải : Áp dụng điều kiện cân vật nhúng chât lỏng: + Khi vật lơ lửng FA = P Viết biểu thức cho trường hợp theo kiên toán cho + Vận dụng công thức tính lực đẩy Asimet : FA = d.v 2.5/ Một số toán thi học sinh giỏi lớp cấp tỉnh- tuyển sinh vào trường THPT chuyên Lâm Đồng Để ép vật có khối lượng 500kg, người ta dùng hệ thống học sau: O F A M B Tính lực kéo F tác dụng vào đầu dây Cho biết: - Diện tích pitton lớn S = 2dm2, diện tích pitton nhỏ s = 50cm2 15 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net -OA = 40cm, OB = 2m -Hiệu suất hệ thống 80% - Vật M bị ép giảm bề dày 10cm (Năm 1997 – 1998) (Dạng toán : máy ép dùng chất lỏng kết hợp với hệ máy đơn giản) Bình thông gồm hai nhánh hình trụ tiết diện S2 S1 , S2 có chứa nước hình vẽ Trên mặt nước có đặt pitton mỏng, khối lượng m1, m2 Mực nước hai h S1 nhánh chênh đoạn h = 10cm 1/Tính khối lượng cân đặt pitton lớn để mực nước hai nhánh 2/Nếu đặt cân lên pitton nhỏ mực nước hai nhánh chênh đoạn H bao nhiêu? (Năm 2009) Một khối gỗ hình lập phương có cạnh a = 6cm thả vào bể nước Người ta thấy phần khối gỗ mặt nước có chiều cao h = 3,6cm 1/ Tìm khối lượng riêng gỗ, biết khối lượng riêng nước D0 = 1g/cm3 2/Nối khối gỗ với vật nặng có khối lượng riêng D1 = 8g/cm3 sợi dây mãnh nhẹ qua tâm mặt khối gỗ Sau hệ cân lơ lững nước, người ta thấy phần gỗ có chiều cao h’ = 3cm Tìm khối lượng vật nặng lực căng sợi dây nối (Năm 2010) A B C Một đồng chất tiết diện đều, có khối lượng 10kg chiều dài l Thanh đặt hai giá đỡ A B hình vẽ Khoảng cách BC = l Ở đầu C người ta buộc vật nặng hình trụ có bán kính đáy 10cm, chiều cao 32cm, trọng lượng riêng chất làm vật nặng hình trụ d = 35000N/m3 Lực ép lên giá đỡ bị triệt tiêu Tính trọng lượng riêng chất lỏng bình.(trong lượng dây buộc không đáng kể) (bài toán có kết hợp với toán máy đơn giản : đòn bẩy) ( Năm 2011) 16 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net Thuật toán giài toán “ Áp suất “Sưu tầm từ tài liệu : Giải toán vật lý nào- Lê Nguyên Long – NXB giáo duc 2001 1.Có lực F tác dụng lên diện tích S hay không ? Có Không Lực F có vuông góc với diện tích S không ? Có Không Kết luận :Chỉ xét phần F vuông góc với S 3.Diện tích S có nằm bên chất lỏng (khí) không ? Có Không 4a.Nếu xét áp suất lực gây S truyền nguyên vẹn lòng chất lỏng theo hướng.( Định luật Pascal) 4b.Nếu tính áp suất chất lỏng gây : p = h.d áp lực chất lỏng đặt vào diện tích S vuông góc với F = p.S 4c.Có lực đẩy Acsimet tác dụng vào phần vật thể ngập chất lỏng : Fđẩy = d Vngập - Vật : F > P - Vật chìm : F < P - Lơ lửng : F = P 5.Ap suất lên S tính theo p= truyền theo phương lực F Ap lực F = p.S Diện tích bị ép : S = 3.Công,công suất – máy đơn giản 3.1Một số kiến thức : -Công thức tính công : A= F.S A : Công học (J), F : Lực tác dụng (N) ,S : quãng đường dịch chuyển (m) Trường hợp F hợp với phương chuyển dời góc A = F.S.cosα -Công thức tính công suất P = A t P ; công suất (W), A : công (J), t: thời gian (s) -Ròng rọc cố định : Tác dụng :Đổi hường lực tác dụng,không thay đổi độ lớn lực.jhông lợi công -Ròng rọc động : Tác dụng :Lợi hai lần lực thiệt hai lần đường Không lợi công Lưu ý : +Đối với hệ ròng rọc có số ròng rọc động không số rọc cố định có nhiều đoạn dây khác nhau,để vật có trọng lượng P cân : F= P 2n h’ = 2n.h n số RR động.(Bỏ qua ma sát ổ trục, khối lượng ròng rọc dây treo ) +Đối với hệ ròng rọc có số ròng rọc động số RR cố định có sợi dây ,để vật có trọng lượng P cân : 17 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net F= P 2n h’ = 2.n.h (Bỏ qua ma sát ổ trục,khối lương RR dây treo ) -Đòn bẩy : ĐKCB đòn bẩy : Đòn bẩy cân lực tác dụng tỉ lệ nghịch với cánh tay đòn F1 l1 = F2 l2 Dùng đòn bẩy lợi lực đường Không lợi công -Mặt phẳng nghiêng : Nếu bỏ qua ma sát Công thức : F P = h l F : lực kéo vật, P : trọng lượng vật L : độ dài mặt phẳng nghiêng ,h : độ cao cần để nâng vật - Hiệu suất máy đơn giản : H = A1 A 100% Những toán máy đơn giản thực chất trường hợp riêng định luật bảo toàn công áp dụng cho máy riêng lẻ hệ gồm nhiều máy Trong toán máy đơn giản ta thường tiếp xúc với khái niệm công ,công suất,hiệu suất 3.2Một số toán : 3.2.1 Công – công suất: a/Một người xe đạp từ chân dốc đến đỉnh dốc ,đỉnh dốc cao 5m so với chân dốc dốc dài 40m Tính công người biết lực ma sát cản trở chuyển động mặt đường 50N, người xe nặng 600 N b/ Một người xe đạp có khối lượng người xe 80 kg chuyển dộng với vận tốc 18 km/h Tổng lực ma sát lực cản không khí 12N Tính : + Công suất người xe đạp đoạn đường +Công suất người xe đạp lên dốc cao 10m ,dài 1km với vận tốc đoạn đường c/ Động máy bơm nước có công suất 1,5KW Tính thời gian để đưa 1m nước lên cao 3,6m máy bơm Biết hiệu suất máy bơm 80% , khối lượng riêng nước 1000kg/m3 Cách giải : - Vận dụng công thức tính công, công suất, hiệu suất - Biết đổi công thức học để vận dụng tương ứng với kiện toán cho 3.2.2 Kết hợp với áp suất chất lỏng: a/ Hai khối lập phương có cạnh a = 10cm nhau, có trọng lượng riêng d = 12000N/m3 d2 = 6000N/m3 thả nước Hai khối nối với sợi dây mảnh dài l = 20cm tâm mặt 1/ Tính lực căng dây, biết lượng riêng nước d = 10000N/m3 2/Tính công cần để nhấc hai khối khỏi nước b/ Một cốc hình trụ đựng nước (hình vẽ), có miếng gỗ hình trụ chiều cao l , tiết diện đáy S Biết tiết diện đáy l cốc S1 = 2S, chiều cao ban đầu mực nước l , trọng l S lượng riêng gỗ dg = 1/2dn (dn lượng riêng nước) Tính công lực để nhấn chìm miếng gỗ xuống cốc 18 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net Cách giải : +Vận dụng kiến thức vật nhúng chất lỏng, điều kiện vật cân chất lỏng + Công thức tính công 3.2.3 Các máy đơn giản: a/ Để đưa vật có khối lượng 300kg lên độ cao 8m ,người ta dùng hệ thống gồm ròng rọc cố định, ròng rọc động Lúc lực kéo dây để nâng vật lên 1000N Hãy tính : + Hiệu suất hệ thống1 lượng vật M để hệ thống cân + Khối lượng RRĐ biết hao phí để nâng RRĐ ¼ hao phí tổng cộng b//Một động điện kéo xe goòng khối lương 600kg lên mặt phảng nghiêng dài 12m Mặt phẳng nghiêng tạo với mặt phẳng nằm ngang góc 30 Thời gian thực 1/6 phút Hiệu suất mẳt phẳng nghiêng 60% Bỏ qua ma sát trục bánh xe Tính lực ma sát xe với mặt phẳng nghiêng công suất động ? c/ Cho hệ hình vẽ Góc nghiêng α = 300 , dây ròng rọc lý tưởng Xác định khối lượng vật M để hệ thống cân bằng.Cho khối lượng m = 1kg Bỏ qua ma sát M α = 300 m d/Hai kim loại đồng chất, tiết diện đều, có chiều dài l = 20cm tiết diện có trọng lượng riêng khác : d1 = 1,25d2 hai hàn dính lại đầu treo hình vẽ Để nằm ngang người ta thự hai biện pháp sau : l 1/Cắt phần thứ đem đặt l lên phần lại Tìm chiều dài phần bị cắt 2/Cắt bỏ phần thứ Tìm chiều dài phần bị cắt bỏ e/ Một người có khối lượng 70kg đứng trên ván treo vào hai ròng rọc hình vẽ để hệ thống cân người phải kéo dây, lúc lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định f = 800N Tính 1/ Lực người nén lên ván 2/Khối lượng ván Bỏ qua ma sát khối lượng ròng rọc Có thể xem hệ thống vật Cách giải : Những toán cho thường dạng hệ cơ, nên thường vận dụng kiến thức máy để giải Cần nhận biết toán có loại máy ? Các tác dun g5 loại e/ Một ôtô khối lượng chuyển động lên dốc mà quãng đường l = 1km mặt đường cao thêm h0 =10m Biết hiệu suất động 40% Hỏi khối lượng xăng tiêu thụ (tính cho quãng đường l=100km) lên dốc tốn so với xe vận tốc đường mặt đường nằm ngang Cho biết suất toả nhiệt xăng q =4,6 107 J/kg ( Để giải toán cần kết hợp với số kiến thức phần nhiệt Đề thi HSG Lý năm học 1996 -1997 19 Diễn đàn dạy học: http://buiphan.net Thuật toán giải toán “ Các máy đơn giản “Sưu tầm từ tài liệu Giải toán vật lý nào- Lê Nguyên Long – NXB giáo duc 2001 1.Có lực F chuyển dời đoạn đường không ? Có Không 2.Lực F có phương với đoạn đường s khộng ? Có Không 3.Lực F có tác dụng thông qua máy đơn giản không ? Có Không 5.Máy đơn giản có hoạt động không thất thoát không ? Có Không Chỉ xét thành phần F phương với s Phải tính đến hiệu suất H= 100% 7.Công lực tính theo công thức A = F.s Công suất máy P = A t = F.s t Nếu lực di chuyển :P = F v Định luật bảo toàn công : Công lực phát động = Công lực cản F.s =P.h 7.a Ròng rọc cố định : F = P (s=h) 7.b Ròng rọc động : F = P/2 ( s = 2h) 7.c Đòn bẩy : F.l1 = P l2 ( l1 vuông góc với F, l2 vuông góc với P ) 7.d Mặt phẳng nghiêng : ( Bỏ qua ma sát ) F.l = P.h (l : chiều dài mặt phẳng nghiêng, h : chiều cao mặt phẳng nghiêng ) * Ngoài số dạng toán khác : Cơ kết hợp với nhiệt, kết hợp với điện.( Phần nhiệt điện trình bày ) 20 [...]... được không ? Để có thể nhấn chìm thanh gỗ vào nước thì chiều cao ban đầu tối thi u của mực nước có trong bình phải là bao nhiêu? Cách giải : Áp dụng điều kiện cân bằng của vật nhúng trong chât lỏng: + Khi vật lơ lửng FA = P Viết biểu thức cho từng trường hợp theo dữ kiên bài toán cho + Vận dụng công thức tính lực đẩy Asimet : FA = d.v 2.5/ Một số bài toán thi học sinh giỏi lớp 9 cấp tỉnh- tuyển sinh. .. Không 3.Lực F có tác dụng thông qua một máy cơ đơn giản không ? Có Không 5.Máy đơn giản có hoạt động không thất thoát không ? Có Không 4 Chỉ xét thành phần của F cùng phương với s 6 Phải tính đến hiệu suất H= 100% 7.Công của lực tính theo công thức A = F.s Công suất của một máy P = A t = F.s t Nếu lực di chuyển đều :P = F v Định luật bảo toàn về công : Công của lực phát động = Công của lực cản F.s =P.h... dời một góc A = F.S.cosα -Công thức tính công suất P = A t trong đó P ; công suất (W), A : công (J), t: thời gian (s) -Ròng rọc cố định : Tác dụng :Đổi hường của lực tác dụng,không thay đổi độ lớn của lực.jhông được lợi về công -Ròng rọc động : Tác dụng :Lợi hai lần về lực nhưng thi t hai lần về đường đi Không lợi gì về công Lưu ý : +Đối với hệ ròng rọc có số ròng rọc động không bằng số rọc cố định và... tích S vuông góc với nó là F = p.S 4c.Có lực đẩy Acsimet tác dụng vào phần vật thể ngập trong chất lỏng : Fđẩy = d Vngập - Vật nổi : F > P - Vật chìm : F < P - Lơ lửng : F = P 5.Ap suất lên S tính theo p= và chỉ truyền đi theo phương của lực F Ap lực F = p.S Diện tích bị ép : S = 3.Công,công suất – các máy cơ đơn giản 3.1Một số kiến thức cơ bản : -Công thức tính công : A= F.S trong đó A : Công cơ học (J),... lỏng, mỗi lần pitôn nhỏ đi xuống một đoạn h= 0,2m thì pittôn lớn được nâng lên H = 0,01m ,tính lực nén vật bên pittôn lớn nếu tác dụng vào pittôn nhỏ một lực f = 500 N b/ Các pittôn của một máy ép thủy lực nhỏ có bán kính bằng 1cm và 4cm 1/ Hỏi có thể nâng một vật có trọng lượng bằng bao nhiêu khi tác dụng lực 180N lên pittôn nhỏ? 2/Khi pittôn nhỏ dịch xuống dưới một đoạn l1= 10cm thì pittôn lớn dịch chuyển... ( Để giải bài toán này cần kết hợp với một số kiến thức của phần nhiệt Đề thi HSG Lý 9 năm học 1996 -1997 19 Diễn đàn dạy và học: http://buiphan.net Thuật toán giải toán về “ Các máy cơ đơn giản “Sưu tầm từ tài liệu Giải toán vật lý như thế nào- Lê Nguyên Long – NXB giáo duc 2001 1.Có lực F chuyển dời một đoạn đường không ? Có Không 2.Lực F có cùng phương với đoạn đường s khộng ? Có Không 3.Lực F... Thuật toán giài toán về “ Áp suất “Sưu tầm từ tài liệu : Giải toán vật lý như thế nào- Lê Nguyên Long – NXB giáo duc 2001 1.Có lực F nào tác dụng lên diện tích S hay không ? Có Không 1 Lực F có vuông góc với diện tích S không ? Có Không Kết luận :Chỉ xét phần của F vuông góc với S 3.Diện tích S có nằm bên trong chất lỏng (khí) không ? Có Không 4a.Nếu xét áp suất do lực ngoài gây ra trên S thì nó truyền... dạng bài tập 2.1: Quan hệ giữa khối lượng, trọng lượng, khối lượng riêng, trong lượng riêng: a/ Một vật cân bằng cân đĩa ở Hà nội được 4 kg.Biết khối lượng riêng của chất làm vật là 2,7 g/cm3, g = 9,793 N/ kg +Tìm trọng lượng của vật và trọng lượmg riêng của chất làm vật + Đem vật dến thành phố Hố Chí Minh thì khối lượng riêng và trọng lượng riêng của vật thay đổi như thế nào ? Cho rằng thể tích của vật. .. (N), S : diện tích bị ép ( m2) S Những bài toán vận dụng công thức này thường chỉ hạn chế ở trường hợp riêng lực F vuông góc với diện tích bị ép S,và ở vật rắn thường là trọng lực P 2.Một số dạng bài tập: a/ Một nền nhà có thể chịu dược một áp suất lớn nhất là 200.000 Pa mà không bị lún.Trong hai trường hợp dưới đây trường hợp nào sàn bị lún + Đặt lên sàn một vật có khối lượng 2000 kg và diện tích... có thể lợi về lực hoặc về đường đi Không lợi về công -Mặt phẳng nghiêng : Nếu bỏ qua ma sát Công thức : F P = h l trong đó F : lực kéo vật, P : trọng lượng vật L : độ dài mặt phẳng nghiêng ,h : độ cao cần để nâng vật - Hiệu suất các máy cơ đơn giản : H = A1 A 100% Những bài toán về máy cơ đơn giản thực chất là những trường hợp riêng về định luật bảo toàn về công áp dụng cho từng máy cơ riêng lẻ hoặc ... dụng công thức tính lực đẩy Asimet : FA = d.v 2.5/ Một số toán thi học sinh giỏi lớp cấp tỉnh- tuyển sinh vào trường THPT chuyên Lâm Đồng Để ép vật có khối lượng 500kg, người ta dùng hệ thống học. .. đường không ? Có Không 2.Lực F có phương với đoạn đường s khộng ? Có Không 3.Lực F có tác dụng thông qua máy đơn giản không ? Có Không 5.Máy đơn giản có hoạt động không thất thoát không ? Có Không... diện tích S hay không ? Có Không Lực F có vuông góc với diện tích S không ? Có Không Kết luận :Chỉ xét phần F vuông góc với S 3.Diện tích S có nằm bên chất lỏng (khí) không ? Có Không 4a.Nếu xét