BÀI TẬP NÂNG CAO VẬT LÍ 8

Câu 5: Một thanh mảnh, đồng chất, phân bố đều khối lượng có thể quay quanh trục O ở phía trên.. Phần dưới của thanh nhúng trong nước, khi cân bằng thanh nằm nghiêng như hình vẽ, một nửa

BÀI TẬP NÂNG CAO VẬT LÍ 8

Câu 4:

Một mẩu hợp kim thiếc – Chì có khối lượng m = 664g, khối lượng riêng

D = 8,3g/cm3 Hãy xác định khối lượng của thiếc và chì trong hợp kim Biết khối lượng riêng của thiếc là D1 = 7300kg/m3, của chì là D2 = 11300kg/m3 và coi rằng thể tích của hợp kim bằng tổng thể tích các kim loại thành phần

Câu 5:

Một thanh mảnh, đồng chất, phân bố đều

khối lượng có thể quay quanh trục O ở phía

trên Phần dưới của thanh nhúng trong nước,

khi cân bằng thanh nằm nghiêng như hình

vẽ, một nửa chiều dài nằm trong nước Hãy

xác định khối lượng riêng của chất làm

thanh đó

Câu 6:

Một hình trụ được làm bằng gang, đáy tương đối

rộng nổi trong bình chứa thuỷ ngân ở phía trên

người ta đổ nước Vị trí của hình trụ được biểu diễn

như hình vẽ Cho trọng lượng riêng của nước và

thuỷ ngân lần lượt là d1 và d2 Diện tích đáy hình trụ

là S Hãy xác định lực đẩy tác dụng lên hình trụ

* Câu 4:

Ta có D1 = 7300kg/m3 = 7,3g/cm3 ; D2 = 11300kg/m3 = 11,3g/cm3

Gọi m1 và V1 là khối lượng và thể tích của thiếc trong hợp kim

Gọi m2 và V2 là khối lượng và thể tích của chì trong hợp kim

Ta có m = m1 + m2  664 = m1 + m2 (1)

V = V1 + V2  6648,3 7,31 11,23

2

2 1

D

m D

m D

m









Từ (1) ta có m2 = 664- m1 Thay vào (2) ta được

3 , 11

664 3 , 7 3 , 8

664 m1  m1



Giải phương trình (3) ta được m1 = 438g và m2 = 226g

* Câu 5:Khi thanh cân bằng, các lực tác

dụng lên thanh gồm: Trọng lực P và lực đẩy

Acsimet FA (hình bên)

Gọi l là chiều dài của thanh Ta có phương

trình cân bằng lực:

FA d1

d2

O

NƯỚC

M E

K C

M E

K C

3 2 4

3

2

1

1

2  



l

l d

d

P

F A

(1)

Gọi Dn và D là khối lượng riêng của nước và

chất làm thanh M là khối lượng của thanh,

S là tiết diện ngang của thanh

Lực đẩy Acsimet: FA = S

2

1

.Dn.10 (2) Trọng lượng của thanh: P = 10.m = 10.l.S.D (3)

Thay (2), (3) vào (1) suy ra:

2

3

S.l.Dn.10 = 2.10.l.S.D

 Khối lượng riêng của chất làm thanh: D = 43Dn

* Câu 6:

Trên đáy AB chịu tác dụng của một áp suất

là: pAB = d1(h + CK) + d2.BK Trong đó:

h là bề dày lớp nước ở trên đối với đáy

trên

d1 là trọng lượng riêng của nước

d2 là trọng lượng riêng của thuỷ ngân

Đáy MC chịu tác dụng của một áp suất:

pMC = d1.h

h

Gọi S là diện tích đáy trụ, lực đẩy tác dụng lên hình trụ sẽ bằng:

F = ( pAB - pMC ).S

F = CK.S.d1 + BK.S.d2

Như vậy lực đẩy sẽ bằng trọng lượng của nước trong thể tích EKCM cộng với trngj lượng của thuỷ ngân trong thể tíc ABKE

BÀI TẬP VẬT LÍ 8

* Câu 8:

Một ngời có khối lợng 60kg ngồi trên một chiếc xe đạp có khối lợng 15kg Diện tích tiếp xúc giữa mỗi lốp xe và mặt đất là 30cm2

a) Tính áp suất khí tối thiểu phải bơm vào mỗi bánh xe, biết rằng trọng lợng của

ng-ời và xe đợc phân bố nh sau: 13lên bánh trớc và 32 lên bánh sau

b) Xác định vận tốc tối đa ngời đạt đợc khi đạp xe Biết hệ số ma sát giữa xe và đ-ờng là 0,2 Công suất tối đa của ngời khi đạp xe là 1500 J/s

* Câu 9:

Một quả bóng bay của trẻ em đợc thổi phồng bằng khí Hiđrô có thể tích 4dm3 Vỏ bóng bay có khối lợng 3g buộc vào một sợi dây dài và đều có khối lợng 1g trên 10m Tính chiều dài của sợi dây đợc kéo lên khi quả bóng đứng cân bằng trong không khí Biết khối

ợng 1lớt khụng khớ là 1,3g và của 1 lớt Hđrụ là 0,09g Cho rằng thể tớch quả búng và khối l-ợng riờng của khụng khớ khụng thay đổi khi quả búng bay lờn

* Cõu 10:

Một bỡnh chứa một chất lỏng cú trọng lợng riờng d0 , chiều cao của cột chất lỏng trong bỡnh là h0 Cỏch phớa trờn mặt thoỏng một khoảng h1 , ngời ta thả rơi thẳng đứng một vật nhỏ đặc và đồng chất vào bỡnh chất lỏng Khi vật nhỏ chạm đỏy bỡnh cũng đỳng là lỳc vận tốc của nú bằng khụng Tớnh trọng lợng riờng của chất làm vật Bỏ qua lực cản của khụng khớ và chất lỏng đối với vật

* Cõu11:

Một thiết bị đúng vũi nớc tự động

bố trớ nh hỡnh vẽ Thanh cứng AB cú

thể quay quanh một bản lề ở đầu A

Đầu B gắn với một phao là một hộp

kim loại rỗng hỡnh trụ, diện tớch đỏy là

2dm2, trọng lợng 10N Một nắp cao su

đặt tại C, khi thanh AB nằm ngang thỡ

nắp đậy kớn miệng vũi AC =

2

1

BC

Áp lực cực đại của dũng nớc ở vũi lờn nắp đậy là 20N Hỏi mực nớc lờn đến đõu thỡ vũi

n-ớc ngừng chảy Biết khoảng cỏch từ B đến đỏy phao là 20cm Khối lợng thanh AB khụng đỏng kể

HƯỚNG DẪN GIẢI

* Câu7 :

Gọi v1 là vận tốc của dòng nớc (chiếc bè) A C v1 D

1

v

v  B

vlà vận tốc của ca nô khi nớc đứng yên

- Khi xuụi dũng : v + v1

- Khi ngợc dũng: v – v1

Giả sử B là vị trớ ca nụ bắt đầu đi ngợc, ta cú: AB = (v + v1)t

Khi ca nụ ở B giả sử chiếc bố ở C thỡ: AC = v1t

Ca nụ gặp bố đi ngợc lại ở D thỡ: l = AB – BD (Gọi t/ là thời gian ca nụ ngợc lờn gặp bố)

ị l = (v + v1)t – (v – v1)t/ (1)

Mặt khỏc : l = AC + CD

ị l = v1t + v1t/ (2)

Từ (1) và (2) ta cú (v + v1)t – (v – v1)t/ = v1t + v1t/  vt + v1t –vt/ + v1t/ = v1t + v1t/

 vt = –vt/  t = t/ (3)

Thay (3) vào (2) ta cú : l = v1t + v1t ị v1 =  

2

6

2t

l

3(km/h)

* Cõu 8 :

A

FA

D

P

h0

a) áp suất khí của bánh xe bằng áp suất của xe lên mặt đờng

ở bánh trớc : ptr =

2

27778 003

, 0 3

10 75 10 3 1

m

N S

m





ở bánh sau : ps =

2

55554 003

, 0 3

10 75 2 10 3 2

m

N S

m





b) Lực kéo xe chuyển động là : FMS = k.m.10 = 0,2.75.10 = 150(N)

Vận tốc tối đa của xe đạp là : v = 10 ( / )

150

1500

s m F

P



* Câu 9 :

Khi cân bằng lực đẩy ácsimet FA của không khí tác dụng lên quả bóng bằng tổng trọng lợng : P0 của vỏ bóng; P1 của khí hiđrô và P2 của phần sợi dây bị kéo lên

FA = P0 + P1 + P2

ị d2V = P0 + d1V + P2

Suy ra trọng lợng P2 của phần sợi dây bị kéo lên là: P2 = d2V - d1V - P0

= V(d2 – d1) – P0

= V (D1 – D2).10 – P0

P2 = 4.10-3(1,3 – 0,09).10 – 3.10-3.10 = 0,018(N)

Khối lợng sợi dây bị kéo lên là : m2 = 0 , 0018

10

018 , 0

 (kg) = 1,8g Chiều dài sợi dây bị kéo lên là l = 1,8.10 = 18(m)

* Câu 10 : C

Khi rơi trong không khí từ C đến D vật chịu tác dụng

của trọng lực P Công của trọng lực trên đoạn CD = P.h1

đúng bằng động năng của vật ở D : A1 = P.h1 = Wđ

Tại D vật có động năng Wđ và có thế năng so với đáy

bình E là Wt = P.h0

Vậy tổng cơ năng của vật ở D là :

Wđ + Wt = P.h1 + P.h0 = P (h1 +h0)

Từ D đến C vật chịu lực cản của lực đẩy Acsimet FA:

FA = d.V

Công của lực đẩy Acsimet từ D đến E là E

A2 = FA.h0 = d0Vh0

Từ D đến E do tác động của lực cản là lực đẩy Acsimet nên cả động năng và thế năng của vật đều giảm đến E thì đều bằng 0 Vậy công của lực đẩy Acsimét bằng tổng động năng và thế năng của vật tại D:

ị P (h1 +h0) = d0Vh0

ị dV (h1 +h0) = d0Vh0

ị d =

0 1

0 0

h h

h d



* Câu 11:

F2

h

Trọng lợng của phao là P, lực đẩy

Acsimét tác dụng lên phao là F1, ta có:

F1 = V1D = S.hD

Với h là chiều cao của phần phao ngập

n-ớc, D là trọng lợng riêng của nớc

Lực đẩy tổng cộng tác dụng lên đầu B là:

F = F1 – P = S.hD – P (1)

áp lực cực đại của nớc trong vòi tác dụng

lên nắp là F2 đẩy cần AB xuống dới Để nớc

ngừng chảy ta phải có tác dụng của lực F

đối với trục quay A lớn hơn tác dụng của lực

F2 đối với A:

F.BA > F2.CA (2)

Thay F ở (1) vào (2): BA(S.hD – P) > F2.CA

Biết CA =

3

1

BA Suy ra: S.hD – P >

3

2

F

ị h >

SD

P

F

 3

2

ị h >

10000 02 , 0

10 3

20



ằ 0,8(3)m

Vậy mực nớc trong bể phải dâng lên đến khi phần phao ngập trong nớc vợt quá 8,4cm thì vòi nớc bị đóng kín

A