Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý THCS áp suất

ÁP SUẤT I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT Định nghĩa áp suất: áp suất có giá trị áp lực đơn vị diện tích bị ép F Trong đó: - F: áp lực lực tác dụng vng góc với mặt bị ép P S - S: Diện tích bị ép (m2 ) - P: áp suất (N/m2) Định luật Paxcan áp suất tác dụng lên chất lỏng (hay khí) đựng bình kín chất lỏng (hay khí) truyền nguyên vẹn theo hướng Máy dùng chất lỏng: F S  ; - S,s: Diện tích Pitơng lớn, Pittơng nhỏ (m2) f s - f: Lực tác dụng lên Pitông nhỏ (N) - F: Lực tác dụng lên Pitơng lớn (N) Vì thể tích chất lỏng chuyển từ Pitơng sang Pitơng đó: F h V = S.H = s.h (H,h: đoạn đường di chuyển Pitông lớn, Pitông nhỏ) =>  f H áp suất chất lỏng a) áp suất cột chất lỏng gây điểm cách mặt chất lỏng đoạn h : P = h.d = 10 D h Trong đó: h khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m) d, D trọng lượng riêng (N/m3); Khối lượng riêng (Kg/m3) chất lỏng P: áp suất cột chất lỏng gây (N/m2) b) áp suất điểm chất lỏng.P = P0 + d.h Trong đó: P0: áp khí (N/m2); d.h: áp suất cột chất lỏng gây ra; P: áp suất điểm cần tính) Bình thơng nhau: - Bình thơng chứa chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng hai nhánh ln - Bình thơng chứa nhiều chất lỏng khác đứng n, mực mặt thống khơng điểm mặt ngang (trong chất lỏng) có áp suất (hình bên)  PA  P0  d1 h1   PB  P0  d h2 P  P B  A Lực đẩy Acsimet F = d.V - d: Trọng lượng riêng chất lỏng chất khí (N/m3) - V: Thể tích phần chìm chất lỏng chất khí (m3) - F: lực đẩy Acsimet ln hướng lên (N) Điều kiện vật nổi, vật chìm, vật lơ lửng F < P vật chìm; F = P vật lơ lửng; F > P vật (P trọng lượng vật) Cơng thức tính thể tích hình: Hình trụ: V = S.h( S diện tích đáy, h chiều cao) http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, Hình hộp: V = a.b.c ( a chiều rộng , b dài, c cao ) m P Khối lượng riêng: D = ;Trọng lượng riêng: d = V V Biểu thức liên hệ khối lượng trọng lượng: P = 10m Biểu thức liên hệ khối lượng riêng trọng lượng riêng: d = 10D A B II- BÀI TẬP: Câu 1: Hai hình trụ A B đặt thẳng đứng có tiết diện 100cm2 200cm2 nối thơng đáy ống nhỏ qua khố k k hình vẽ Lúc đầu khố k để ngăn cách hai bình, sau đổ lít dầu vào bình A, đổ 5,4 lít nước vào bình B Sau mở khố k để tạo thành bình thơng Tính độ cao mực chất lỏng bình Cho biết trọng lượng riêng dầu nước là: d1=8000N/m3 ; d2= 10 000N/m3; Giải: Gọi h1, h2 độ cao mực nước bình A bình B cân SA.h1+SB.h2 =V2  100 h1 + 200.h2 =5,4.103 (cm3)  h1 + 2.h2= 54 cm V 3.10 Độ cao mực dầu bình B: h3 =   30(cm) SA 100 (1) áp suất đáy hai bình nên d2h1 + d1h3 = d2h2 10000.h1 + 8000.30 = 10000.h2  h2 = h1 + 24 (2) Từ (1) (2) ta suy ra: h1+2(h1 +24 ) = 54  h1= cm  h2= 26 cm Câu 2: Một vòng hợp kim vàng bạc, cân khơng khí có trọng lượng P 0= 3N Khi cân nước, vòng có trọng lượng P = 2,74N Hãy xác định khối lượng phần vàng khối lượng phần bạc vòng xem thể tích V vòng tổng thể tích ban đầu V1 vàng thể tích ban đầu V2 bạc Khối lượng riêng vàng 19300kg/m3, bạc 10500kg/m3 Giải: Gọi m1, V1, D1 ,là khối lượng, thể tích khối lượng riêng vàng Gọi m2, V2, D2 ,là khối lượng, thể tích khối lượng riêng bạc - Khi cân ngồi khơng khí P0 = ( m1 + m2 ).10 (1) - Khi cân nước    m m    D D   (2) P = P0 - (V1 + V2).d = m1  m2    .D .10 = 10.m1 1    m2 1  D D D D            1  D    =P - P0 1  Từ (1) (2) ta 10m1.D   D2   D2 D1     D  =P - P0 1   Thay số ta m1=59,2g m2= 240,8g  10m2.D   D1 D2   D1  Câu 3: Bình thơng gồm nhánh hình trụ có tiết diện S1, S2 có chứa nước Trên mặt nước có đặt pitông mỏng, khối lượng m1 m2 Mực nước bên chênh đoạn h S1 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, S2 h A B a) Tìm khối lượng m cân đặt lên pitông lớn để mực nước bên ngang b) Nếu đặt cân sang pitơng nhỏ mực nước lúc chênh đoạn h Giải : Chọn điểm tính áp suất mặt pitơng m1 m Khi chưa đặt cân thì:  D0 h  (1) S1 S2 ( D0 khối lượng riêng nước ) m  m m2 m m m2 Khi đặt vật nặng lên pitơng lớn : (2)     S1 S2 S1 S1 S m Trừ vế với vế (1) cho (2) ta :  D0 h  m  D0 S1 h S1 m1 m m b) Nếu đặt cân sang pitơng nhỏ cân ta có:  D0 H   S1 S2 S2 Trừ vế với vế (1) cho (3) ta : DSh S m m D0h – D0H =  ( H  h) D0   ( H  h) D0   H  (1  )h S2 S2 S2 S (3) Câu 4: Cho bình hình trụ thơng với ống nhỏ có khóa thể tích khơng đáng kể Bán kính đáy bình A r1 bình B r2= 0,5 r1 (Khố K đóng) Đổ vào bình A lượng nước đến chiều cao h1= 18 cm, sau đổ lên mặt nước lớp chất lỏng cao h2= cm có trọng lượng riêng d2= 9000N/m3 đổ vào bình B chất lỏng thứ có chiều cao h3= cm, trọng lượng riêng d3 = 8000 N/m3 (trọng lượng riêng nước d1=10.000 N/m3, chất lỏng khơng hồ lẫn vào nhau) Mở khố K để hai bình thơng Hãy tính: a) Độ chênh lệch chiều cao mặt thoáng chất lỏng bình b) Tính thể tích nước chảy qua khố K Biết diện tích đáy bình A 12 cm2 Giải: a) Xét điểm N ống B nằm mặt phân cách nước chất lỏng Điểm M A nằm mặt phẳng ngang với N Ta có: B A PN  Pm  d h3  d h2  d1 x ( Với x độ dày lớp nước nằm M) d h3  d h2 8.10 3.0,06  9.10 3.0,04   1,2cm => x = h d1 10 (2) h3 (1) h2 Vậy mặt thoáng chất lỏng B cao mặt thoáng chất lỏng A là: h  h3  (h2  x)   (4  1,2)  0,8cm x M (3) N S 12 b) Vì r2 = 0,5 r1 nên S2 = 21   3cm Thể tích nước V bình B thể tích nước chảy qua khố K từ A sang B: VB =S2.H = 3.H (cm3) Thể tích nước lại bình A là: VA=S1(H+x) = 12 (H +1,2) cm3 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, Thể tích nước đổ vào A lúc đầu là: V = S1h1 = 12.18 = 126 cm3 ta có: V = VA + VB => 216 = 12.(H + 1,2) + 3.H = 15.H + 14,4 216  14,4  13,44cm 15 Vậy thể tích nước VB chảy qua khố K là: VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm3 P = FA” P: Là trọng lượng vật, FA lực đẩy acsimet tác dụng lên vật (FA = d.V) => H = Câu 5: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40 cm2 cao h = 10 cm Có khối lượng m = 160 g a) Thả khối gỗ vào nước.Tìm chiều cao phần gỗ mặt nước Cho khối lượng riêng nước D0 = 1000 Kg/m3 b) Bây khối gỗ kht lỗ hình trụ có tiết diện S = cm2, sâu h lấp đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11 300 kg/m3 thả vào nước người ta thấy mực nước với mặt khối gỗ Tìm độ sâu h lỗ Giải: x h h S P h P FA FA a) Khi khối gỗ cân nước trọng lượng khối gỗ cân với lực đẩy Acsimet Gọi x phần khối gỗ mặt nước, ta có P = FA  10.m =10.D0.S.(h-x)  xh- m  6cm D0 S b) Khối gỗ sau khoét lổ có khối lượng : m1 = m - m = D1.(S.h - S h) m Với D1 khối lượng riêng gỗ: D1  S h Khối lượng m2 chì lấp vào là: m2  D2S.h m Khối lượng tổng cộng khối gỗ chì lúc là: M = m1 + m2 = m + (D2 ).S.h Sh D0 S h  m  5,5cm m ( D2  )S S h Câu 6: Hai cầu đặc tích V = 100m3 nối với sợi dây nhẹ Vì khối gỗ ngập hồn tồn nước nên: 10.M=10.D0.S.h ==> h = khơng co giãn thả nước (hình vẽ) Khối lượng cầu bên gấp lần khối lượng cầu bên cân 1/2 thể tích cầu bên bị ngập nước Hãy tính a) Khối lượng riêng cầu b) Lực căng sợi dây Cho biết khối lượng nước D0 = 1000kg/m3 Giải Vì cầu có thể tích V, mà P2 = P1 => D2 = 4.D1 FA Xét hệ cầu cân nước Khi ta có: T P1 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, T F’ A P1 + P2 = FA + F’A => D1  D  D0 (2) Từ (1) (2) suy ra: D1 = 3/10 D0 = 300kg/m3 D2 = D1 = 1200kg/m3 B) Xét cầu: - Khi cầu đứng cân thì: - Khi cầu đứng cân thì: FA = P1 + T F’A = P2 - T F'A  F'  P1  T  Với FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 =>  => 5.T = F’A => T  A = 0,2 N 4 P1  T  F ' A Câu 7: Người ta hoà axit sunfurric vào nước cất để tạo dung dịch ăcquy Trong hồ trộn có bảo tồn khối lượng thể tích Để có 120g dung dịch với khối lượng riêng D= 1200 kg/m3, cần gam axit sunfurric hoà với gam nước? Cho biết khối lượng riêng nước axit D1= 1000 kg/m3 D2 = 1800 kg/m3 Câu 8: Trong ống chữ U tiết diện có chứa thuỷ ngân, mực thuỷ ngân ống thấp hơn miệng ống h = 0,80m Người ta đổ nước vào nhánh phải, đổ dầu vào nhánh trái đầy tới miệng ống Tính chiều cao cột nước chiều cao cột dầu nhánh? Cho biết trọng lượng riêng nước d1= 10000N/m3 dầu hoả d2= 8000N/m3 thuỷ ngân d3= 136000N/m3 Câu Ba chai giống đậy nút kín, chai rỗng, chai đựng đầy nước, chai đựng đầy rượu.Khi dìm ngập ba chai vào bể nhỏ chứa đầy nước, thấy thể tích nước tràn dm3 Khi khơng dìm vào chai thấy chai chìm sát đáy, chai lơ lững, chai nỗi có phần chìm nước.Tính khối lượng vỏ chai, khối lượng rượu, khối lượng nước chai Cho biết khối lượng riêng thuỷ tinh, rượu, nước tương ứng D1= 2,4g/cm3, D2= 0,8g/cm3, D3= 1g/cm3 Câu 10: Một cầu kim loại có khối V2 lượng riêng 7500kg/m3 mặt nước, tâm cầu nằm mặt phẳng với mặt thoáng nước Quả cầu có phần rỗng tích 1dm3 Tính trọng lượng V1 d1 cầu.(Cho khối lượng riêng nước 1000kg/m3) Câu 11: Một thỏi hợp kim tích dm3 khối lượng 9,850kg tạo bạc thiếc Xác định khối lượng bạc thiếc hợp kim , biết khối lượng riêng bạc 10500 kg/m3, thiếc 2700 kg/m3 Nếu : a Thể tích hợp kim tổng thể tích bạc thiếc b Thể tích hợp kim 95% tổng thể tích bạc thiếc m V1  Giải: Gọi khối lượng thể tích bạc hợp kim : m1 ; V1 D1 Gọi khối lượng thể tích thiếc hợp kim : m2 ; V2 Ta có: m V2  m1 m2 D2 Theo : V1 + V2 = H V  + = H.V (1) D1 D2 Và m1 + m2 = m (2 ) D m  H V D2  D m  H V D1  Từ (1) (2) suy : m1 = m2 = D1  D21 D1  D21 a Nếu H= 100% thay vào ta có : 105009,850  0,001.2700 m1 = = 9,625 (Kg); m2 = m – m1 = 9,850 -9,625 = 0,225 (Kg.) 10500  2700 105009,850  0,95.0,001.2700 b Nếu H = 95% thay vào ta có : m1 = = 9,807 (Kg.) 10500  2700 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, m2 = 9,850 – 9,807 = 0,043 (Kg) Câu 12 Một bình thơng hình chữ U tiết diên S = cm2 chứa nước có trọng lượng riêng d0 =10 000 N/m3 đến nửa chiều cao nhánh a Người ta đổ vào nhánh trái lượng dầu có trọng lượng riêng d = 8000 N/m3 cho độ chênh lệch hai mực chất lỏng hai nhánh chênh lệch đoạn 10 cm.Tìm khối lượng dầu rót vào ? b Nếu rót thêm vào nhánh trái chất lỏng có trọng lượng riêng d1 với chiều cao 5cm mực chất lỏng nhánh trái ngang miệng ống Tìm chiều dài nhánh chữ U trọng lượng riêng d1 Biết mực chất lỏng nhánh phải với mặt phân cách dầu chất lỏng đổ vào ?  h1 Giải: a Do d0> d nên mực chất lỏn nhánh trái cao nhánh phải PA = P0+ d.h1 PB = P0 + d0.h2 h2 A B áp suất điểm A B nên : PA = PB  d.h1 = d0.h2 (1) ` Mặt khác theo đề ta có : h1 – h2 =  h1 (2) Từ (1) (2) suy : d0 10000 h1 = h1  10  50 (cm) d0  d 10000  8000 Với m lượng dầu rót vào ta có : 10.m = d.V = d s.h1  h2 dh s 8000.0,0006.0,5 m   0,24 (Kg) 10 10 b Gọi h1 chiều cao nhánh U Do ban đầu nhánh chứa nước B có chiều cao l/2 , sau đổ thêm chất lỏng mực nước nhánh phải h1 ngang mặt phân cách dầu chất lỏng đổ vào nghĩa cách miệng ống  h2, bỏ qua thể tích nước ống nằm ngang phần nước B A nhánh bên trái  h2 Ta có : A H1 +  h2 =  là= 50 +2.5 =60 cm áp suất A : PA = d.h1 + d1  h2 + P0 áp suất B : PB = P0 + d0.h1 d  d h1  10000  800050  20000 ( N/ m3) Vì PA= PB nên ta có : d1  h2 Câu 13: Một cầu có trọng lượng riêng d1=8200N/m3, thể tích V1=100cm3, mặt bình nước Người ta rót dầu vào phủ kín hồn tồn cầu Trọng lượng riêng dầu d2=7000N/m3 nước d3=10000N/m3 a/ Tính thể tích phần cầu ngập nước đổ dầu b/ Nếu tiếp tục rót thêm dầu vào thể tích phần ngập nước cầu thay đổi nào? Giải: a/ Gọi V1, V2, V3lần lượt thể tích cầu, thể tích cầu ngập dầu thể tích phần cầungập nước Ta có V1=V2+V3 (1) Quả cầu cân nước dầu nên ta có: V1.d1=V2.d2+V3.d3 (2) Từ (1) suy V2=V1-V3, thay vào (2) ta được: V1d1=(V1-V3)d2+V3d3=V1d2+V3(d3-d2) V (d  d )  V3(d3-d2)=V1.d1-V1.d2  V3  1 d3  d2 3 Tay số: với V1=100cm , d1=8200N/m , d2=7000N/m3, d3=10000N/m3 V (d d 2) 100(8200  7000) 120 V3  1    40cm d3  d2 10000  7000 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, V1 (d1  d ) Ta thấy thể tích phần cầu ngập nước (V3) phụ thuộc d3  d2 vào V1, d1, d2, d3 không phụ thuộc vào độ sâu cầu dầu, lượng dầu đổ thêm vào Do tiếp tục đổ thêm dầu vào phần cầu ngập nước không thay đổi b/Từ biểu thức: V3  Câu 14: Ba ống giống thông đáy, chưa đầy Đổ vào cột bên trái cột dầu cao H1=20 cm đổ vào ống bên phải cột dầu cao 10cm Hỏi mực chất lỏng ống dâng cao lên bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng nước dầu là: d1= 10 000 N/m3 ; d2=8 000 N/m3 Giải: Sau đổ dầu vào nhánh trái nhánh phải, mực nước ba nhánh cách đáy là: h1, h2, h3, Áp suất ba điểm A, B, C ta có: PA=PC  H1d2=h3d1 (1) H2 H1 PB=PC  H2d2 +h2d1 =h3d1 (2) Mặt khác thể tích nước khơng đổi h3 h1 h2 nên ta có: h1+ h2+ h3 = 3h (3) d A B C Từ (1),(2),(3) ta suy ra:  h=h3- h = ( H  H ) = cm 3d1 Câu 15: Một cầu đặc nhơm, ngồi khơng khí có trọng lượng 1,458N Hỏi phải khoét lõi cầu phần tích để thả vào nước cầu nằm lơ lửng nước? Biết dnhôm = 27 000N/m3, dnước =10 000N/m3 P 1,458 Giải: Thể tích toàn cầu đặc là: V=   0,000054  54cm d n hom 27000 Gọi thể tích phần đặc cầu sau khoét lỗ V’ Để cầu nằm lơ lửng nước trọng lượng P’ cầu phải cân với lực đẩy Ác si mét: P’ = FAS d V 10000.54  20cm3 dnhom.V’ = dnước.V  V’= nuoc  d n hom 27000 Vậy thể tích nhơm phải kht là: 54cm3 - 20cm3 = 34 cm3 Câu 16: Một cầu đặc nhơm, ngồi khơng khí có trọng lượng 1,458N Hỏi phải khoét lõi cầu phần tích để thả vào nước cầu nằm lơ lửng nước? Biết dnhôm = 27 Khi cầu lơ lửng lực đẩy Ác si mét tác dụng lên 000N/m3, dnước =10 000N/m3 Giải: Thể tích cầu là: V = P/d = 1,458/27000m3cầu là: FA = dn.V = 10000.1,458/27000 N = 0,54N Cần khoét phần cầu cho trọng lượng lại P’ = FA = 0,54N Thể tích lại cầu là: V’ = P’/d = 0,54/27000m3 Thể tích cần phải khoét : V1 = V – V’ = 1,458/27000m3 – 0,54/27000m3 = 0,918/27000m3 Câu 17 Một cầu sắt rỗng nước Tìm thể tích phần rỗng biết khối lượng cầu 500 g khối lượng riêng sắt 7,8 g/cm3 Biết nước ngập đến 2/3 thể tích cầu Câu 18 Một ống chữ U chứa thuỷ ngân Người ta đổ nước vào nhánh đến độ cao 12,8 cm Sau đổ vào nhánh chất lỏng có khối lượng riêng d1 = 8000N/m3, mực chất lỏng ngang mực nước Tính độ cao cột chất lỏng bình, cho khối lượng riêng nước d2=10000N/m3, thuỷ ngân d = 136000 N/m3 Giải: Gọi h1 độ cao chất lỏng cần tìm Nư c Chấ t lỏ đề ng http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, h2 h1 h Gọi h2 độ cao nước Ta có : pA = po + d2 h2 pB = po + d1 h1 + d.h A B Mà pA = p B nên : d2 h2 = d1 h1 + d.h tương đương : 8h1 + 136h = 128 (1) Mặt khác : h2 = h1 + h (2) Từ (1) (2) ta được; h1 = 12,6 cm Vậy độ cao cột chất lỏng cần tìm 12,6 cm Câu 19 1) Một cầu đặc (quả cầu 1) tích V = 100cm3 thả vào bể nước đủ rộng Người ta thấy cầu chìm 25% thể tích nước khơng chạm đáy bể Tìm khối lượng cầu Cho khối lượng riêng nước D=1000kg/m3 2) Người ta nối cầu với cầu đặc khác (quả cầu 2) có kích thước sợi dây nhỏ, nhẹ không co dãn thả hai vào bể nước Quả cầu bị chìm hồn tồn (không chạm đáy bể) đồng thời cầu bị chìm nửa nước a) Tìm khối lượng riêng cầu lực mà sợi dây tác dụng lên b) Người ta đổ dầu từ từ vào bể phần thể tích Vx cầu chìm dầu phần thể tích chìm nước Tìm Vx biết khối lượng riêng dầu Dd = 800kg/m3 Giải: Khi cầu cân chịu tác dụng hai lực cân lực đẩy Acsimet trọng lực Ta có: FA = P1  10.D.0,25.V = m1.10  m1 = 1000.0,25.100.10-6 = 0,025(kg ) a) Vì dây nhỏ nhẹ nên bỏ qua trọng lượng dây lực đẩy Acsimet tác dụng lên dây * Lực tác dụng lên cầu 1: P1, T1 FA1 Lực tác dụng lên cầu 1: P2, T2 FA2 Điều kiện cân bằng: FA1 = T1 + P1 (1) FA2 + T2 = P2 (2) Vì dây khơng giãn: T1 = T2 = T; (1) + (2)  FA1 + FA2 = P1 + P2  10.D.V + 10.D V = 10.D1.V + 10.D2.V m1 = 1250(kg/m3 ) V * (1)  T = - P1 + FA1 = - 10.D1.V + 10.D.0,5.V = 0,25(N) b) Lực tác dụng lên cầu 1: F’A1, F’’A1, T’1 P1 (F’A1: lực đẩy Ácsimét dầu,FA1’’ lực đẩy Acsimet nước tác dụng lên cầu 1) Lực tác dụng lên cầu 2: FA2, T’2 P2 Tương tự phần a điều kiện cân bằng: F’A1 + F’’A1 = T’1 + P1 (3) FA2 + T’2 = P2 (4) Lấy (3) + (4)  F’A1 + F’’A1 + FA2 = P1 + P2  10.Dd.Vx + 10.D.Vx + 10.D.V = 10.(D1 + D2).V D  D2  D  Vx = V = 5V/13 ≈ 27,78(cm3 ) Dd  D Câu 20: Một khối gỗ hình trụ tròn tiết diện S = 50cm2, chiều cao h = 4cm thẳng đứng nước bình nước, độ cao phần h’ = 1cm a) Tính khối lượng riêng khối gỗ, biết khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3 b) Tính áp lực nước lên mặt đáy khối gỗ c) Nhấc khối gỗ khỏi bình nước, tính độ cao mức nước hạ xuống bình Biết tiết diện bình S’= 150cm2  D2 = 1,5D – D1 = 15D - http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, Giải: a) Khối gỗ cân nên P = FA => 10.Dg.h.S = 10.D.(h - h’).S => Dg  h  h' 1 D  1000  750kg / m3 h b) Áp suất chất lỏng đáy khối gỗ p = 10D.h’ = 10.1000.3.10-2 = 300Pa Áp lực nước F = p.S = 300.50.10-4 = 1,5N c) Mực nước hạ H  V (h  h ').S 3.50    1cm S' S' 150 1 thể tích, thả dầu thể tích Hãy xác định khối lượng riêng dầu, biết khối lượng riêng nước 1g/cm Giải: Gọi thể tích khối gỗ V; Trọng lượng riêng nước D trọng lượng riêng dầu D’; Trọng lượng khối gỗ P 2.10 DV Khi thả gỗ vào nước: lực Ác si met tác dụng lên vât là: FA  2.10 DV Vì vật nên: FA = P  (1) P 3.10 D'V Khi thả khúc gỗ vào dầu Lực Ác si mét tác dụng lên vật là: F ' A  3.10 D'V Vì vật nên: F’A = P  (2) P 2.10 DV 3.10 D'V Từ (1) (2) ta có: Ta tìm được: D'  D  Thay D = 1g/cm3 ta được: D’ = g/cm3 L1 L2 Câu 22: Có hai viên bi đặc sắt nhơm O1 O2 tích V = 10cm3 O a) Tính trọng lượng viên bi Biết khối lượng riêng sắt là: D1 = 7,8g/cm3, nhôm D2 = 2,7g/cm3 b) Treo hai viên bi sợi dây mảnh vào hai đầu thước nhẹ treo sẵn điểm O (Hình vẽ) cho điểm treo O2 viên bi nhôm cách O khoảng l2 = 52cm Hãy xác định khoảng cách l1 từ điểm treo viên bi sắt đến O để thước P2 P1 cân nằm ngang Hình vẽ Giải: a) * P1 = 10D1V1= 0,78N * P2 = 10D2V2 = 0,27N O1 O2 b) Thanh có tác dụng O đòn bẩy với điểm tựa O Lực tác dụng lên trọng lượng hai cầu Gọi l2 cánh tay đòn lực F2, l1 cánh tay đòn F1 Áp dụng điều kiện cân đòn bẩy ta có: P L1 = L2 = 18(cm) P1 Câu 23: a Bỏ cầu thép đặc vào chậu chứa thủy ngân ngân, tính tỷ lệ % thể tích phần P2 P1 Câu 21: Một khối gỗ thả nước http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, cầu ngập thủy ngân c Người ta đổ chất lỏng (không tan thủy ngân) vào chậu thủy ngân cầu ngập hồn tồn (như hình bên) Phần ngập thủy ngân lại 30% Xác định khối lượng riêng chất lỏng nói Biết khối lượng riêng thủy ngân thép là: 13,6 g/ml, 7850 kg/m3 Câu 24: Một ông nhôm chữ u hai nhánh bên có chứa nước, Người ta đổ vào nhánh phải cột dầu hoả có chiều cao h= 20cm Xác định độ chênh lệch mực nước hai nhánh : Biết trọng lượng riêng nước 10.000 N/ m3, dầu 80.000 N/m3 Giải: áp dụng tính chất áp suất chất lỏng - Trong chất lỏng đứng yên áp suất điểm có mức ngang nhau - Xét hai điểm A,B nằm nước, có mức ngang nên ta có : PA = PB 160000 = 16(cm)  h1d1 = h2 d n  20.8000 = 10000.h2  h2 = 10000 Vậy mực mặt thoáng nước nhánh cách nhau: 16 cm Câu 25: Trọng lượng vật đo không khí N,trong nước 1,8 N chất lỏng 2,04 N Biết trọng lượng riêng nước 10.000N/m3 Tính trọng lượng riêng chất lỏng Giải: Một vật nhúng chất lỏng, chất lỏng chịu tác dụng lực đẩy Acsimét: FA= PKK- Pn  FA = 3-1,8 = 1,2(N) 1,2 Thể tích vật: FA = 1,2 N  dn.Vv = 1,2  V= = 0,00012 m3 10000 ’ * Khi nhúng vật chất lỏng: FA = PKK – Pcl = 3- 2,04 = 0,96 (N) Trọng lượng riêng chất lỏng : FA’= F A' 2,04 de.V  de = = = 17000 (N/m3) V 0,00012 Câu 26: Treo vật vào lực kế khơng khí lực kế 13,8N Vẫn treo vật lực kế nhúng vật hồn tồn nước lực kế F’ = 8,8N a) Hãy giải thích có chênh lệch này? b) Tính thể tích khối lượng riêng vật? ( Biết khối lượng riêng nước D = 1000 kg/m3 ) Giải: a) Giải thích: treo vật khơng khí, lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống lực đàn hồi lò xo lực kế F hướng lên Vật cân bằng: P = F (1) Khi treo vật nước, lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P hướng xuống, lực đẩy Acsimet FA hướng lên lực đàn hơì lò xo lực kế F’ hướng lên Vật cân nên: P = F’ + FA => F’ = P – FA (2) Từ (1) (2) ta thấy độ chênh lệch số lực kế lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật Tức : F – F’ = FA P 13,8 b) Khi hệ thống đặt khơng khí: P = F = 13,8N, khối lượng vật m =   1,38kg 10 10 Khi nhúng vật nước: FA= P – F’ = 13,8 – 8,8 = 5N F  0, 0005m3 Ta có lực đẩy Acsimet : FA= d.V = 10D.V Suy thể tích vật: V = A  10 D 10.1000 m 13,8   2760kg / m3 Khối lượng riêng vật: D’ = V 0, 0005 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, ... án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, Giải: a) Khối gỗ cân nên P = FA => 10.Dg.h.S = 10.D.(h - h’).S => Dg  h  h' 1 D  1000  750kg / m3 h b) Áp suất chất lỏng... 2760kg / m3 Khối lượng riêng vật: D’ = V 0, 0005 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học,  ... có: T P1 http://topdoc.vn – File word sách tham khảo, giáo án dạy thêm, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, luyện thi đại học, T F’ A P1 + P2 = FA + F’A => D1  D  D0 (2) Từ (1) (2) suy ra: D1