Kinh nghiệm bồi dưỡng HS giỏi chủ đề áp suất chất lỏng phần cơ học lớp 8

PHẦN I MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài: Trong nghiệp “Đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, đại hóa điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế” thầy giáo phải khơng ngừng trau nghiệp vụ chuyên môn, sáng tạo dạy học đem lại hiệu Dù kiến thức đơn giản hay phức tạp người giáo viên phải có phương pháp phù hợp khơi dậy cho học sinh tinh thần học tập có hứng thú, có việc truyền đạt nội dung giảng đạt hiệu cao Trong năm qua đảm nhận dạy bồi dưỡng đội tuyển thi tỉnh huyện, với kinh nghiệm thân chủ đề áp suất chất lỏng phần học vật lý Nếu giáo viên học sinh sử dụng sách giáo khoa sách tập đơn giản, tập vận dụng số lượng, chưa phong phú dạng tập Chính học sinh gặp dạng tập tham gia thi học sinh giỏi thường lúng túng, chí không giải Với suy nghĩ nên q trình dạy đội tuyển tơi xây dựng phần lý thuyết tổng hợp lựa chọn tập điển hình để đưa dạng chất lượng dạy học đội tuyển nâng lên Do tơi xin đưa sáng kiến kinh nghiệm với đề tài “Kinh nghiệm dạy bồi dưỡng học sinh giỏi chủ đề áp suất chất lỏng phần học vật lý 8” Mục đích nghiên cứu Việc nghiên cứu thành công đề tài sáng kiến kinh nghiệm giúp giáo viên học sinh nắm vững lí thuyết phân dạng giải tập áp suất chất lỏng Nhiệm vụ đề tài: - Bổ túc thêm kiến thức tính thể tích thường dùng + Tính thể tích hình hộp lập phương: V= a3 + Tính thể tích hình hộp chữ nhật: V=a.b.c + Tính thể tích hình trụ: ( S diện tích đáy, h chiều cao): V= S.h + Tính thể tích khối cầu: V= - Xây dựng cách tư phần lí thuyết có liên quan Từ xây dựng lí thuyết nâng cao - Phân tích số tập điển hình áp suất chất lỏng + Từ học sinh rèn luyện kĩ nhận dạng tập, hình thành cách giải + Giúp học sinh tự nghiên cứu, tìm tòi đưa cách giải cho toán tương tự Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng tác động giáo viên đến việc hình thành đơn vị kiến thức nâng cao áp suất chất lỏng cho học sinh lớp đồng thời phân tích hướng dẫn học sinh giải số dạng tập áp suất chất lỏng Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu tài liệu, thu thập xử lí tập tài liệu, tập mạng - Phương pháp điều tra: Tiến hành dạy thử nghiệm theo phương pháp đề tài học sinh đội tuyển, khái quát thành học kinh nghiệm - Tổng hợp nhận dạng thể loại tập - Phỏng vấn PHẦN II: NỘI DUNG A Cơ sở lí luận: Chương trình mơn Vật lý phần mở đầu giai đoạn chương trình vật lý THCS, nên yêu cầu khả tư trừu tượng, khái quát yêu cầu mặt định lượng việc hình thành khái niệm định luật Vật lý cao Trong phần học vật lý chủ đề áp suất dạy 7, 8, Tuy nhiên tính chất áp suất chất lỏng trình bày chương trình THCS dựa nội dung định luật Pa - xcan khơng trình bày chương trình THCS Việc hình thành cơng thức tính áp suất chất lỏng suy từ cơng thức tính áp suất chất rắn P = Còn tính chất áp suất chất lỏng rút từ thí nghiệm thực tế Trong q trình bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm nhận thấy để học sinh phát hướng giải giải thành thạo tập dạng này, trình dạy người giáo viên cần xây dựng lại kiến thức lý thuyết có hệ thống, phân dạng tập, tập có liên quan học sinh suy luận có tính logic vấn đề B Thực trạng: Đối với học sinh: Một số học sinh chưa nắm chất tượng vật lí - Thụ động việc tiếp thu cách giải sách giáo khoa, sách tập hướng dẫn giải có thị trường - Học sinh lúng túng nhận diện thể loại tập chưa định hướng nhanh cách giải Từ dẫn đến khuôn khổ thời gian định không hoàn thành giải - Tuy nhiên học sinh có khả làm tập vận dụng, tập tổng hợp, tập phát triển nâng cao giáo viên gợi ý, hướng dẫn Đối với giáo viên: - Thuận lợi: Đa số có trình độ chuẩn chuẩn tâm huyết có nhiều năm làm cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi - Khó khăn: Do kiến thức khó, có nhiều giáo viên đầu tư thời gian nên ngại tìm tòi nghiên cứu nên dạy phần áp suất chất lỏng chưa sâu, rộng đủ độ để học sinh nắm vấn đề Kết thực trạng: Qua khảo sát chưa áp dụng đề tài, điều tra sau : Khảo sát trước áp dụng đề tài Làm Không làm tập tập Số HS Tỷ lệ Số HS Tỷ lệ 10% 90% Năm học Tổng số HS 2011-2012 10 2012-2013 10 20% 80% 2014-2015 10 20% 80% Từ thực trạng trên, với kinh nghiệm đúc rút trình dạy học bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm, viết sáng kiến kinh nghiệm mong góp phần nhỏ bé cho đồng nghiệp, HS…có tư liệu tham khảo C Giải pháp: I Các giải pháp: * Giải pháp 1: Xây dựng lí thuyết áp suất, cơng thức phân tích lí thuyết để xây dựng dạng tập có liên quan * Giải pháp 2: Chọn, phân loại, định hướng nguyên tắc phương pháp giải dạng tập áp suất dạng có liên quan * Giải pháp 3: Rèn kỹ nhận dạng giải tập áp suất dạng có liên quan * Giải pháp 4: Kiểm tra, đánh giá rút kinh nghiệm tổng hợp thành học kinh nghiệm II Tổ chức thực II.1: Lý thuyết " áp suất" II.1.1: Áp lực, Áp suất: - Áp lực lực tác dụng vng góc lên bề mặt - Áp suất tính độ lớn áp lực đơn vị diện tích bị ép F Cơng thức: P = S (1) Trong đó: F áp lực tính bằng( N) S diện tích bị ép tính (m2) P áp suất tính (Pa) hay (N/m2) II.1.2: Áp suất chất lỏng: * Giả sử có khối chất lỏng ( S, h) (hình 1) F P d.v d S h Từ công thức (1): P = S = S = S = S ⇒ P = d.h Trong đó: P áp suất đáy cột chất lỏng (Pa) d trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) h chiều cao cột chất lỏng tính từ mặt thoáng(m) * Áp suất điểm chất lỏng P = P0 + d.h P0: áp khí (N/m2) d.h: áp suất cột chất lỏng gây P: áp suất điểm cần tính Chú ý: Cơng thức tính hiệu áp suất điểm B A chất lỏng hay chất khí (Hình 2) PB - pA = d.h ( PA = ha.d, PB=hbd, mà hb- ha=h) II.1.3: Định luật Paxcan: * Áp suất chất lỏng ( hay khí) đựng bình kín chất lỏng ( hay khí) truyền nguyên vẹn theo hướng (hình 3) * Hệ " Máy dùng chất lỏng": f - Vì áp suất truyền nguyên vẹn theo hướng nên: F f = S s h S Hình A B h Hình F s S Hình (2) Mặt khác: Vì V chuyển từ píttơng sang pit-tơng nên: V= S.H= s.h (3) H4 F Từ (2) (3) ⇒ f = h H ( H, h đoạn đường di chuyển pit-tông lớn pit-tơng nhỏ) II.1.4 Bình thơng nhau: - Trong bình thơng chứa chất lỏng cân mực chất lỏng nhánh luôn ( H4) - Bình thơng chứa nhiều chất lỏng khác (H 5) đứng yên, mực Dầu mặt thoáng không điểm mặt ngang chất lỏng có áp suất đó: PA= PO+d1.h1 PB= P0+ d2.h2 Nước PA= PB Hình II.1.5: Áp suất khí quyển: (Hình 6) Trong điều kiện bình thường, áp suất khí có giá trị: P0 = 76 cmHg = 103360 N/ m2 (P0 áp suất tiêu chuẩn) II.1.6: Lực đẩy Acsimet: (Hình 7) Hình Mọi vật chìm chất lỏng (hay chất khí) chịu lực đẩy chất lỏng (hay chất khí) tác dụng có: * Phương thẳng đứng, * Chiều từ lên trên, * Độ lớn trọng lượng khối chất lỏng (hay chất khí) vật chiếm chỗ Cơ sở lí thuyết hệ định luật Paxcan Một hình hộp chữ nhật, ngập hẳn chất lỏng Có diện tích S (như hình vẽ) độ sâu h1 Hình Áp lực lên bề mặt bên cân Riêng áp suất ép lên mặt không - Ở mặt trên: F1= S.P1= S (P0+h1.d) - Ở mặt dưới: F2= S.P2= S (P0+h2.d) Do h1 < h2 nên F1 < F2 Mặt khác: F1 , F2 phương ngược chiều nên ta có hợp lực tác dụng vào vật: F= F2 - F1 = d.S (h2 - h1) Mà: h2 – h1 = h (chiều cao vật) đó: F = dhS = d.V (4) Do lực F chất lỏng tác dụng lên vật độ lớn trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ: * Điều kiện vật chìm, nổi: + F < P vật chìm ⇒ dCL < d V + F = P vật lơ lửng ⇒ dCL= dV ⇒ dCL > d V F > P vật II.2 Một số dạng tập cụ thể: II.2.1 Bài tập định luật Paxcan- áp suất chất lỏng: * Phương pháp giải: - Cần xác định hướng lực áp suất chất lỏng gây Biểu thị tương quan áp suất tương quan lực gây áp suất trọng lực tác dụng lên vật Từ xây dựng phương trình biểu thị mối tương quan - Xét áp suất vị trí so với mặt thống chất lỏng áp suất đáy bình - Vận dụng cơng thức: P = P0+d.h - Vận dụng định luật để giải thích tượng Ví dụ 1: Một người thợ lặn mặc áo lặn chịu áp suất tối đa 3.10 N/ m2 Biết trọng lượng riêng nước 104 N/m3 a Hỏi người thợ lặn sâu m? b Tính áp lực nước tác dụng lên cửa kính quan sát áo lặn có diện tích 200 cm2 lặn sâu 20m *Hướng dẫn: a Khi lặn sâu người chịu tác dụng áp suất chất lỏng áo chịu ( bỏ qua áp suất khí ) ta vận dụng công thức: P P= d.h ( hMax) ⇔ PMax= 3.105 (Pa) ⇒ h = d b Xác định áp suất tính cơng thức P= d.h => => F =? Giải: a Gọi độ sâu tối đa mà người thợ lặn hMax Ta có: P = d.h ⇒ PMax= hMax.d ⇒ hMax ⇒ P max = d 3.10 hMax = 10 =30 m Vậy độ sâu tối đa hMax= 30 m b Áp suất độ sâu 20m là: P = d.h = 104.20 = 2.105 ( N/ m2) Áp lực nước tác dụng lên kính độ sâu 20 m là: F = P.S= 2.105.0,02 = 4000 (N) Ví dụ 2: Trong bình nước có hộp sắt rỗng nổi, đáy hộp có dây treo bi thép, bi khơng chạm đáy bình Độ cao mực nước thay đổi dây treo cầu bị đứt Hướng dẫn: Xác định áp lực tác dụng lên đáy bình trường hợp => chiều cao cột nước có thay đổi khơng( ý dây đứt bi rơi xuống đáy bình có thêm áp lực bi gây ra, nhiên tổng áp lức trường hợp lên đáy bình khơng đổi) Giải : Gọi H độ cao nước bình Khi dây chưa đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H Trong đó: S diện tích đáy bình, d0 trọng lượng riêng nước Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là: F2 = d0Sh + Fbi Với h độ cao nước dây đứt Trọng lượng hộp + bi + nước không thay đổi nên F1 = F2 hay d0S.H = d0.S.h +Fbi Vì bi có trọng lượng nên Fbi > =>d.S.h h mực nước giảm Hình Nước Dầu Ví dụ 3: Người ta lấy ống xiphông bên đựng đầy nước nhúng đầu vào chậu nước, đầu vào chậu đựng dầu Mức chất lỏng chậu ngang Hỏi nước ống có chảy khơng, có chảy chảy theo hướng ? (hình 8) Hướng dẫn: Xác định áp suất miệng ống PA PB Nước chảy phía miệng ống có áp suất nhỏ Giải : Gọi P0 áp suất khí quyển, d 1và d2 trọng lượng riêng nước dầu, h chiều cao cột chất lỏng từ mặt thống đến miệng A B Hình ống Xét điểm A (miệng ống nhúng nước ) PA = P0 + d1h Tại B ( miệng ống nhúng dầu PB = P0 + d2h Vì d1 > d2 => PA> PB Do nước chảy từ A sang B tạo thành lớp nước đáy dầu nâng lớp dầu lên Nước ngừng chảy d1h1= d2 h2 Bài tập luyện tập : Người ta thả hộp sắt rỗng lên bình nước Ở tâm đáy hộp có lỗ hổng nhỏ bịt kín nút tan nước Khi mực nước so với đáy bình H Sau thời gian ngắn, nút bị tan nước hộp bị chìm xuống đáy Hỏi mực nước bình có thay đổi không? Thay đổi nào? ĐS : Mực nước giảm Hai bình giống có dạng hình nón cụt (hình vẽ) nối thơng đáy, có chứa nước nhiệt độ thường Khi khoá K mở, mực nước bên ngang Người ta đóng khố K đun nước bình B Vì mực nước bình B nâng cao lên chút Hiện tượng xảy sau đun nóng nước bình B mở khố K ? ( Hình 9) Cho biết thể tích hình nón cụt tính theo cơng thức V= 3h(s= sS + S ) ĐS: Vậy đun nóng nước làm giảm áp suất nên khóa K mở nước chảy từ bình A sang bình B II.2.2: Bài tập máy dùng chất lỏng- Bình thơng nhau: * Phương pháp giải: - Nếu hai nhánh bình thông chứa chất lỏng, nên chọn điểm đáy bình làm điểm để so sánh áp suất Nếu chúng chứa hai loại chất lỏng khơng hòa tan nên chọn điểm mặt phân cách hai chất lỏng làm điểm so sánh áp suất - Nếu bình thơng có đặt pitton nhẹ tiết diện nhánh khác nhau, cần xét tới lực tác dụng lên pittong áp suất khí gây - Xét áp suất điểm mặt phẳng nằm ngang lòng chất lỏng nhánh ( thông thường xét mặt phân cách chất lỏng( bình có chứa nhiều loại chất lỏng đứng yên) - Vận dụng công thức: P = P0 + d.h Ví dụ 1: Người ta đổ nước dầu, thứ vào nhánh ống hình chữ U chứa thuỷ ngân, mặt thuỷ ngân hai nhánh ngang (Hình 10) Biết độ cao cột dầu h2 = 20cm, tính độ cao h1 cột nước Cho biết khối lượng riêng nước dầu 1000km/m3, 900km/m3 Hướng dẫn: Xét điểm A,B nhánh mặt phẳng nằm ngang, mặt thủy ngân nhánh ngang nên xét điểm A, B mặt thủy ngân, PA= PB ⇒ h1 Giải: 10 Vì thuỷ ngân hai nhánh ngang nên áp suất hai nhánh ngang nhau: PA = P B Ta suy ra: P0 + h1d1 = d2.h2+ P0 (p0: áp suất khí quyển) Hay: D1.h1 = D2.h2 (D: khối lượng riêng) Do ta có: Hình 10 Ví dụ 2: Hai ống hình trụ giống Tiết diện ống S = 11,5cm2 (Hình 11) Hai ống chứa thuỷ ngân đến mức Đổ lít nước vào nhánh, thả vào nước vật có khối lượng P = 1,5N Vật phần mặt nước Tính khoảng chênh lệch hai mặt thuỷ ngân hai nhánh Trọng lượng riêng thuỷ ngân d = 136000N/m3 Hướng dẫn: Xét điểm A, B nhánh mặt phẳng nằm ngang, A∈ nhánh có thủy ngân, B∈ nhánh có nước ⇒PA=PB=dHg.h1=dHg.2h PB = PA=PB ⇒ h Giải: Khi có cân cột thuỷ ngân nhánh đổ nước hạ xuống đoạn h cột thuỷ ngân nhánh bên dâng lên đoạn h Độ chênh lệch hai mực thuỷ ngân 2h Theo tính chất áp suất S mặt phẳng nằm ngang bên bình chứa chất lỏng ta suy ra: Các áp suất tạo trọng lượng cột thuỷ ngân có độ cao 2h tạo trọng lượng cột nước trọng lượng vật nổi2h Ta có: 2hd = (P: trọng lượng nước) Do đó: * Chú ý : Bài học sinh thường bị nhiễu khối Hình 11 gỗ, nên giáo viên hướng dẫn học sinh xem (nước + khối gỗ) khối gây áp lực lên mặt thủy ngân Ví dụ 3: Bình thơng gồm nhánh hình trụ có tiết diện S1, S2 có chứa nước.Trên mặt nước có đặt pitơng mỏng, khối lượng m m2 Mực nước bên chênh đoạn h (Hình 12) 11 h 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 Hướng dẫn: a Lúc đầu mặt thoáng chất lỏng chênh lệch m1≠ m2 - Xét điểm tính áp suất hai điểm A, B nằm ống nằm mặt phẳng nằm mặt phân cách S1 S2 h A B Hình 12 m1 m + D0 h = S1 S2 pít tơng thấp chưa đặt nặng : - Khi đặt nặng có khối lượng m mực chất lỏng nhánh nhau, áp m1 + m m2 = S S từ => m=? suất nhánh b Khi đặt nặng m sang pít tơng nhỏ cách tính tương tự câu a Giải : a) Chọn điểm tính áp suất mặt pitông m1 m + D0 h = (1) S2 Khi chưa đặt cân thì: S1 ( D0 khối lượng riêng nước ) m1 + m m2 m m m2 = => + = S S S S S (2) 1 Khi đặt vật nặng lên pitơng lớn : Trừ vế với vế (1) cho (2) ta : m = D0 h ⇒ m = D0 S h S1 b) Nếu đặt cân sang pitơng nhỏ cân ta có: m1 m m + D0 H = + S1 S S (3) Trừ vế với vế (1) cho (3) ta : DSh S m m ⇒ ( H − h) D0 = ⇔ ( H − h) D0 = ⇔ H = (1 + )h S2 S2 S S D0h – D0H = Ví dụ 4: Cho bình hình trụ thơng với ống nhỏ có khóa thể tích khơng đáng kể (Hình 13) Bán kính đáy bình A r1 bình B r2= 0,5 r1 h2 (Khố K đóng) Đổ vào bình A lượng nước đến chiều cao h1= 18 cm, sau đổ lên mặt nước h1 lớp chất lỏng cao h2= cm có trọng lượng riêng d2= 9000 N/m3 đổ vào bình B chất lỏng thứ có chiều cao h3= 6cm, trọng lượng riêng d3 = 8000N/m3 K h3 Hình 13 12 ( 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 thống chất lỏng bình b) Tính thể tích nước chảy qua khố K Biết diện tích đáy bình A 12 cm2 Hướng dẫn: a Xét điểm tính áp suất điểm mặt chất lỏng vị trí thấp M, N (hình vẽ) PM= PN từ xác định x => ∆h b - Xác định tiết diện ống B theo bán kính S2= - Xác định lượng nước lúc đầu đổ vào V= VA+ VB - Lượng nước chảy từ ống A, sang ống B với lượng nước ống B - Xác định V = S1.h1; VB= S2.H; VA = S1(H+x) từ ta xác đinh lượng nước chảy sang ống B VB 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: PN = Pm ⇒ d h3 = d h2 + d1 x d h3 − d h2 8.10 3.0,06 − 9.10 3.0,04 = = 1,2cm d 10 => x = Vậy mặt thoáng chất lỏng B cao mặt thoáng chất lỏng A là: ∆h = h3 − (h2 + x) = − (4 + 1,2) = 0,8cm S1 12 = = 3cm 2 b) Vì r2 = 0,5 r1 nên S2 = B A ( Với x độ dày lớp nước nằm M) h h2 (1) (2) x M (3) N h3 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 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 => H = Vậy thể tích nước VB chảy qua khoá K là: VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm3 * Bài tập luyện tập Hai nhánh bình thơng chứa chất lỏng có tiết diện S Trên nhánh có pitton có khối lượng khơng đáng kể Người ta đặt 13 cân có trọng lượng P lên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ngồi) Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh hệ đạt tới trạng thái cân học? Khối lượng riêng chất lỏng D Hai hình trụ thơng đặt thẳng đứng có tiết diện thẳng bên 20cm2 10cm2 đựng thủy ngân, mực thủy ngân độ cao 10cm thước chia khoảng đặt thẳng đứng bình a) Đổ vào bình lớn cột nước nguyên chất cao 27,2 cm Hỏi độ chênh lệch độ cao mặt cột nước mặt thoáng thủy ngân bình nhỏ? b) Mực thủy ngân bình nhỏ dâng lên đến độ cao thước chia độ c) Cần phải đổ thêm vào bình nhỏ lượng nước muối có chiều cao để mực thủy ngân bình trở lại ngang nhau? Biết KLR thủy ngân 13600 kg/m3, nước muối 1030kg/m3, nước nguyên chất 1000kg/m3 II.2.3: Bài tập lực đẩy Acsimet – Sự nổi: *Phương pháp: - Phân tích lực tác dụng vào vật, hệ vật - Dựa vào điều kiện cân bằng" Khi vật cân chất lỏng P= FA" Ví dụ 1: Một vật rắn có dạng khối lập phương đồng chất Bỏ vào chậu thuỷ ngân 0,25 thể tích vật chìm thuỷ ngân Tìm tỷ lệ thể tích chìm thuỷ ngân vật đổ lên mặt thuỷ ngân lớp nước phủ vật hoàn toàn - Trọng lượng riêng thuỷ ngân là: dtn = 136000n/m3; - Trọng lượng riêng nước là: dn = 10000n/m3 Hướng dẫn: - Phân tích lực tác dụng vào vật chưa đổ nước đổ nước vào (hình vẽ 14, 15) + Khi chưa đổ nước P = FA = 0,25 V dtn + Khi đổ nước vào P= fA+ F'A= (V-x)dn+ x.dtn => x=? 14 Giải: FA fA FA P Hình 14 P Hình 15 Khi chưa đổ nước, cân nước cho: P = FA Đặt V: thể tích vật, Dtn: trọng lượng riêng thuỷ ngân Ta suy ra: P = 0,25.Vdtn (1) Khi đổ nước phủ kín vật hồn tồn, cân vật cho: P = F'A + fA F'A: Lực đẩy Acsimet thuỷ ngân, FA: Lực đẩy Acsimet nước Đặt: x: Thể tích phần vật chìm thuỷ ngân, dn: Trọng lượng riêng nước Ta suy ra: P = xdtn + (V - x)dn (2) (1) (2) cho ta: 0,25dtn = xdtn + (V - x)dn Do đó: (dtn - dn)x = (0,25dtn - dn)V ⇒ x = ⇒ x = 0,19V Ví dụ 2: Hai cầu đặc tích V = 100m3 nối với sợi dây nhẹ khơng co giãn thả nước (hình vẽ 16) 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 Hình 16 15 Hình 17 Hướng dẫn: a.Các lực tác dụng vào vật biểu diễn hình vẽ 17: Hệ vật nằm cân P1+ P2 = FA+ F'A kết hợp kiện đầu => D1, D2 b Để xác định lực căng T ta xét cầu P1+T = FA P2= F'A+ T Kết hợp với câu a ta xác định T Giải a Vì cầu có thể tích V, mà P2 = P1 => D2 = 4.D1 Xét hệ cầu cân nước Khi ta có: P1 + P2 = FA + F’A => Từ (1) (2) suy ra: D1 + D = D0 (2) FA T D1 = = 300kg/m D2 = D1 = 1200kg/m3 b) Xét cầu: - Khi cầu đứng cân thì: FA = P + T - Khi cầu đứng cân thì: F’A = P2 - T Với FA2 = 10.V.D0; FA = ; P2 = 4.P1 F'A   P1 + T =  F' T= A 4 P1 − T = F ' A = 0,2 N => => 5.T = F’A => T P1 F’A P2 Hình 17 Ví dụ 3: Trong bình hình trụ tiết diện S0 chứa nước, mực nước bình S có chiều cao H = 20 cm Người ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho thẳng đứng bình mực nước dâng lên đoạn ∆h = cm (Hình h 18) a Nếu nhấn chìm nước hồn tồn P mực nước dâng cao so với đáy? Cho khối H FA lương riêng nước D = 0,8 g/cm3, D0 = g/cm3 b.Tìm lực tác dụng vào thanh chìm hồn S0 tồn nước Cho thể tích 50 cm Hình 18 Hướng dẫn: 16 a Nước dâng lên thể tích chiếm chỗ chất lỏng, khơng ngấm nước băng thể tích chìm chất lỏng V 1= S0 ∆h( V1 thể tích phần bị chìm chất lỏng) Mặt khác nằm cân chất lỏng nên P= FA hay 10 DSl = 10D0S0∆h( l chiều dài thanh) Gọi ∆H phần nước dâng lên nhấn chìm hồn tồn ta có S.l = S0 ∆H từ => H' = H+ ∆H b Lực tác dụng lên để vật chìm hồn tồn nước F= F A-P (hình vẽ) Giải: a) Gọi S l tiết diện chiều dài Trọng lượng P = 10.D.S.l Khi nằm cân bằng, phần thể tích nước dâng lên phần thể tích V1 chìm nước Do V1 = S0.∆h Do cân nên P = FA D0 S ∆h hay 10.D.S.l = 10.D0.S0.∆h => l = D S (1) Khi chìm hồn toàn nước, nước dâng lên lượng thể tích F Gọi ∆H phần nước dâng lên lúc ta có: S.l = S0 ∆H (2) D0 ∆h ∆H = D Từ (1) (2) suy Và chiều cao cột nước bình lúc H' = H + ∆H = H + D0 ∆h = 25 cm D H H S H’ P F’A b) Lực tác dụng vào (Hình 19) S0 F = FA’ – P = 10 V.(D0 – D) F = 10.50.10-6.(1000 - 800) = 0,1 N Hình 19 Bài tập luyện tập: Có hai vật thể tích V 2V, Khi treo vào hai đĩa cân cân thăng Sau vật lớn dìm vào dầu có trọng lượng riêng d1 = 1000N/m3 Phải dìm vật nhỏ vào chất lỏng có trọng lượng riêng để cân cân bằng? (Bỏ qua lực đẩy Acsimet khơng khí) Một khối gỗ hình lập phương cạnh a = 6cm, thả vào nước Người ta thấy phần gỗ lên mặt nước đoạn h = 3,6 cm a) Tìm khối lượng riêng gỗ, biết khối lượng riêng nước 17 D0 = g/cm3 b) Nối khối gỗ với vật nặng có khối lượng riêng D = g/cm3 dây mảnh qua tâm mặt khối gỗ Người ta thấy phần khối gỗ h’ = cm Tìm khối lượng vật nặng lực căng dây Trong bình hình trụ tiết diện S1 = 30 cm3 có chứa khối lượng riêng D1 = g/cm3 người ta thả thẳng đứng gỗ có khối lượng riêng D1 = 0,8 g/cm3, tiết diện S2 =10 cm2 thấy phần chìm nước h = 20 cm a) Tính chiều dài gỗ b) Biết đầu gỗ cách đáy ∆h = cm Tìm chiều cao mực nước có lúc đầu bình D Kiểm nghiệm Bài học kinh nghiệm Trong năm qua đưa đề tài vào áp dụng việc dạy đội tuyển học sinh giỏi huyện thọ xuân tham gia dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh, lớp đối chứng chia đôi đội tuyển học sinh giỏi huyện thọ xuân tham gia đội dự tuyển dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh thành đội Tôi rút số kinh nghiệm thực sau: Thông qua việc hướng dẫn bồi dưỡng học sinh giỏi ví dụ cụ thể tập vận dụng, tập tự luyện tập cho phần áp suất chất lỏng, học sinh tư duy, suy luận, rèn luyện vận dụng kiến thức học vào việc làm dạng tập cụ thể Giáo viên hướng dẫn cho học sinh nhận dạng tập thơng qua kênh hình kênh chữ Từ quy tập bắt gặp dạng biết để tiến hành vận dụng bước giải, thiết lập mối liên hệ kiện cho, công thức học, kiện cần tìm từ tiến hành nội dung giải cho tập cần làm, rút nhận xét, kết luận Việc áp dụng đề tài vào giảng dạy mơn vật lí giúp học sinh: + Nắm vững mục tiêu phần học bồi dưỡng học sinh giỏi cho phần áp suất + Biết cách làm dạng tập áp suất + Biết tiến hành bước làm số dạng tập áp suất + Làm thành công số dạng tập khó quy tập bắt gặp dạng tập biết để vận dụng làm + Rèn luyện kĩ làm thành thạo số dạng tập áp suất + Có hứng thú ham thích làm tập Vật lý, khơng nản lòng gặp tập Vật lý khó, tập phức tạp 18 + Ham thích học mơn Vật lí… -Việc áp dụng đề tài vào giảng dạy mơn Vật Lí giúp học sinh tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn, làm tăng khả vận dụng tính độc lập suy nghĩ, tính tò mò, óc sáng tạo…, cho tỉ lệ học sinh hiểu tăng lên rõ rệt -Việc làm tổ chuyên môn, đồng nghiệp đánh giá thành công Đúng với quan điểm đổi hướng dẫn dạy học Kết - Kết thu sau áp dụng đề tài, điều tra từ năm học 2012- 2013 sau : Khảo sát sau áp dụng đề tài Tổng số Năm học Làm tập Không tập HS Số Tỷ lệ Số HS Tỷ lệ HS 2012-2013 10 60% 40% 2013-2014 10 80% 20% 2014-2015 10 80% 20% PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT I BÀI HỌC KINH NGHIỆM RÚT RA: Trong trình bồi dưỡng học sinh giỏi việc hướng dẫn học sinh giải tập cần thiết Song người giáo viên dừng lại việc hướng dẫn giải cho em tập cụ thể có tài liệu chưa đủ Điều quan trọng làm để qua hướng dẫn giáo viên mà học sinh tự lực giải tập dạng tập hợp tập vật lí nói chung Muốn vậy, hướng dẫn giải tập phần học đó, người giáo viên phải biết xếp xây dựng hệ thống kiến thức lí thuyết mang tính tổng hợp, chuyên sâu cho phần học để truyền tải đến học sinh Đồng thời, giáo viên phải lựa chọn phân dạng tập phần học Trên sở phân dạng giáo viên phải đưa số tập điển hình (có thể đưa dạng tổng qt) phân tích chúng hình thức trực tiếp liên quan đến nội dung toán cụ thể xét lồng vào việc phân tích hướng chung để học sinh chiếm lĩnh đơn vị kiến thức cần phục vụ cho trình giải dạng tập đưa Thơng qua việc phân tích này, giúp học sinh định hướng cách giải, hình thành bước giải cho tập Đồng thời hình thành cho em hướng phân tích nội dung tập 19 Ở phần trình bày mình, tơi xây dựng cho học sinh đơn vị kiến thức lí thuyết áp suất dạng có liên quan Cũng thơng qua phần trình bày này, tơi đưa dạng tốn khó thường gặp, dạng tốn tơi đưa bước phân tích để học sinh thấy mối liên hệ đơn vị kiến thức học với nội dung toán cụ thể với dạng tập nói chung Qua vấn đề nêu, mong muốn em nắm chất chủ đề áp suất chất lỏng phần học lớp 8, biết phân tích nội dung toán cụ thể áp suất dạng có liên quan Đồng thời qua giúp em biết cách nghiên cứu khai thác cách giải tài liệu tham khảo Biết dựa vào tài liệu để nhận thức vấn đề từ vấn đề phải biết mở rộng, biết khái quát tổng hợp để hướng dẫn giải cho riêng Với cách làm chưa đầy đủ Nhưng tơi tin tưởng rằng, phần giúp em hiểu sâu thêm vấn đề, hình thành thói quen tự lực tư duy, biết suy xét vấn đề nhiều góc độ Ngược lại, phần viết trình bày nhiều hạn chế, nhiều khiếm khuyết Rất mong đóng góp ý kiến đồng nghiệp II Ý KIẾN ĐỀ XUẤT: Qua nhiều năm giảng dạy: để hình thành phương pháp tốt, có kinh nghiệm giảng dạy, cần phải có q trình tìm tòi sáng tạo Để làm việc đường học hỏi kinh nghiệm lớp người trước đường ngắn nhất, vững hiệu Chính vậy, qua đề tài tơi xin đề xuất với cấp quản lý Giáo Dục đề tài có ý nghĩa thực tiễn, gắn liền với công tác giảng dạy nên triển khai rộng rãi đến đơn vị trường Để giáo viên có hội học tập, trao đổi, mở mang kiến thức, chuyên môn Xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 30 tháng năm2018 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Ngọc Nam DANH MỤC 20 CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Ngọc Nam Chức vụ đơn vị công tác: Hiệu trưởng - trường THCS Xuân Hưng - huyện Thọ Xuân – tỉnh Thanh Hóa TT Tên đề tài SKKN Một số kinh nghiệm việc giải tập gương phẳng Một số kinh nghiệm việc giải tập gương phẳng “Kinh nghiệm từ việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh thi vào chuyên Lam Sơn phần chuyển động học môn Vật lí THCS ” “Kinh nghiệm từ việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh thi vào chuyên Lam Sơn phần chuyển động học mơn Vật lí THCS ” Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh ) Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Năm học đánh giá xếp loại Phòng GD-ĐT B 2008 - 2009 Sở GD-ĐT C 2008 - 2009 Phòng GD-ĐT B 2011-2012 Sở GD-ĐT C 2011-2012 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 Bộ Giáo dục Đào tạo, SGK Vật lí 8, NXBGD, 2010 Bộ Giáo dục Đào tạo, SGV Vật lí 8, NXBGD, 2010 Vũ Thị Phát Minh, Châu Văn Tạo, Nguyễn Duy Khánh, Trần Vĩnh Sơn, 500 BTVL chuyên THCS, NXBĐHQG TP Hồ Chí Minh, 2013 ThS.SỞ PhanGIÁO HồngDỤC Văn, 500 TP Hồ Chí VÀBTVL ĐÀOTHCS, TẠONXBĐHQG THANH HỐ Minh, 2012 PHÒNG GD&ĐT THỌ XUÂN ThS Lê Thị Thu Hà, Hướng dẫn giải dạng tập từ đề thi tuyển sinh vào lớp 10 mơn Vật lí, NXBĐHQG Hà Nội, 2012 Nguyễn Đức Tài, Tuyển chọn đề thi HSG THCS mơn Vật lí, NXB Đại học Sư phạm, 2012 Nguyễn Đức Tài, Tuyển chọn đề thi vào lớp 10 chuyên mơn Vật lí, NXB Đại học Sư phạm, 2012 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHỦ ĐỀ ÁP SUẤT CHẤT LỎNG PHẦN CƠ HỌC VẬT LÝ Người thực hiện: Nguyễn Ngọc Nam Chức vụ: Hiệu trưởng Đơn vị công tác: Trường THCS Xuân Hưng SKKN thuộc mơn: Vật lí 22 PHẦN Phần I Phần II A B C I II II.1 II.2 II.2.1 II.2.2 II.2.3 D Phần III NỘI DUNG Mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung Cơ sở lý luận Thực trạng Đối với học sinh Đối với giáo viên Kết thực trạng Giải pháp Các giải pháp Tổ chức thực Lý thuyết Một số tập cụ thể Bài tập định luật Pa-xcan – Áp suất chất lỏng Bài tập máy dùng chất lỏng – Bình thơng Bài tập Lực đẩy ASimet – Sự Kiểm nghiệm Bài học kinh nghiệm Kết Kết luận đề xuất Kết luận Kiến nghị Tài liệu tham khảo TRANG 1 2 2 2 3 3 4 6 12 16 16 17 17 17 18 20 23 ... Đức Tài, Tuyển chọn đề thi vào lớp 10 chun mơn Vật lí, NXB Đại học Sư phạm, 2012 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHỦ ĐỀ ÁP SUẤT CHẤT LỎNG PHẦN CƠ HỌC VẬT LÝ Người thực... chất lỏng (Pa) d trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) h chiều cao cột chất lỏng tính từ mặt thống(m) * Áp suất điểm chất lỏng P = P0 + d.h P0: áp khí (N/m2) d.h: áp suất cột chất lỏng gây P: áp suất. .. suất chất lỏng suy từ cơng thức tính áp suất chất rắn P = Còn tính chất áp suất chất lỏng rút từ thí nghiệm thực tế Trong q trình bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm tơi nhận thấy để học sinh phát