BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu Bồi dưỡng học sinh giỏi nhiệm vụ then chốt nhà trường, kết học sinh giỏi hàng năm tiêu chuẩn để xét thi đua cho nhà trường, thành để tạo lòng tin với phụ huynh sở tốt để xã hội hoá giáo dục Để nâng cao chất lượng giáo dục người thầy phải không ngừng học tập bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, nâng cao tay nghề phải tiếp cận với phương pháp dạy học đại, phải kết hợp tốt phương pháp dạy học nhằm thu hút em học sinh vào giảng, tổ chức điều khiển để em tích cực chủ động tự giác học tập tiếp thu kiến thức Từ xây dựng lòng u thích say mê mơn học, bồi dưỡng lực tự học cho người học Vật lý môn khoa học thực nghiệm, vật tượng vật lý quen thuộc gần gũi với em Song việc tạo lòng say mê u thích hứng thú tìm tòi kiến thức lại phụ thuộc nhiều vào nghiệp vụ sư phạm người thầy Qua giảng dạy tìm hiểu tơi nhận thấy phần lớn em chưa có thói quen vận dụng kiến thức học vào giải tập vật lý cách có hiệu Các kiến thức lực đẩy Ac-si-mét phần kiến thức vật lí khó với học sinh trung học sở Lượng kiến thức phần không nhiều so với phần khác tập phần thường làm khó lúng túng cho học sinh đặc biệt kì thi học sinh giỏi cấp Xuất phát từ lý suy nghĩ, tìm tòi hệ thống thành sáng kiến: “Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac-si-mét” với mong muốn phần khắc phục khó khăn học sinh giải tập dạng này, nhằm đạt kết cao giảng dạy đặc biệt công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Tên sáng kiến: “Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac-si-mét” Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Bùi Văn Học - Địa tác giả: Trường THCS Vĩnh Yên, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0973548616 E - mail: vanhocyl@gmail.com Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Bùi Văn Học Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Dạy học sinh giỏi môn vật lý Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: 20/7/2018 Mô tả chất sáng kiến: 7.1 Về nội dung sáng kiến: 7.1.1: Nhắc lại kiến thức có tốn liên quan: 7.1.1.1 Khối lượng : - Khối lượng: lượng chất chứa vật kí kiệu: m (kg) 7.1.1.2 Lực: - Điểm đặt - Phương chiều - Độ lớn 7.1.1.3 Trọng lực, trọng lượng - Trọng lực: Là lực hút trái đất tác dụng lên vật Độ lớn trọng lực gọi trọng lượng P = 10.m 7.1.1.4 Khối lượng riêng Là khối lượng mét khối chất Kí hiệu D Đơn vị (kg/m3) D= m V (kg/m3) 7.1.1.5 Trọng lượng riêng Là trọng lượng mét khối chất d= P mg = = Dg (=10.D ) (N/m3) V V Chú ý: Công thức liên quan Chu vi đường tròn : C = 2.П.R Diện tích hình tròn : S = П.R2 Thể tích hình hộp, hình trụ: V = S.h 7.1.1.6 Áp suất * Chất rắn: p = F (N / m2 ) s F: độ lớn áp lực (N) S: diện tích bị ép (m2) p: áp suất (N/m2) * Chất lỏng: p = h.d (h: chiều cao cột chất lỏng m d: trọng lượng riêng chất lỏng N/m3 p: ¸p suÊt chÊt láng (Pa) ) - ¸p suÊt điểm lỏng chất lỏng: p = p0+ dh (p0: ¸p st khÝ qun) * Chất khí: p = h.d (h: chiều cao cột chất lỏng ống Torixenli d: trọng lượng riêng chất khí 7.1.1.7 Định luật Pascan: Áp suất tác dụng lên chất lỏng (khí) đựng bình kín chất lỏng (khí) truyền ngun vẹn(định lượng) theo hướng(định tính) 7.1.1.8 Lực đẩy Ac-si-met: FA = dV V: Thể tích chất lỏng (khí) bị vật chiếm chỗ m3 d: trọng lượng riêng chất lỏng (khớ) N/m3 FA: lực đẩy ác si met (N) - Khi vật nằm cần mặt chất lỏng F A=P * Sự vật: Khi P > F => d1 > d => Vật chìm Khi P = F => d1 > d => Lơ lửng Khi P < F => d1 < d => Vật d: trọng lượng riêng chất lỏng (khí) d1: trọng lượng riêng vật 7.1.2: Phương pháp giải Bước 1: Biểu diễn lực tác dụng lên vật Bước 2: Sử dụng điều kiện cân vật Bước 3: Kết hợp yếu tố cho, kiến thức tốn học, cơng thức vật lí để tính đại lượng theo yêu cầu toán 7.1.3: Bài tập vớ d Ví dụ 1: Một cầu sắt rỗng nớc Tìm thể tích phần rỗng biết khối lợng cầu 500g, KLR sắt 7,8g/cm nớc ngập 2/3 thể tích cầu Giải: Khi cầu nớc chịu tác dụng lực: Trọng lực P lực đẩy FA Khi cầu nằm cân bằng, ta có: P = FA 10.m = 10.D0 m = D0 V1 V1 (1) Gäi V1: thÓ tích bên cầu V2: thể tích phần rỗng bên thể tích phần đặc sắt: V = V1- V2 m m = V1 − V2 => V1 = + V2 D D (2) Tõ (1) vµ (2) => V2 = ( D − D ).m = 658,9cm3 VÝ dơ 2: Th¶ vật không thấm nớc vào nớc 3/5 thể tích bị chìm a Hỏi thả vào dầu phần vật bị chìm? KLR nớc dầu: 1000kg/m3 800kg/m3 b Trọng lợng vật bao nhiêu? Biết vật có dạng hình hộp chiều cao cạnh 20cm Giải: a Khi thả vật vào chất lỏng chịu tác dụng lực trọng lực P lực đẩy Ac -si-mét: Khi cân ta có: P = FAn = dn.Vc = Vv10 Dn (1) Khi thả vào dầu: P = FAd = 10Dd.V (2) Tõ (1) vµ (2), ta cã 3.10.Dn V = 5.10.D Vv = Vv d b ThÓ tÝch cña vËt: Vv = 8.10-3(m3) Tõ (1), ta cã P = 48N Ví dụ 3: Một vật đợc treo vào lùc kÕ, nÕu nhóng ch×m vËt níc th× lùc kế 9N, nhúng chìm vật dầu lực kế 10N Tìm thể tích khối lợng Giải: Gọi Fn, Fd số lực kế nhúng chìm vật nớc dầu Ta có: Trong lợng vật nhúng chìm nớc dầu: P = Fn + FAn = Fn + dn.Vv = + 10000.Vv (1) P = Fd + FAd = Fd + dd.Vv = 10 + 8000.Vv (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: + 10000.Vv = 10 + 8000.Vv 2000.Vv = => Vv = 5.10-4m3 = 0,5dm3 Khèi lỵng cđa vËt: m = P + 10000.5.10−4 = = 1,4(kg ) 10 10 VÝ dô 4: Cã mét vËt b»ng kim loại, treo vật vào lực kế nhúng chìm vào bình tràn đựng nớc lực kế 8,5N, đồng thời lợng nớc tràn ngoµi cã thĨ tÝch 0,5 lÝt Hái vËt cã khèi lợng làm chất gì? TLR nớc 10000N.m3 Giải: a)Thể tích nớc tràn thể tích vật chiếm chỗ V = 0,5 lÝt = 0,5dm3 = 5.10-4m3 FA = dn.V = 10000.5.10-4 = 5N Khi c©n b»ng ta cã: P = P1 + FA = 8,5 +5 = 13,5 N b) TLR cña vËt: d = => m = 1,35kg P 13,5 = = 27000( N / m3 ) = dnh«m -> vật làm V 0,5.10 nhôm Ví dụ 5: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40cm cao h = 10cm Cã khèi lợng m = 160g a Thả gỗ vào nớc Tìm chiều cao phần gỗ mặt nớc b Bây khối gỗ đợc khoét lỗ hình trụ có tiết diện 4cm2 sâu h lấp đầy chì có KLR D = 11300kg/m3 Khi thả vào nớc ngời ta thấy mực nớc với mặt khối gỗ Tìm độ sâu h khối gỗ Giải: FA h x P h h S a Khi thả khối gỗ vào nớc chịu tác dụng lực: Trọng lực lực đẩy Acsimets Khi gỗ nằm cân mặt nớc thì: P = FA Gọi x phần gỗ mặt níc, ta cã 10.m = 10D0.S (h - x) m => x = h - D S = cm b Khối lợng khối gỗ sau bị khoét lỗ thủng là: m1 = m - m = D1( S.h - ∆S ∆h ) mµ D1 = m ∆S ∆h nªn ta cã m1 = m ( ) S h S h Khối lợng chì lấp vào: m2 = D2 S h Vậy khối lợng tổng cộng gỗ chì lúc này: M = m1 + m2 = m (1 - ∆S ∆h ) + D2 ∆S ∆h S h = m + (D2 - m ) S h S h Vì khối gỗ chìm hoàn toàn nớc nên: 10.M = 10.D0.S.h m + (D2 => ∆h = m ) ∆S ∆h = D0,S.h S h D0 S h − m m = 5,5cm ( D2 − )∆S S h VÝ dô 6: Một cốc hình trụ có đáy dày 1cm thành mỏng Nếu thả cốc vào bình nước lớn cốc thẳng đứng chìm 3cm nước.Nếu đổ vào cốc chất lỏng chưa xác định có độ cao 3cm cốc chìm nước cm Hỏi phải đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng nói có độ cao để mực chất lỏng cốc cốc Giải: Gọi diện tích đáy cốc S khối lượng riêng cốc D 0, Khối lượng riêng nước D1, khối lượng riêng chất lỏng đổ vào cốc D2, thể tích cốc V Trọng lượng cốc P1 = 10D0V Khi thả cốc xuống nước, lực đẩy ác si mét tác dụng lên cốc là: FA1 = 10D1Sh1 Với h1 phần cốc chìm nước ⇒ 10D1Sh1 = 10D0V ⇒ D0V = D1Sh1 (1) Khi đổ vào cốc chất lỏng có độ cao h2 phần cốc chìm nước h3 Trọng lượng cốc chất lỏng là: P2 = 10D0V + 10D2Sh2 Lực đẩy ác si mét là: FA2 = 10D1Sh3 Cốc đứng cân nên: 10D0V + 10D2Sh2 = 10D1Sh3 Kết hợp với (1) ta được: D1h1 + D2h2 = D1h3 ⇒ D2 = h3 − h1 D1 h2 (2) Gọi h4 chiều cao lượng chất lỏng cần đổ vào cốc cho mực chất lỏng cốc cốc ngang Trọng lượng cốc chất lỏng là: P3 = 10D0V + 10D2Sh4 Lực ác si mét tác dụng lên cốc chất lỏng là: FA3 = 10D1S( h4 + h’) (với h’ bề dày đáy cốc) Cốc cân nên: 10D0V + 10D2Sh4 = 10D1S( h4 + h’) ⇒ D1h1 + D2h4 = D1(h4 + h’) ⇒ h1 + ⇒ h4 = h3 − h1 h4 =h4 + h’ h2 h1 h2 − h' h2 h1 + h2 − h3 Thay h1 = 3cm; h2 = 3cm; h3 = 5cm h’ = 1cm vào Tính h4 = cm Ví dụ 7: Một khối gỗ hình lập phơng, cạnh a = 8cm nớc a Tìm khối lợng riêng gỗ, biết KLR nớc 1000kg/m3 gỗ ch×m níc 6cm b T×m chiỊu cao cđa líp dầu có khối lợng riêng D2 = 600kg/m3 đổ lên mặt nớc cho ngập hoàn toàn gỗ Giải: a Khi thả khối gỗ vào nớc chịu tác dụng lực: Trọng lực lực đẩy Acsimets Khi khối mặt thoáng, ta có: P = FA 10.D1.S.h = 10D0.S.6 => D1 = 6.D0 =750kg/m3 h b Gọi x chiều cao phần gỗ nằm dầu = chiều cao lớp dầu đổ vào Lúc khối gỗ chịu tác dụng P, FAd vµ FAn Ta cã P = FAn+ FAd 10D1.a3 = 10.D0.a2(a - x) + 10.D2.a2.x D1.a = D0.( a – x ) + D2.x = D0.a - D0.x + D2.x (D0 - D1).a = (D0 - D2).x x= D0 − D1 a = 5cm D0 − D2 7.1.4: Bµi tËp vËn dơng Bµi 1: Mét khèi gỗ hình lập phơng có cạnh a = 20cm đợc thả nớc Thấy phần gỗ nớc có độ dài 5cm a Tính khối lợng riêng gỗ? b Nối khối gỗ với cầu sắt đặc có KLR 7800kg/m với sợi dây mảnh không co giãn để khối gỗ chìm hoàn toàn nớc cầu sắt phải có khối lợng bao nhiêu? Bài 2: Một vật hình lập phơng, có chiều dài cạnh 20cm đợc thả níc TLR cđa níc 10000N/m3, vËt nỉi trªn níc 5cm a Tìm khối lợng riêng khối lợng vật b Nếu ta đổ dầu có TLR 8000N/m3 cho ngập hoàn toàn phần thể tích vật chìm nớc dầu bao nhiêu? Bài 3: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có cạnh (20x20x15)cm Ngời ta khoét lỗ tròn tích để đặt vào viên bi sắt tích lỗ khoét thả khối gỗ vào nớc vừa ngập hoàn toàn Biết KLR Nớc, sắt, gỗ: 1000kg/m3, 7800kg/m3, 800kg/m3 Bài 4: Một bể hình hộp chữ nhật, lòng có chiều dài 1,2m, rộng 0,5m cao 1m Ngời ta bỏ vào khối gỗ hình lập phơng có chiều dài cạnh 20cm Hỏi ngời ta phải đổ vào bể lợng nớc để khối gỗ bắt đầu đợc Biết KLR nớc gỗ 1000kg/m3 600kg/m3 Bài 5: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có kích thớc(30x20x15)cm Khi thả nằm khối gỗ vào bình đựng nớc có tiết diện đáy hình tròn bán kính 18cm mực nớc bình dâng thêm đoạn 6cm Biết TLR nớc 10000N/m3 a Tính phần chìm khối gỗ nớc b Tính khối lợng riêng gỗ 10 Bi 13: Mt kim loại có trọng lượng 12 N, nhúng vào nước trọng lượng 8,4N a) Tính lực đẩy Acsimet nước tác dụng vào khối lượng kim loại b) Tính thể tích khối kim loại Biết trọng lượng riêng nước 10 000N/m3 Bài 14: Hai cầu đặc tích V = 100 cm3, nối với sợi dây nhẹ không co giãn thả nước (hình vẽ) Khối lượng cầu bên gấp lần khối lượng cầu bên Khi cân thể tích cầu bên bị ngập nước Hãy tính: a Khối lượng riêng cầu? b.Lực căng sợi dây? (Khối lượng riêng nước D= 1000kg/m3) Bài 15: Một khối gỗ hình lập phương có cạnh 12cm mặt phân cách dầu nước, ngập hoàn toàn dầu, mặt hình lập phương thấp mặt phân cách 4cm Tìm khối lượng thỏi gỗ biết khối lượng riêng dầu 0,8g/cm 3; nước 1g/cm3 Bài 16: Một cầu có trọng lượng riêng d 1=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? 13 Bài 17: Trong bình hình trụ,tiết diện S chứa nước có chiều cao H = 15cm Người ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho nước mực nước dâng lên đoạn h = 8cm a)Nếu nhấn chìm hồn tồn mực nước cao ?(Biết khối lượng riêng nước D1 = 1g/cm3 ; D2 = 0,8g/cm3 b)Tính cơng thực nhấn chìm hồn tồn thanh, biết có chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm2 Bài 18 : Một vật không khí có trọng lợng 2,1 N Khi nhúng vật vào nớc nhẹ không khí 0,2N Hỏi vật làm chất ? cho dnớc = 10.000N/m3 Bài 19 : Một viên bi sắt bị rỗng Khi nhúng vào nớc nhẹ để không khí 0,15N Tìm trọng lợng viên bi không khí Biết dnớc = 10.000N , Dsắt = 78000 N/m3 ; Thể tích phần rỗng viên bi Vrỗng = 5cm3 Bài 20 : Một cầu nhôm , không khí có trọng lợng 1,458N Hỏi phải khoét lõi cầu phần tích để thả vào nớc cầu nằm lơ lửng nớc ? Biết : dnh«m = 27000N/m3 ; dníc = 10.000N/m3 7.1.5: Híng dẫn Bài a Dg = 750kg/m3 b Khi vËt ch×m níc, ta cã: Pg + Pqc = FAg+FAqc 10.Dg.Vg + 10.DqcVqc = 10.DnVg+ 10.Dn.Vqc 14 (Dqc- Dn).Vqc = (Dn - Dg)Vg D −D 1000 − 750 n g −3 => Vqc = D − D Vg = 7800 − 1000 8.10 = 0,00029m qc n Khối lợng cầu: mqc = Dqc.Vqc = 7800.0,00029 = 2,3 kg Bài 2: ĐS: a 750kg/m3 6kg b.1250cm3 nớc 6750cm3 Bài 3: Vì khối gỗ ngập hoàn toàn nớc nên P = FA Pg + Pb = FA 10.mg + 10.mb = 10.Dn.V mg+ mb = Dn.V Dg.Vg + Db.Vb = Dn.V Dg(V - Vb) + Db.Vb = Dn.V (Db - Dg).Vb = (Dn - Dg).V Vb = Dn − Dg Db − Dg V = 1000 − 8000 0,006 = 0,171.10 − m3 = 171cm3 7800 − 800 Bµi 4: Gäi hc lµ chiều cao khối gỗ chìm nớc Khi vật næi ,ta cã: P = FA dg.Vg = dn.Vc Dg.S.h = Dn.S.hc => hc = h Dg Dn = 0,12m Gäi Vn, Vb vµ Vc lµ thĨ tÝch nớc cần đổ vào bể để khối gỗ đợc, thể tích phần bể chứa nớc thể tích phần chìm khối gỗ Ta có: Vn = Vb-Vc = Vn = Sb.hc – Sg.hc = hc(Sb-Sg) = 0,12(1,2.0,5-0,2.0,2) = 0,0672m3 = 67,2 lÝt Bµi 15 a Gọi Vc thể tích phần chìm khối gỗ nớc Ta có: Vc = Sb h = 0,182.3,14.0,06 = 0,006m3 Vậy phần gỗ chìm nớc lµ: V 0,006 c hc = S = 0,3.0,2 = 0,1m = 10cm g b Khi gỗ P = FA 10.Dg.Vg = 10.Dn.Vc Dg.Vg=Vc.Dn V D h D c n c n Dg = V = h = 667 kg / m g g c Khi nớc vừa ngập hết khối gỗ thì: Pg + Pqn = F’A Pqc = F’A- Pg = dn.Vg – dg.Vg = (dn - dg)Vg = (10000 - 6679) 0,3.0,2.0,15 = 30N Khèi lỵng tèi thiĨu cân để chìm hoàn toàn nớc m = 3kg Bài 6: a Khi gỗ nổi, ta cã: P = FA 10 Dg.Vg = 10.Dn.Vc Dg.S.h = Dn.h1.S Dn h = D h1 = 0,8 20 = 25cm g b Gäi H chiều cao cột nớc bình cha thả gỗ 0,2 = 0,0314m3 Diện tích đáy b×nh: Sb = 3,14 0,12 = 0,00785m3 DiƯn tÝch đáy gỗ: Sg = 3,14 Gọi Vn, Vn thể tích bình chứa nớc cha thả thả gỗ 16 Vn = Vn – Vc = Sb(h1+h2) – Sg.h1 = 0,0314.(0,2+0,05) – 0,00785.0,2 ≈ 0,00628m3 V 0,00628 n VËy H = S = 0,0314 = 0,2m = 20cm b c ChiỊu cao cđa cột nớc bình nhấn chìm hoàn toàn níc: H’ = Vn + Vg Sb = 0,00628 + 0,00785.0,25 = 0,2625m = 26,25cm 0,0314 Bµi 7: a Gäi S,l lµ tiÕt diƯn vµ chiỊu dµi cđa Trong lỵng cđa thanh: P = 10.m = 10.D.S.l Khi nằm cân phần thể tích nớc dâng lên phần thể tích chìm nớc Do ®ã: V = S0 ∆h Do n»m c©n b»ng nªn: P = FA Hay 10.D.S.l = 10.Dn.S0 ∆h => l = Dn h.S0 D.S (1) Khi chìm hoàn toàn nớc, nớc dâng lên thể tích Gọi H phần nớc dâng lên lúc này, ta cã: S.l = S0 ∆H Tõ (1) vµ (2) => ∆H = (2) Dn ∆h D VËy chiÒu cao cột nớc bình lúc này: H = H + ∆H = H + Dn ∆h = 25cm D b F = FA-P = 10.S.l(Dn-D) = 0,1N Bµi 8: a Khối lợng cục nớc đá: m = D.V = 360.0,92 = 331,2g = 0,3312kg 17 Träng lỵng cơc níc đá: P = 3,312N Do cục nớc đá mặt nớc nên: P = FA = d.V => V = P/d = 0,0003312m3 = 331,2cm3 VËy thĨ tÝch cơc nớc đá nhô khỏi mặt nớc: V = V-V = 28,8cm3 b Giả sử cha tan, cục đá l¹nh cã thĨ tÝch V 1, TLR d1 Khi cơc nớc đá tan, nớc đá tan có V2, d2 = dn Do khối lợng không đổi nên V1d1 = V2d2 = V2dn V× d1 V2 m3 = 0,092kg Bài 11: Trọng lợng vật: Pđ = 10.Dđ.V = 10.8900.40.10-3 = 3569N Lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật: FA = 10.Dn.V = 400N Trọng lợng vật nhúng chìm nớc: P1 = Pđ-FA = 3160N Công để kéo vật khỏi nớc: A1 = P1.h = 3160.5 = 15800J Công để kéo vật từ khỏi mặt nớc lên đến miệng giếng: A2 = Pđ.(h-h) = 35600J Vậy công để kéo vật lên là: A = A1+A2 = 54400J Bi 12 : a) Gọi khối lượng riêng nhôm D , thuỷ ngân D Trọng lượng riêng nhôm, thuỷ ngân, dầu là: d, d1, d2 19 D = 2,7g/cm3 → d = 27000 N/m3 D1 = 13,6g/cm3 = 13600 kg/m3 → d1 = 136000N/m3 ; d2 = 8000N/m3 Gọi x chiều cao khối nhôm nhập thuỷ ngân Vậy 0,2- x :là chiều caocủa khối nhôm nhập dầu V1 = 0,2 0,2.x = 0,04x V2 = 0,2.0,2.( 0,2 - x) = 0,04(0,2 - x) Lực thuỷ ngân đẩy khối nhôm : F1= d1.V1= 0,04.d1.x Lực dầu đẩy khối nhôm: F2 = d2.V2 = 0,04(0,2 - x).d2 Lực đẩy thuỷ ngân dầu lên khối nhôm: F = F1 + F2 = 0,04.d1.x + 0,04.(0,2 - x).d2 Trọng lượng khối nhôm: P = d.V = 0,008.d Khối nhôm dầu thuỷ ngân trọng lượng phải lực đẩy thuỷ ngân dầu tức là: 0,008.d = 0,04.d1.x + 0,04(0,2 - x).d2 0,2d = d1.x + (0,2 - x).d2 0,2d = d1.x + 0,2 d2 - x.d2 0,2(d - d2) = x (d1 - d2) x= 0, 2(d − d ) 0, 2(27000 − 8000) = ≈ 0, 03m d1 − d 136000 − 8000 => chiều dày lớp dầu : 0,2-0,03 = 0,17m =17 cm b) Áp suất mặt khối lập phương áp suất gây cột thuỷ ngân cao 0,03m cột dầu cao 17cm Vậy áp suất mặt khối lập phương là: p = d1.0,03 + d2.0,17 p = 136000.0,03 + 8000.0,17 20 p = 5440 N/m2 Bài 13: a) Lực đẩy Acsimet đặt vào khối kim loại F = P – P’= 12 – 8,4= 3,6(N) b) Thể tích khối kim loại : F= d.V => V = F 3, = 3, 6.10−4 m3 = 360cm3 = d 10000 Bài 14: Xác định lực tác dụng vào cầu Quả cầu 1: trọng lực p1 lực đẩy acsimet F’A lực căng dây T, Quả cầu 2: trọng lực p2 lực đẩy acsimet FA lực căng dây T, a/ v1=v2 = v ; p2 = p1 => D2 = D1 Trọng lực lực đẩy acsimmet : p1 + p2 = FA + FA => D1+D2 = 3/2D từ (1)và (2) D1 = 3D/10 = 300(kg/m3) ; D2 = 4D1 = 1200(kg/m3) b/ cầu : F’A = p1 + T cầu : p2 = FA + T FA = 10v D F’A = 1/2 FA P2 = P1 => T = FA /5 = 0,2 N Bài 15: D1=0,8g/m3 ; D2=1g/cm3 Trọng lượng vật: P=d.V=10D.V Lực đẩy Acsimét lên phần chìm dầu: F1=10D1.V1 Lực đẩy Acsimét lên phần chìm nước: F2=10D2.V2 Do vật cân bằng: P = F1 + F2 ⇔ 10DV = 10D1V1 + 10D2V2 21 DV = D1V1 + D2V2 m = D1V1 + D2V2 m = 0,8.122.(12-4) + 1.122.4 = 921,6 + 576 = 1497,6g) = 1,4976(kg) Bài 16: a/ Gọi V1, V2, V3lần lượt thể tích cầu, thể tích cầu ngập dầu thể tích phần cầu ngập 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) ⇒ V3(d3 - d2) = V1.d1 - V1.d2 ⇒ V3 = V1 (d1 − d ) d3 − d2 Thay số: với V1=100cm3, d1=8200N/m3, d2=7000N/m3, d3=10000N/m3 V3 = V1 (d1 −d ) 100(8200 − 7000) 120 = = = 40cm d3 − d 10000 − 7000 V (d − d ) 1 b/Từ biểu thức: V3 = d − d Ta thấy thể tích phần cầu ngập nước (V 3) phụ thuộc 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 khơng thay đổi Bài 17: a) Do cân nên: P = F1 Gọi tiết diện chiều dài S’ l Ta có trọng lượng thanh: P = 10.D2.S’.l Thể tích nước dâng lên thể tích phần chìm nước : V = ( S – S’).h Lực đẩy Acsimet tác dụng vào : F1 = 10.D1(S – S’).h 22 S ’ l P h H F1 S ’ F l h H P F2 ⇒ 10.D2.S’.l = 10.D1.(S – S’).h ⇒l = D1 S − S ' h (*) D2 S ' Khi chìm hồn tồn nước, nước dâng lên lượng thể tích Gọi Vo thể tích Ta có : Vo = S’.l Thay (*) vào ta được: V0 = D1 ( S − S ' ).h D2 Lúc mực nước dâng lên đoạn ∆h ( so với chưa thả vào) ∆h = V0 D = h S − S ' D2 Từ chiều cao cột nước bình là: H’ = H + ∆h = H + D1 h D2 = 25 cm b) Lực tác dụng vào lúc gồm : Trọng lượng P, lực đẩy Acsimet F lực tác dụng F Do cân nên : F = F2 - P = 10.D1.Vo – 10.D2.S’.l F = 10( D1 – D2).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N Từ pt(*) suy : D l S = + 1.S ' = 3.S ' = 30cm D1 h Do vào nước thêm đoạn x tích ∆V = x.S’ nước dâng thêm đoạn: y= ∆V ∆V x = = S − S ' 2S ' Mặt khác nước dâng thêm so với lúc đầu: 23 D x ∆h − h = − 1.h = 2cm nghĩa : = ⇒ x = D2 x Vậy di chuyển thêm đoạn: x + = 3x = ⇒ x = cm Và lực tác dụng tăng từ đến F = 0,4 N nên công thực được: A= 1 F x = 0,4 .10 −2 = 5,33.10 −3 J 2 Bµi 18 : HD : Khi nhóng vËt vµo nớc lực đẩy Ac-Si -mét có độ lớn phần trọng không khí : FA = ∆P = 0,2 ThĨ tÝch cđa vËt lµ: FA = d V => V = 0,2 FA = 2.10 −5 m => V = 10000 d => Träng lỵng riªng cđa vËt : D= P 2,1 = = 1,05.10 = 105000 N / m −5 V 2.10 Vậy vật đợc làm Bạc Bài 19 : HD : Lực đẩy Ac Si mét tác dụng vào viên bi phần trọng lợng bị giảm ngúng vào nớc : F = P = 0,15 N Ta cã : F = d.V => V = F 0,15 = = 15.10 − m d 10000 Viên bi bị rỗng nên thể tích phần đặc viên bi : Vđ = V - Vrỗng = 15.10 5.10 = 10 m Trọng lợng viên bi : P = dsắt Vđ = 78.103 10-4 = 0,78 N Bµi 20 : HD : 24 Gäi V thể tích cầu đặc V thể tích cầu sau bị khoét Thể tích cầu đặc : V = P 1,458 = = 0,000054m d 27000 Lùc ®Èy Ac si - mét tác dụng lên cầu nhóng vµo níc : FA = d V =10000 0,000054 =0,54 N Để cầu nằm lơ lửng nớc lực đẩy FA nằm cân với trọng lợng cầu sau bị khoét : FA = P’ dnh«m V’ = 0,54 => V’ = 0,54 = 0,00002m 27000 => ThÓ tÝch phần bị khoét : V = V V ' = 0,000054 − 0,00002 = 0,0000034m 7.2 Về khả áp dụng sáng kiến: - Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng trường THCS thành phố Vĩnh Yên có tác dụng tốt công tác dạy học thầy trò - Trong năm học 2018 – 2019 : Sáng kiến kinh nghiệm dùng làm tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi trường THCS đội tuyển Phòng GD & ĐT Vĩnh Yên Khi áp dụng sáng kiến này, đội tuyển học sinh giỏi mơn vật lí thành phố Vĩnh n đạt kết cao kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh - Ngoài sáng kiến kinh nghiệm dùng làm tài liệu tham khảo để bồi dưỡng học sinh giỏi mơn vật lí cấp ngồi tỉnh Những thơng tin cần bảo mật (nếu có): Khơng Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: - Học sinh có khiếu mơn vật lí - Giáo viên: Các giáo viên dạy đội tuyển mơn vật lí 10 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả theo ý kiến tổ chức, cá nhân tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể áp dụng thử (nếu có) theo nội dung sau: 25 10.1 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả: - Khi áp dụng sáng kiến kinh giảng dạy, giáo viên cung cấp cho học sinh nhiều kiến thưc xác, dễ hiểu Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo em đội tuyển Các em đội tuyển hào hứng việc tìm tòi, giải tập - So với lúc chưa áp dụng sáng kiến tập giáo viên học sinh đội tuyển thường lúng túng, khó khăn - Trong sáng kiến cung cấp nhiều dạng tập hay, phù hợp với đối tượng học sinh giỏi mơn vật lí cấp - Trong năm học trước , áp dụng sáng kiến dạy bồi dưỡng học sinh giỏi mơn vật lí thành phố Vĩnh Yên đạt kết đứng thứ kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh Cụ thể sau: + 01 giải + 07 giải nhì + 05 giải ba + 03 giải KK 10.2 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tổ chức, cá nhân: - Khi áp dụng sáng kiến giảng dạy em học sinh tiếp thu cách hào hứng, sở để học dạng tập khác 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu (nếu có): Số TT Phạm vi/Lĩnh vực Tên tổ chức/cá nhân Địa Đào Thị Kiều Vân THCS Vĩnh Yên 26 áp dụng sáng kiến Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac-si-mét Đỗ Mạnh Đại THCS Vĩnh Yên Tạ Thị Giang THCS Vĩnh Yên Định Trung, ngày thán 05 năm 2019 Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac-si-mét Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac-si-mét Định Trung, ngày Thủ trưởng đơn vị tháng 05 năm 2019 Tác giả sáng kiến Bùi Văn Học 27 ... kiến Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac- si- mét Đỗ Mạnh Đại THCS Vĩnh Yên Tạ Thị Giang THCS Vĩnh Yên Định Trung, ngày thán 05 năm 2019 Phương pháp giải số dạng tập lực đẩy Ac- si- mét Phương pháp. .. 6.10−4 m3 = 360cm3 = d 10000 Bài 14: Xác định lực tác dụng vào cầu Quả cầu 1: trọng lực p1 lực đẩy acsimet F’A lực căng dây T, Quả cầu 2: trọng lực p2 lực đẩy acsimet FA lực căng dây T, a/ v1=v2... 1/2 FA P2 = P1 => T = FA /5 = 0,2 N Bài 15: D1=0,8g/m3 ; D2=1g/cm3 Trọng lượng vật: P=d.V=10D.V Lực đẩy Acsimét lên phần chìm dầu: F1=10D1.V1 Lực đẩy Acsimét lên phần chìm nước: F2=10D2.V2 Do