chuyên đề về áp suất lớp 8 hay Trang Chương I: Giới thiệu chung chương trình vật lí lớp 8 2 Chương II: Tóm lược nội dung chương trình vật lí 8 3 Chương III: Nội dung chính và một số chú ý khi giảng dạy các bài trong chuyên đề 5 • Áp suất 5 • Áp suất chất lỏng và bình thông nhau 5 • Áp suất khí quyển 6 • Lực đẩy Ác si mét 7 • Sự nổi 7 Chương IV: Một số dạng bài tập về áp suất, áp suất chất lỏng và bình thông nhau, áp suất khí quyển, lực đẩy Ác si mét, sự nổi 9 • Một số bài tập định tính 9 • Một số bài tập định lượng 13 • Các bài tập định lượng cơ bản 13 • Áp suất 13 • Áp suất chất lỏng và bình thông nhau 15 • Áp suất khí quyển 17 • Lực đẩy Ác si mét 19 • Sự nổi 22 • Các bài tập định lượng nâng cao, bồi dưỡng HSG 24
MỤC LỤC Trang Chương I: Giới thiệu chung chương trình vật lí lớp Chương II: Tóm lược nội dung chương trình vật lí Chương III: Nội dung số ý giảng dạy chuyên đề • Áp suất • Áp suất chất lỏng bình thơng • Áp suất khí • Lực đẩy Ác si mét • Sự Chương IV: Một số dạng tập áp suất, áp suất chất lỏng bình thơng nhau, áp suất khí quyển, lực đẩy Ác si mét, • Một số tập định tính • Một số tập định lượng 13 • Các tập định lượng 13 • Áp suất 13 • Áp suất chất lỏng bình thông 15 • Áp suất khí 17 • Lực đẩy Ác si mét 19 • Sự 22 • Các tập định lượng nâng cao, bồi dưỡng HSG 24 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THCS Chương trình Vật lí THCS cấu tạo thành hai giai đoạn : • Giai đoạn 1: lớp lớp • Giai đoạn 2: lớp lớp Ở giai đoạn 1, khả tư học sinh hạn chế, vốn kiến thức tốn học chưa nhiều, nên chường trình đề cập đến tượng vật lí quen thuộc, thương gặp hàng ngày thuộc lĩnh vực CƠ HỌC, NHIỆT HỌC, QUANG HỌC, ÂM VÀ ĐIỆN HỌC Việc trình bày tượng chủ yếu theo quan điểm tượng, thiên mặt định tính định lượng Ở giai đoạn 2, khả tư học sinh phát triển, học sinh có số hiểu biết ban đầu tượng vật lí xung quanh, iys nhiều có thói quen hoạt động theo yêu cầu chặt chẽ việc học tập vật lí, vốn kiến thức tốn học giải đoạn phải có mục tiêu cao giai đoạn Chương trình Vật lí phần mở đầu giai đoạn 2, nên yêu cầu khả tư trừu tượng, khái quát, yêu cầu mặt định lượng việc hình thành khái niệm định luật vật lí cao lớp giai đoạn Sau chương trình bày cấu trúc nội dung chương trình mục tiêu cụ thể chương, mục, kiến thức CHƯƠNG II: TĨM LƯỢC NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP Tiết thứ 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 27 28 Các học Bài 1: Chuyển động học Bài 2: Vận tốc Bài 3: Chuyển động đều, chuyển động không Bài 4: Biểu diễn lực Bài 5: Cân lực Quán tính Bài 6: Lực ma sát Bài 7: Áp suất Bài 8: Áp suất chất lỏng, bình thơng Bài 9: Áp suất khí Bài 10: Lực đẩy Ác si mét Bài 11: Thực hành: Nghiệm lại lực đẩy Ác si mét Bài 12: Sự Bài 13: Công học Bài 14: Định luật công Bài 15: Công suất Bài 16: Cơ Động Bài 17: Sự chuyển hóa bảo tồn Bài 18: Bài tập, ôn tập, tổng kết Kiểm tra Bài 19: Cấu tạo phân tử chất Bài 20: Nhiệt độ chuyển động phân tử Hiện tương khuếch tán Bài 21: Nhiệt nhiệt lượng Bài 22: Các cách truyền nhiệt (dẫn nhiệt, đối lưu, xạ nhiệt) Bài 21: Cơng thức tính nhiệt lượng Bài 22: Phương trình cân nhiệt Bài 23: Định luật chuyển hóa lượng q trình nhiệt Bài 24: Động đốt bốn kì giới thiệu số động nhiệt 29 khác Năng suất tỏa nhiệt nhiên liệu Hiệu suất động nhiệt 31 Bài tập, ôn tập, tổng kết 33 Kiểm tra Trong chương I: Cơ học, học sinh tìm hiểu từ – 18 Trong Số tiết 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 chuyên đề tự học dành cho sinh viên này, nhóm chọn chuyên đề: “Áp suất” gồm từ đến 12, trọng tâm vào tập áp suất chất lỏng bình thơng nhau, lực đẩy Ác si mét Lý chương trình THCS chuyên đề áp suất chất lỏng phần quan trọng chương trình; phần kiến thức bình thơng chun đề hay khó; chuyên đề chương trình giảng dạy nâng cao hay bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Những tập bình thơng ln cơng cụ tốt để rèn luyện trí thơng minh, tư duy, sáng tạo khả liên hệ thực tế Theo chương trình mới, phần áp suất chất lỏng, áp suất khí giảm nhẹ cách kể với chương trình cũ Cụ thể chường trình bỏ định luật Paxcan, khơng xét áp suất chất khí đựng bình, khơng mở rộng áp dụng lực đẩy Ác si mét cho chất khí Chỉ có hai kết luận chất lỏng áp dụng mở rộng cho khơng khí khí quyển, là: chất khí, áp suất tác dụng theo phương với áp suất khí phụ thuộc vào độ cao cột khơng khí CHƯƠNG III: NỘI DUNG CHÍNH VÀ MỘT SỐ CHÚ Ý KHI GIẢNG DẠY CÁC BÀI TRONG CHUYÊN ĐỀ • Áp suất: Tập hợp tìm hiểu áp suất gây chất rắn, chất lỏng chất khí chường trình vật lí bắt đầu hình thành khái niệm áp suất Các TN dùng để hình thành khái niệm áp suất dựa đặc điểm truyền áp lực chất rắn chương trình khơng yêu cầu đưa chế đặc điểm truyền áp lực áp suất chất khác nhau, nên sau dựa vào số TN quan sát hàng ngày để nhận biết tồn áp suất ý nghĩa chúng đời sống kĩ thuật Những vấn đề cho học sinh hiểu • Áp lực lực ép có phương vng góc với mặt bị ép • Áp suất tính cơng thức: p= Trong p áp suất, F áp lực đứng lên mặt bị ép có diện tích S Đơn vị áp suất Paxcan (Pa): 1Pa = 1N/m2 • Áp suất chất lỏng – bình thơng • Áp suất chất lỏng có đặc điểm sau đây: • Tại điểm lịng chất lỏng, áp suất tác dụng theo phương có giá trị • Áp suất điểm lịng chất lỏng cách mặt thoáng chất lỏng độ cao h tính theo cơng thức: p = dh Trong đó: h độ sâu tính từ điểm tính áp suất đến mặt thoáng chất lỏng d trọng lượng riêng chất lỏng • Bình thơng nhau: Chú ý: Hiện tương mặt thoáng chất lỏng bình thơng nằm mặt phẳng ngang suy từ đặc điểm áp suất lịng chất lỏng Điều đâ bình thơng phải có đường kính đủ lớn để không xảy tượng mao dẫn Do tượng mao dẫn nên ống thủy tinh có đường kính nhỏ 1mm, nhúng vào chậu nước tạo thành bình có hai nhánh thơng mực nước ống thủy tinh dâng cao mực nước chậu Vì học sinh lớp khơng học tượng mao dẫn nên GV nên tránh tượng làm thí nghiệm, khơng dùng bình có đường kính q nhỏ, 2mm • Trong bình thơng chứa chất lỏng đứng yên, mặt thoáng chất lỏng nhánh khác độ cao • Trong máy thủy lực, nhờ chất lỏng truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất, nên ta ln có: = Trong f lực tác dụng lên pít tong có tiết diện S F lực tác dụng lên pít tong có tiết diện s • Nếu hai bình thơng chứa hai chất lỏng có trọng lượng riêng khác nhau, cân mực nước hai bình chênh lệch cho mặt S chỗ hai bình thơng nhau, áp lực hai cột nước hai bình gây nên hai mặt S phải nhau: F1 = F ⟺ p1S = p2S ⟺ d1h1 = d2h2 Bình chứa chất lỏng có trọng lượng riêng lớn độ cao cột nước nhỏ Trong hình vẽ d1 < d2 nên cột nước bình lớn cao bình nhỏ Nếu hai bình chứa chất lỏng d1 = d2 nên h1 = h2, mực nước hai bình ngang • Áp suất khí quyển: • Các phân tử chất khơng khí nhỏ bé có khối lượng bị Trái Đất hút Tuy nhiên có chuyển động nhiệt nên phân tử khí khơng khí không rơi xuống đất mà “bay lượn” không gian bao quanh Trái Đất tạo thành lớp khí dày tới hàng ngang kilomet Chúng ta sống đáy lớp khí hàng ngày phải chịu tác dụng áp suất gây Áp suất gọi áp suất khí • Áp suất khí tác động hàng ngày đến đời sống người phải đến kỉ XVII, người ta thừa nhận tồn áp suất Ngay từ thời cổ đại, người biết dùng bơm để hút nước lên cao Các nhà triết học thời kì cho nước theo ống bơm lên cao “thiên nhiên sợ khoảng trống” Mãi đến người thợ khu vườn định dùng bơm để kéo nước lên đến độ cao 10m người ta nhận thấy dù có có gắng nước khơng thể lên đến độ cao chờ đợi Để giải thích tượng này, Galile cho rằng, thiên nhiên có sợ khoảng trống, song tới giới hạn mà thơi Nhưng học trị ơng Tơ ri xe li khơng tin Năm 1943, Tơ ri xe li tiến hành thí nghiệm.Cụ thể sau: Tô-ri-xe-li lấy ống thủy tinh dài 1m, đầu kín, đổ đầy thủy ngân vào Lấy ngón tay bịt miêng ống quay ngược ống xuống sau đó, nhúng chìm miệng ống vào chậu đựng thủy ngân bỏ tay bit miệng ống Ông nhận thấy thủy ngân ống thụt xuống, lại khoảng 76cm tính từ mặt thống thủy ngân chậu.Thí nghiệm cho biết áp suất khí áp suất cột thủy ngân ống Tô ri xe li, ý phía cột thủy ngân ống chân khơng, khơng có khơng khí Bởi người ta đo áp suất khí cách đo chiều cao cột thủy ngân ống Đơn vị đo xetimet thủy ngân (cmHg) • Lực đẩy Ác si mét • Lực đẩy Archimedes (hay viết lực đẩy Archimède hay lực đẩy Ácsi-mét) lực tác động chất lưu (chất lỏng hay chất khí) lên vật thể nhúng nó, hệ thống nằm trường lực (như trọng trường hay lực qn tính) Lực có độ lớn ngược hướng tổng lực mà trường lực tác dụng lên phần chất lưu tích thể tích vật thể chiếm chỗ chất Lực đặt tên theo Ácsimét, nhà bác học người Hy Lạp khám phá Lực đẩy Ácsimét giúp thuyền khí cầu lên, chế hoạt động chìm tàu ngầm hay cá, đóng vai trò đối lưu chất lưu Tuy nhiên, để dễ hiểu, sách giáo khoa phổ thông trình bày sau: “Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng từ lên với lực có độ lớn trọn lượng phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ Lực gọi lực đẩy Ác si mét” • Cơng thức tính lực đẩy Ác si mét: FA = d.V d: trọng lượng riêng chất lỏng V thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ • Sự nổi: Nếu ta thả vật chất lỏng thì: • Vật chìm xuống lực đẩy Ac-si-mét FA nhỏ trọng lượng P: FA < P • Vật lên khi: FA > P • Vật lơ lửng chất lỏng khi: FA = P - Khi vật mặt chất lỏng lực đẩy Ác si mét: FA = d.V, V thể tích phần vật chìm chất lỏng (khơng phải thể tích vật), d trọng lượng riêng chất lỏng CHƯƠNG IV: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ ÁP SUẤT, ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN VÀ BÌNH THƠNG NHAU, LỰC ĐẨY ÁC SI MÉT, SƯ NỔI • BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH • Nhiều xương động vật người, đầu xương phình to Bạn giải thích ý nghĩa chỗ phình đó? ⟹Trả lời: Khi ép vật đồng nhất, độ biến dạng điểm nhau, trừ hai đầu, vật tì lên vật khác Đó phần vật thể bị tiếp xúc với điểm tựa vật thể khác bị biến dạng không tất điểm vật ấy, áp suất phần cuối vật thể bị biến dạng lớn vật thể Để cho áp suất lên điểm vật nhau, phần đầu vật thiết phải có tiết diện lớn Điều giải thích rõ tồn chỗ phình số xương xương người động vật • Tại cá hơ hấp oxi hồ tan nước? ⟹Trả lời: Bất kể loại khí có xu hướng chuyển từ chỗ có áp suất cao sang nơi có áp suất thấp Trong máu cá, áp suất oxi nhỏ áp suất oxi nước, oxi chuyển từ nước vào máu, qua mao mạch mang cá • Nếu đặt táo bị nhăn nắp bơm hút hết khơng khí, vỏ táo lại căng Tại sao? ⟹Trả lời: Trong táo có nhiều khơng khí Khi làm giảm áp suất bên ngồi đi, khí nở làm cho vỏ táo duỗi thẳng • Lúc cất cánh trước hạ cánh, người phục vụ máy bay phân phát cho hành khách kẹo để nhằm mục đích gì? ⟹Trả lời: Áp suất khí phụ thuộc vào độ cao so với mặt biển Lúc độ cao có thay đổi đột ngột: q trình bay lên máy bay, áp suất khí nhanh chóng giảm xuống màng nhĩ bị ép ngồi; máy bay hạ cánh, áp suất khí tăng lên màng nhĩ bị đẩy vào Sự thay đổi nhanh chóng áp suất gây đau đầu Như biết, lúc nuốt, tai thông với khoang miệng qua ống Ơxtasơ Ngậm kẹo làm tăng tiết nước bọt miệng phải nuốt ln, nhờ mà áp suất tai nhanh chóng cân với áp suất khí Do đau tức tai giảm bớt • Các pháo thủ lúc bắn phải há mồm để làm gì? ⟹Trả lời: Để cho áp suất phía màng nhĩ cân với bên ngồi • Do đâu mà chỗ chai cứng chân lại bị đau trước trời mưa? ⟹Trả lời: Trước trời mưa, áp suất khí thường giảm xuống Sự giảm áp suất bên làm cho tế bào chân giãn nở chút ít, chỗ chai cứng lại giãn nở phần mềm khác thể nên tạo kích thích thần kinh có cảm giác đau • Tại người nằm khoanh tay gối đầu nước? ⟹Trả lời: Nếu khoang hai phổi chứa đầy khơng khí, trọng lượng thể người nhỏ trọng lượng nước bị choán chỗ, chênh lệch khơng lớn Vì vậy, người ta nằm khoanh tay gối đầu mặt nước Nhưng cần rút tay khỏi nước phần thể tích thể bị nhúng chìm nước đồng thời giảm đi, lực đẩy giảm đầu hoàn tồn bị nhúng sâu vào nước • Tại nơi có áp suất thấp, ví dụ núi cao, ta thường thấy đau tai chí đau khắp toàn thân? ⟹Trả lời: Điều giải thích thể người có số chỗ chứa khơng khí, ví dụ dày, tai giữa, hộp sọ chỗ lõm xương hàm Áp suất khơng khí chỗ cân với áp suất khí Khi áp suất bên ngồi ép lên thể giảm nhanh chóng, khơng khí có bên thể nở ra, gây nên đè ép lên phận khác làm cho đau đớn • Khi thu hoạch có củ (củ cải trắng, củ cải đỏ ), người ta nhận thấy mọc nơi đất đen đất cát nhổ lên dễ dàng, mọc chỗ đất sét ẩm ướt lại khó nhổ Tại lại khác vậy? ⟹Trả lời: Khơng khí khó lọt vào đất sét ẩm Lúc nhổ lên tạo áp suất thấp phía gốc cây, thế, ngồi lực liên kết, cần phải thắng lực áp suất khơng khí • Đối với cá, bong bóng giữ vai trị gì? ⟹Trả lời: Bong bóng loại thiết bị dùng điều chỉnh khối lượng riêng cá di chuyển độ sâu khác Nhờ có bong bóng mà cá giữ thăng nước Khi xuống sâu, cá giữ cho thể tích bong bóng khơng đổi áp suất bong bóng cân với áp suất nước, cách khơng ngừng bổ sung vào bong bóng ôxy lấy từ máu Ngược lại, lúc lên mặt nước, máu lại hút lấy ơxy bong bóng Sự bổ sung hút diễn tương đối chậm Vì thế, cá từ sâu lên nhanh q, ơxy khơng kịp hồ tan vào máu bong bóng căng phồng làm cá chết Nhằm ngăn ngừa tác hại này, cá chình biển có van an toàn: lên nhanh quá, cá tự mở van xả bớt bong bóng • Con voi lợi dụng áp suất khơng khí để uống nước? ⟹Trả lời: Cổ voi ngắn khơng thể cúi xuống mặt nước nhiều động vật khác Voi thò vòi xuống hít khơng khí vào, nhờ áp suất khơng khí bên ngồi mà nước chảy vào vịi Khi vòi đầy nước, voi ngẩng lên dốc nước vào miệng Tất nhiên, voi đến áp suất khơng khí vận dụng uống nước • Tại núi cao, chi trở nên khó điều khiển dễ xảy trẹo khớp? ⟹Trả lời: Áp suất khí có khả làm cho khớp khít chặt vào Với giảm áp suất lên cao, liên kết xương khớp giảm dần Kết chi trở nên khó vận động dễ bị trẹo khớp • Tại lên cao nhanh quá, ngồi máy bay, người ta thấy ù tai? ⟹Trả lời: Khi thể bị đưa nhanh lên cao, áp suất khơng khí tai chưa kịp cân với áp suất khí Màng tai lúc bị đẩy phía ngồi người ta cảm thấy ù tai, đau tai • Vì thả kim xuống nước lại chìm cịn tàu thủy to nặng lại khơng thể chìm được? ⟹Trả lời: Kim nhẹ thể tích chiếm nước nhỏ nên trọng lượng riêng lớn cịn tàu nặng thể tích chiếm nước lớn "trọng lượng riêng tổng hợp" nhỏ Kết cấu thân vỏ tàu kết cấu vỏ có khung gia cường làm thép Về khía cạnh bên lớp tơn vỏ tàu hồn tồn "rỗng" dẫn đến thể tích chiếm nước lớn Trọng lượng tàu thay đổi nên "trọng lượng riêng tổng hợp" thay đổi theo Khi ta chất hàng vào tàu, tàu chìm dần ứng với cơng thức bên Nếu ta chất nhiều hàng, tàu chìm đến mức mà nước tràn vào chiếm chỗ không gian kết cấu vỏ rỗng, khoang, két, mặt làm tăng trọng lượng tàu, mặt làm giảm thể tích chiếm nước kết "trọng lượng riêng tổng hợp" tăng giá trị lớn trọng lượng riêng nước Nói cách khác tàu chìm Tất phân tích đảm bảo giả thuyết tàu ổn định, không nghiêng, khơng chúi • Vì lặn xuống biển, người thợ lặn phải mặc “áo giáp” nặng nề? ⟹Trả lời: Khi lặn xuống biển người thờ lặn phải mặc áp lặn nặng Do cân nên ta có :F1’ = F2’ Hay 10 DB.V1 = 10.DA.V2(2) Lập tỷ số 70D2A= 87D2B Câu 41: Một vật kim loại, bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích làm cho nước bình dâng lên thêm 50cm3 Nếu treo vật vào lực kế lực kế 3,9N cho biết trọng lượng riêng nước 10000N/m3 • Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật • Xác định khối lượng riêng chất làm lên vật ⟹Trả lời: • Khi thả vật vào bình thể tích nước dâng lên thêm 50cm3 thể tích vật Do lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên vật là: FA = d.V = 10000.0,00005 = 0,5(N) • Khi treo vật vào lực kế lực kế 3,9N trọng lượng vật ta có: P = F = 3,9(N) Từ công thức p = d.V d = = 78000(N/m3) Vậy khối lượng riêng chất làm vật là: Từ d = 10D D = = 7800(kg/m3) Câu 42: Một cục nước đá tích V = 500cm3 mặt nước Tính thể tích phần ló khỏi mặt nước biết KLR nước đá 0,92g/cm3 trọng lượng riêng nước 10000N/m3 ⟹Trả lời: Do cục nước đá mặt nước nên trọng lượng cục đá trọng lượng nước bị chiếm chỗ, tức lực đẩy Ác-si-mét nên ta có P = FA= d2.V2 ( V2 thể tích phần chìm nước) V2 = Mà P = 10m, mặt khác m = V.D = 500.0,92 = 460(g) = 0,46(kg) Vậy P = 10.0,46 = 4,6(N) Do thể tích phần nhúng chìm nước V2 = == 0,00046(m3= 460(cm3) Vậy thể tích phần cục đá nhô khỏi nước V1 = V - V2 = 500 - 460 = 40(cm3) Câu 43: Hai cầu A,B có trọng lượng làm hai chất khác nhau, treo vào đầu địn có trọng lượng khơng đáng kể chiều dài l = 84cm Lúc đầu, đòn cân Sau đem nhúng hai cầu ngập nước Người ta thấy phải dịch chuyển điểm tựa 6cm phía B để địn trở lại cân Tính trọng lượng riêng cầu B trọng lượng riêng cầu A dA = 3.104N/m3 nước dn = 104N/m3 ⟹Trả lời: Vì trọng lượng hai cầu nên lúc đầu điểm tựa O thanh, nên ta có : OA = OB = = 42(cm) Khi nhúng A B vào nước phải dịch chuyển O đến vị trí O1 cân nên ta có : O1A = 42 + = 48(cm) O1B = 42 - = 36(cm) Khi lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên vật A B FA = dn.VA mà VA = Nên FA = dn (1) FB = dn.VB mà VB = Nên FB = dn (2) Theo điều kiện cân đòn bẩy ta có (PA - FA) O1A = (PB - FB) O1B (3) Thay (1) và(2) vào (3) ta (PA - dn ).O1A = (PB - dn ) O1B Mà PA = PB = P nên ta có (P - dn ).O1A = (P - dn ) O1B Biến đổi ta kết dB = Thay số vào ta dB = 90000(N/m3) Vậy trọng lượng riêng vật B dB = 90000(N/m3) Câu 44: Một đồng chất tiết diện đều, có khối lượng 10kg, chiều dài l đặt hai giá đỡ A B hình vẽ bên Khoảng cách BC = Ở đầu C người ta buộc vậtnặng hình trụ có bán kính đáy 10cm, chiều cao 32cm, trọng lượng riêng chất làm hình trụ d = 35000N/m3 Lực ép lên giá đỡ A bị triệt tiêu Tính trọng lượng riêng chất lỏng bình ⟹Trả lời: Vì lực ép lên điểm A bị triệt tiêu nên B điểm tựa đồng chất lúc chịu tác dụng lực sau: • Lực F vật nặng tác dụng vào đầu C • Trọng lượng P1 đặt vào trung điểm BC • Trọng lượng P2 đặt vào trung điểm AB Gọi l1; l2; l3 cánh tay đòn lực P1; P2 F Theo điều kiện cân đòn bẩy ta có : P2.l2 = P1.l1 + F.l3 (3) Do BC = nên AB = l Khi ta có l3 = l ; l1 = = ; l2 = l : = = l Vì trọng lượng P1 đặt trung điểm BC nên P1 = P Trọng lượng P2 đặt trung điểm AB nên P2 = P Mà F hợp FA P nên F = V.d - V.dn = V ( d - dn) Khi (1) trở thành P.l = P + V ( d - dn) Biến đổi ta kết dn = d - Mà V = S.h = R2.h ( Với 3,14) Khi dn = d - = 10000(N/m3) ( Với R2.h = 3,14.(0,1)2.0,32 = 0,01(m3) Câu 45: Thả khối đồng hình hộp chữ nhật Vào chậu bên đựng thủy ngân, bên nước nguyên chất Một phần khối đồng nằm thủy ngân(H.vẽ) Chứng minh lực đẩy Ác-Si-Mét tổng cộng tác dụng lên khối gỗ tổng trọng lượng phần nước bị chiếm chỗ trọng lượng thủy ngân bị chiếm chỗ ⟹Trả lời: Mặt khối đồng có tiết diện S cách mặt nước độ cao h, áp lực nước lên mặt khối đồng là: F1 = p.S = d.S.h Khối đồng chịu áp suất chất lỏng gây lên đáy khối đồng là: p = d.h + d.h1 + d2.h2 Do áp lực tác dụng lên đáy khối đồng là: F2 = (d.h + d.h1 + d2.h2).S = d.h.S + d.h1.S + d2.h2.S Vậy lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên toàn khối đồng là: F = F2 - F1 = d.h.S + d.h1.S + d2.h2.S - d.S.h = d.h1.S + d2.h2.S = d.V1 + d2.V2 Mà trọng lượng phần nước bị vật chiếm chỗ là: P1 = 10.m1 = 10.D.V1 = d.V1 Trọng lượng phần thủy ngân bị vật chiếm chỗ là: P2 = 10.m2 = 10.D2.V2 = d2.V1 Vậy F = d.V1+d2.V1 = P1 + P2 Câu 46: Một cầu đồng đặc có KLR 8900kg/m3 thể tích 10cm3 thả chậu thủy ngân bên nước Khi cầu cân bằng, phần ngập thủy ngân, phần nước Tìm thể tích chìm thủy ngân thể tích chìm nước cầu? Biết KLR nước thủy ngân 1000kg/m3 13600kg/m3 ⟹Trả lời: Lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên cầu tổng trọng lượng phần thủy FA = P + P ( P1;P2 trọng lượng phần nước thủy ngân bị cầu chiếm chỗ ) Hay FA = d1.V1 + d2.V2 Mà trọng lượng cầu ngồi khơng khí : P = d.V Vì cầu lơ lửng chất lỏng nên FA = P Hay d.V = d1.V1 + d2.V2 (1) Mặt khác V = V1 + V2 Suy V2 = V - V1 (2) Thay (2) vào (1) ta d.V = d1.V1 + d2 ( V - V1) Biến đổi ta V1 = 3,73(cm3) Vậy phần ngập nước tích V1 3,73(cm3) Phần thể tích ngập thủy ngân V26,27(cm3) Câu 47: Một ống nghiệm cao chứa ba chất lỏng không trộn lẫn vào có KLR D1 = 1080kg/m3; D2 = 900kg/m3 ; D3 = 840kg/m3 Chất lỏng D2 làm thành lớp dày 4cm lớp chất lỏng (mỗi lớp có độ dày 10cm) Thả vào có tiết diện S1 = 1cm2, độ dài l = 16cm có khối lượng riêng D = 960kg/m3 lơ lửng tư thẳng đứng (vì trọng tâm gần đầu thanh) Tìm độ cao khúc chìm chất lỏng ⟹Trả lời: Do lớp chất lỏng D2 làm thành lớp dày h = 4cm nên phần chìm chất lỏng D2 là: h2 = h = 4(cm) Do lơ lửng nên ta có FA = P Hay 10.D1.S.h1 + 10.D2.S.h2 + 10.D3.S.h3 = 10.D.S.l D1.h1 + D2.h2 + D3.h3 = D.l (1) Mà l = h1 + h2 + h3 Suy h3 = l - h1 - h2 = 0,16 - 0,04 - h1 = 0,12 - h1 (2) Thay (2) vào (1) ta D1.h1 + D2.h2 + D3 0,12 - D3 h1 = D.l Biến đổi ta h1= = 0,07(m) Vậy h3 = 0,12 - 0,07 = 0,05(m) Câu 48: Treo miếng nhựa đặc vào đầu m ột lực kế, khơng khí lực kế 8N Nhúng miếng nhựa ngập nước, lực kế 4N Tính thể tích miếng nhựa trọng lượng riêng ⟹Trả lời: Do ngồi lực kế F1 = 8N, nhúng vào nước lực kế F2 = 4N, miếng nhựa chịu lực đẩy là: FA = F1 - F2 = - = 4(N) Mà FA = d.V = 10.D.V Suy thể tích miếng nhựa là: V = = 0,0004(m3) Trọng lượng riêng miếng nhựa là: Từ P1 = 10.m = 10.D.V = = d.V Suy d = = 20000(N/m3) Câu 49: Một cầu rỗng khối lượng 1g, thể tích ngồi 6cm, chiều dày vỏ khơng đáng kể, phần chứa nước cịn lại chứa 0,1g khơng khí, cầu lơ lửng nước tính thể tích phần chứa khơng khí ⟹Trả lời: Khi cầu lơ lửng nước lực đẩy Ác si mét tổng trọng lượng P1 vỏ cầu ; P2 khơng khí bên P3 nước bên nên ta có: FA = P1 + P2 + P3 Hay 10.D.V = 10.m1 + 10.m2 + 10.D3.V’ (D KLR nước,V’ thể tích phần nước cầu) Suy thể tích cảu nước cầu là: V’ = = 4,9(cm3) Vậy thể tích phần chứa khơng khí : V2= V - V’ = - 4,9 = 1,1(cm3) Câu 50: Một cầu làm kim loại có KLR 7500kg/m3, mặt nước,tâm cầu nằm mặt phẳng với mặt thống nước Quả cầu có phần rỗng có dung tích 1dm3 Tính trọng lượng cầu ⟹Trả lời: Thể tích cầu chìm nước : Lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên cầu là: FA = d2.V = d2 Trọng lượng cầu : P = d1.V1 = d1 (V - V2) = d1.V - d1.V2 Khi cầu cân ta có : FA = P hay d2 = d1.V - d1.V2 ⟺V = Thể tích phần kim loại cầu chìm nước V1 = V = V2 = V ⟺V1 = Vậy trọng lượng cầu là: P = d1.V1 = 5,36(N) Câu 51: Một mảnh, đồng chất, phân bố khối lượng quanh trục O phía Phần nhúng nước, cân nằm nghiêng hình vẽ, nửa chiều dài nằm nước Hãy xác định khối lượng riêng chất làm ⟹Trả lời: Khi cân lực tác dụng lên gồm: trọng lực P lực đẩy Ác si mét FA Gọi l chiều dài thanh, ta có phương trình cân lực (1) Gọi Dn D khối lượng riêng nước chất làm M khối lượng thanh, S tiết diện ngang Lực đẩy Ác si mét: FA = S Dn.10 (2) Trọng lượng thanh: P = 10.m = 10.l.S.D (3) Thay (2), (3) vào (1) suy ra: S.l.Dn.10 = 2.10.l.S.D ⟹ Khối lượng riêng chất làm thanh: D = Dn Câu 52: Một hình trụ làm gang, đáy tương đối rộng , bình chứa thủy ngân, phía người ta đổ nước Vị trí hình trụ biểu diễn hình vẽ Cho trọng lượng riêng nước d1 d2 Diện tích đáy hình trụ S Hãy xác định lực đẩy tác dụng lên hình trụ ⟹Trả lời: Trên đáy AB chịu tác dụng áp suất là: pAB = d1(h + CK) + d2.BK Trong đó: h bề dày lớp nước đáy d1 trọng lượng riêng nước d2 trọng lượng riêng thủy ngân Đáy MC chịu tác dụng áp suất : pMC = d1.h Gọi S diện tích đáy trụ, lực đẩy tác dụng lên hình trụ bằng: F = ( pAB - pMC ).S F = CK.S.d1 + BK.S.d2 Như lực đẩy trọng lượng nước thể tích EKCM cộng với trọng lượng thủy ngân thể tích ABKE Câu 53: Một bình chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d0 , chiều cao cọt chất lỏng bình h0 , cách phía mặt thốn khoảng h1 , người t athar rơi thẳng đứng vật nhỏ đặc đồng chất vào bình chất lỏng Khi vật nhỏ chạm đáy bình lúc vận tốc khơng Tính trọng lượng riêng chất làm vật, bỏ qua lực cản không khí chất lỏng vật ⟹Trả lời: Khi rơi khơng khí từ C đến D vật chịu tác dụng trọng lực P Công trọng lực đoan CD P.h1 động vật D : A1 = P.h1 = Wđ Tại D vật có động Wđ so với đáy bình E Wt = P.h0 Vậy tổng vật D : Wđ + Wt = P.h1 + P.h0 = P (h1 +h0) Từ D đến C vật chịu lực cản đẩy Ác si mét FA : FA = d.V Công lực Ác si mét từ D đến E là: A2 = FA.h0 = d0Vh0 Từ D đến E tác dụng lực cản lực đẩy Ác si mét nên động vật giảm đến E Vậy cơng lực đẩy Ác si mét tổng động vật D: P (h1 +h0) = d0Vh0 dV (h1 +h0) = d0Vh0 d= Câu 54: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40cm2 , độ cao h = 10cm có khối lượng m = 160g • Thả khối gỗ vào nước Tìm chiều cao phần gỗ mặt nước Cho khối lượng riêng nước D0 =1000kg/m3 • Bây khối gỗ bị khoét lỗ hình trụ có tiết diện S = 4cm2 , sâuh lấp đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11300kg/m3 Khi thả vào nước người ta thấy mực chất lỏng ngang với mặt khối gỗ Tìm độ sâu h khối gỗ? ⟹Trả lời: Gọi x phần mặt nước Khi khối gỗ trọng lực cân với lực đẩy Ác si mét: P = FA Ta có: 10.m = d0.S.(h-x) ⟹ x = 6(cm) Khối lượng khúc gỗ sau khoét: m1 = D1.(S.h - S h)= Biểu thực thể khối lượng chì lấp vào: m2 = D2 S h Khối lượng tổng cộng khúc gỗ chì: M = m1 + m2 Dựa vào cho mặt khối gỗ cân với nước ⟺ gỗ chìm ⟺ FA = P ⟺ 10.D0.s.h = 10.M ⟹h = 5,5cm Câu 55: Trong bình hình trụ tiết diện S1=30cm2 có chứa nước, khối lượng riêng D1=1g/cm3 Người ta thả thẳng đứng gỗ có khối lượng riêng D2=0,8g/cm3, tiết diện S2=10cm2, cân thấy phần chìm nước h=20cm, đầu gỗ cách đáy bình đoạn h=2cm • Tính chiều dài l gỗ • Tìm chiều cao mực nước có lúc đầu bình ⟹Trả lời: Gọi P trọng lượng gỗ, Fa lực đẩy Acsimet tác dụng lên phần chìm gỗ nước Khi cân ta có: P = Fa →D2.S2 l = D1.S2.h →l ==25 (cm) Chiều cao mực nước bình h’=h + h=22 (cm) Tổng thể tích nước phần gỗ chìm nước V’= h’.S1=22.30=660 (cm3) Thể tích phần gỗ chìm nước là: V = h.S2=20.10=200 (cm3) Thể tích nước ban đầu bình V = V’ - V = 460 (cm3) Chiều cao mực nước ban đầu chưa thả khối gỗ là: H=15,33(cm) Khi nhấn chìm khối gỗ xuống tới đáy bình, mực nước dâng lên chưa đủ ngập khối gỗ, chiều cao mực nước là: l'= (Vì l’ dn.S.h Suy H > h mực nước giảm Câu 63: Người ta thả hộp sắt rỗng 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 Hỏi mực nước bình có thay đổi khơng? Thay đổi nào? ⟹Trả lời: Khi hộp nổi, lực ép nước lên đáy bình F1 = dn.S.H Khi hộp chìm lực ép F2 = dn.S.h + Fhộp Do trọng lượng nước hộp không đổi hai trường hợp nên ta có F1 = F2 hay dn.S.H = dn.S.h + Fhộp Mà Fhộp > nên suy H > h điều chứng tỏ mực nước giảm KẾT LUẬN Bài tập áp suất dạng liên quan loại tập hay, có nhiều dạng tập Đặc biệt dạng tập tìm độ chênh lệch hai mặt thống dạng sử dụng nhiều, công cụ để rèn luyện kĩ vật lí Trên vài kinh nghiệm chúng em giải loại tập áp suất Do thời gian thực tập trường THCS chưa nhiều, chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý bạn đồng nghiệp, quý cấp để chúng em tham khảo, không ngừng nâng cao trình độ chun mơn Xin chân thành cảm ơn ... lệ nghịch với V V1 ⟹h1 = = 0, 08. h Vậy phần chìm nước khối gỗ có chiều cao h1 = 0 ,88 h = 0 ,88 10 = 8, 8 (cm) Và phần nhô khỏi mặt nước có chiều cao : h - h1 = 10 - 8, 8 = 1,2(cm) • Gọi h2; h3 chiều... nhánh + Ta có : áp suất A B cột chất lỏng gây nhau: PA = P B ⟺dd 0, 18 = dn (0, 18 - h) ? ?80 00 0, 18 = 10000 (0, 18 - h) ⟺ 1440 = 180 0 - 10000.h ⟺10000.h = 360 ⟺ h = 0,036 (m) = 3,6 ( cm) Vậy : Độ... 72m3 Khối lượng khơng khí phịng m = VD = 72.1,29 = 92 ,88 kg • Tính trọng lượng khơng khí phịng ⟹ Trả lời: Trọng lượng khí phòng: P = 10m = 9 28, 8N Câu 5: Trong thí nghiệm Tơ-ra-xe-li khống dùng thủy