2.3. Soạn hệ thống bài tập thí nghiệm phần “chất lỏng”
2.3.4. Hướng dẫn giải hệ thống bài tập thí nghiệm
2.3.4.1. Các bài tập về hiện tượng căng bề mặt của khối chất lỏng
Bài 2.1:
* Hướng dẫn giải:
- Yêu cầu HS: Thao tác thí nghiệm như mô tả trong bài tập và quan sát thật kĩ hiện tượng.
- Giải thích hiện tương: Bề mặt chất lỏng xuất hiện một lực ln có xu hướng làm cho diện tích của nó nhỏ nhất có thể. Mặt khác giọt dầu luyn chịu tác dụng của hai lực cân bằng nhau là trọng lực và lực đẩy Ác - si - mét nên nó có dạng hình cầu.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm theo mơ tả ở đề bài, quan sát, giải thích hiện tượng.
Bài 2.2:
* Hướng dẫn giải:
- Yêu cầu HS: Thao tác thí nghiệm như mô tả trong bài tập và quan sát thật kĩ hiện tượng
- Giải thích hiện tượng: Mặt nước giống như một màng đàn hồi đang bị kéo căng. Khi thả chiếc kim khâu (lưỡi dao cạo) trên mặt nước, nó chịu tác dụng bởi một loại lực hướng lên trên( gọi là lực căng bề mặt), lực này lớn hơn trọng lực tác dụng vào kim(lưỡi dao cạo). Do đó nó nổi trên mặt nước.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm theo mơ tả ở đề bài, quan sát, giải thích hiện tượng.
Bài 2.3:
* Hướng dẫn giải:
- u cầu HS: Thao tác thí nghiệm như mơ tả trong bài tập và quan sát thật kĩ hiện tượng.
- Giải thích hiện tượng: Bề mặt màng xà phòng còn lại trên khung dây xuất hiện lực tác dụng lên sợi chỉ, làm cho nó bị co về phía màng xà phịng.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm theo mơ tả ở đề bài, quan sát, phán đoán và suy luận.
Bài 2.4:
- HS thao tác TN như mơ tả
- Giải thích: Khi thả tay, bề mặt màng xà phòng tác dụng lực lên hai cạnh của khung dây làm cho nó trở lại trạng thái ban đầu.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm theo mơ tả ở đề bài, quan sát, phán đoán và suy luận.
Bài 2.5:
* Hướng dẫn giải:
- Yêu cầu HS: Thao tác thí nghiệm như mơ tả trong bài tập và quan sát thật kĩ hiện tượng.
- Giải thích hiện tượng: Bề mặt ngồi màng xà phịng ở miệng phễu xuất hiện lực làm cho nó ln có xu hướng thu nhỏ diện tích lại. Do đó khi bỏ tay ra màng xà phịng sẽ dịch chuyển lên phía trên của phễu.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và khả năng phân tích hiện tượng.
Bài 2.6:
* Hướng dẫn giải:
- Tiến hành thí nghiệm như mơ tả và quan sát hiện tượng Hình 2.10: Màng xà phịng dịch chuyển
- Giải thích hiện tượng: Lực căng bề mặt của màng xà phòng còn lại trên khung dây tác dụng lên AB, làm cho nó sẽ dịch chuyển về phía màng xà phòng.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và tư duy logic
Bài 2.7:
* Hướng dẫn giải:
- Tiến hành thí nghiệm như mô tả và quan sát hiện tượng
- Giải thích hiện tượng: Lực căng bề mặt của màng xà phòng trên khung dây tác dụng lên AB, làm cho nó sẽ dịch chuyển về phía màng xà phịng. Do đó khi thả tay ra cạnh linh động của khung dây sẽ di chuyển.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và khả năng phán đoán.
Bài 2.8:
* Hướng dẫn giải:
- Phân tích nội dung kiến thức liên quan để áp dụng: Các đặc điểm của lực căng bề mặt chất lỏng.
- Xác định phương án thí nghiệm:
+ Tạo màng xà phòng trên khung dây, đặt màng theo phương thẳng đứng. + Lần lượt treo các móc đến khi màng dãn ra và thanh AB nằm cân bằng. + Dùng cân xác định trọng lượng tổng cộng của thanh AB và các móc đã treo vào khung dây.
- Thực hiện các thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Khả năng thiết kế phương án thí nghiệm, kĩ năng thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
Bài 2.9:
- Phân tích nội dung kiến thức liên quan cần áp dụng: Các đặc điểm của lực căng bề mặt chất lỏng.
- Xác định phương án thí nghiệm: + Bố trí thí nghiệm như hình 2.11
+ Đặt phía dưới khung dây một cốc đựng dung dịch xà phòng sao cho dây CD nằm phía trên mặt ngồi (cách khoảng 1cm).
+ Nâng cốc sao cho CD chạm mặt ngồi dung dịch sau đó hạ dần cốc xuống, lúc này có màng xà phịng giữa dây CD và mặt ngồi, cân bị lệch.
+ Đưa cân trở về vị trí cân bằng bằng cách thêm các quả cân vào đĩa bên kia (vẫn phải có màng xà phịng) khi đó P = 2F.
- Tiến hành thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Khả năng thiết kế phương án thí nghiệm, kĩ năng thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
Bài 2.10:
* Hướng dẫn giải:
- Cho nước vào ống nhỏ giọt và cho nước nhỏ chậm. - Cân khối lượng của cốc khi chưa có nước (m1). - Cân khối lượng của cốc khi có 10 giọt nước (m2).
Hình 2.11
D C
- Đo đường kính ở đầu của ống nhỏ giọt (lấy đường kính vịng thắt bằng đường kính của ống nhỏ giọt).
- Tính tốn theo cơng thức: P d với 2 1 10 m m P
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Khả năng thiết kế phương án thí nghiệm, kĩ năng thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
Bài 2.11:
* Hướng dẫn giải:
- Tiến hành thí nghiệm như mơ tả và quan sát hiện tượng
- Giải thích hiện tượng: Khi nhúng que sắt có dính thuốc đánh răng vào nước ở khoảng giữa hai que diêm thì hệ số căng bề mặt của nước ở đây bị thay đổi nên lực căng bề mặt thay đổi. Kết quả là khoảng cách giữa hai que diệm sẽ bị thay đổi( hai que diêm dịch ra xa nhau).
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và phán đốn.
Bài 2.12:
* Hướng dẫn giải:
- Tiến hành thí nghiệm như mơ tả và quan sát hiện tượng
- Giải thích hiện tượng: Tương tự bài 2.11, khi bơi kem đánh răng vào miếng nhựa, hệ số căng bề mặt của nước ở đây bị thay đổi nên lực căng bề mặt thay đổi. Kết quả là miếng nhựa sẽ chuyển động(nó quay).
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và phán đoán.
Bài 2.13:
* Hướng dẫn giải:
- Giải thích hiện tượng: Hệ số căng bề mặt của cồn và nước màu khác nhau nên trên mặt nước tạo thành một vết cồn hình trịn và xung quanh là nước màu.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và phân tích hiện tượng.
2.3.4.2. Các bài tập về hiện tượng dính ướt và khơng dính ướt.
Bài 2.14:
* Hướng dẫn giải:
- Thực hiện các thao tác thí nghiệm như mơ tả trong bài tập
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, khả năng quan sát và phân tích hiện tượng.
Bài 2.15:
* Hướng dẫn giải:
- phân tích nội dung kiến thức liên quan cần áp dụng: Hiện tượng dính ướt và khơng dính ướt.
- Xác định phương án thí nghiệm:
Đổ hỗn hợp quặng và bẩn quặng vào bình đựng nước sạch, dùng bông thấm bỏ các váng bẩn trên mặt dung dịch. Sau đó cho một ít benzen vào hỗn hợp và dùng que khuấy đều để tạo bọt. Than chì bám vào các bọt nổi trên mặt
dung dịch cịn đất xét chìm dưới đáy dung dịch( phương pháp “tuyển nổi”).
- Thực hiện các thao tác thí nghiệm và xử lí thí nghiệm - Xác định tính khả thi của phương án thí nghiệm
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Khả năng thiết kế phương án thí nghiệm, kĩ năng thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
2.3.4.3. Các bài tập về hiện tượng mao dẫn.
Bài 2.16:
- Yêu cầu HS: Tiến hành thí nghiệm như mơ tả
- Nhận xét được ống có đường kính trong càng nhỏ, mực nước dâng lên trong ống càng cao.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Khả năng quan sát hiện tượng, thao tác thí nghiệm và phán đoán.
Bài 2.17:
* Hướng dẫn giải:
- Phân tích để thấy được nội dung kiến thức liên quan cần áp dụng: Hiện tượng mao dẫn.
- Xác định phương án thí nghiệm:
+ Dùng kéo cắt mỗi loại giấy lọc một dải nhỏ có kích thước như nhau
+ Nhúng cả ba dải giấy nhỏ vào cốc nước, dải giấy nào bị thấm ướt nhanh nhất thì trên nó sẽ có lỗ nhỏ nhất.
- Tiến hành thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Thiết kế phương án thí nghiệm, thao tác thí nghiệm, xử lí kết quả thí nghiệm.
Hình 2.12: Hình dạng nước dâng lên trong các ống mao dẫn
Bài 2.18:
* Hướng dẫn giải:
- Thực hiện các thao tác thí nghiệm như mơ tả trong bài tập - Quan sát hiện tượng xảy ra
- Phân tích kết quả và xử lí kết quả thí nghiệm.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Quan sát thí nghiệm, thao tác thí nghiệm và phân tích kết quả.
Bài 2.19:
* Hướng dẫn giải:
- Thực hiện các thao tác thí nghiệm như mơ tả trong bài tập
- Quan sát hiện tượng thu được - Phân tích và giải thích kết quả quan sát được.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Tiến hành thí nghiệm, quan sát thí nghiệm và giải thích hiện tượng.
Bài 2.20:
* Hướng dẫn giải:
Hình 2.14: Hình dạng nước dâng lên trong khe hẹp hình nêm Hình 2.13: Hình dạng nước dâng lên
- Phân tích để thấy được nội dung kiến thức liên quan cần áp dụng: Hiện tượng mao dẫn và hiện tượng căng bề mặt chất lỏng.
- Xác định phương án thí nghiệm:
+ Lau sạch bề mặt hai tấm thủy tinh, rồi kẹp hai tấm thủy tinh song song cách nhau bằng thân que diêm
+ Nhúng nhẹ một cạnh của hai tấm thủy tinh vào khay đựng nước, thấy nước dâng lên trong khoảng giữa hai tấm thủy tinh.
+ Đo độ cao của phần nước dâng lên và tính suất căng bề mặt nước theo công thức: h 4
gd
- Tiến hành thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.
* Năng lực thực nghiệm được bồi dưỡng và rèn luyện qua BT: Thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lí kết quả thí nghiệm.