Phần kiến thức về lực cơ
Bài tập 12. Cột 2 đầu một sợi dây 2 vật nặng có trọng lượng khác nhau. Vắt sợi dây qua một thanh ngang, ta sẽ nhận thấy sợi dây bị tuột về phía treo vật nặng hơn. Hãy tìm cách làm cho sợi dây có thể nằm vắt trên thanh ngang mà không bị tuột về phía có vật nặng hơn.
Gợi ý: Phân tích các lực tác dụng lên dây. Lực ma sát giữa dây với thanh ngang có tác dụng gì? Làm thế nào để tăng lực ma sát này lên?
Đáp án: Dựa trên kiến thức về lực ma sát, có thể vòng sợi dây qua thanh ngang nhiều vòng, khi đó lực ma sát giữa sợi dây và thanh tăng lên làm dây có thể vắt ngang trên thanh mà không bị tuột về phía treo vật nặng hơn.
53
Phần kiến thức về áp suất
Bài tập 13. Chỉ với một chai nhựa đựng nước và một cái đinh, hãy tìm cách chứng minh áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu.
Gợi ý: Theo công thức tính, khi làm thí nghiệm cần thay đổi yếu tố nào và giữ nguyên yếu tố nào? Thay đổi yếu tố đó bằng cách nào ?
Đáp án: Đục 03 lỗ nhỏ ở độ cao khác nhau trên thành chai nước cao, đổ đầy nước vào trong chai. Kết quả thí nghiệm cho ta thấy, lỗ càng thấp thì tia nước chảy ra càng xa, lỗ càng cao thì tia nước chảy ra càng gần.
Bài tập 14. Đặt một con tem dưới một chiếc nắp nhựa mềm (nắp của hộp sữa bột). Chỉ sử dụng một mẫu bông tẩm cồn và một chiếc cốc thủy tinh, em hãy tìm cách lấy con tem dưới nắp nhựa mà không cần trực tiếp chạm vào nắp nhựa.
Gợi ý: Để lấy được con tem cần phải đưa nắp nhựa ra khỏi vị trí ban đầu. Có thể sử dụng tác dụng của áp suất khí quyển để nâng nắp nhựa lên không? Muốn vậy cần điều kiện gì?
Đáp án: Đặt mẫu bông lên trên nắp nhựa và đốt. Úp chiếc cốc (miệng cốc đã được làm ướt) vào mẫu bông đang cháy. Chờ mẫu bông tắt một thời gian thì cầm chiếc cốc lên, chiếc cốc sẽ kéo theo cả nắp nhựa. Giải thích: mẫu bông đốt cháy oxi trong cốc làm áp suất trong cốc giảm, áp suất khí quyển đẩy nắp nhựa áp chặt vào miệng cốc thủy tinh. (Để tránh cháy nắp nhựa có thể đặt mẫu bông trên một vật kim loại nhỏ)
Bài tập 15. Hãy tìm cách đơn giản để lấy 1 miếng xốp nhỏ trong ống nghiệm mà không cần nghiêng ống nghiệm.
Gợi ý: Nếu không được nghiêng ống nghiệm thì cần có sử dụng “vật” nào đó tác dụng lực lên miếng xốp. Rất khó để có thể kéo miếng xốp lên (vì ống nghiệm nhỏ) vậy có thể đẩy miếng xốp lên được không?
Đáp án: Có thể đổ nước vào ống nghiệm, khi đó miếng xốp tự nổi lên và ta có thể lấy dễ dàng.
54
Bài tập 16. Gắn thêm một số vật nặng vừa phải để cốc nhựa có thể chìm trong nước (hoặc có thể dùng cốc inox đựng nước đá). Bỏ cốc nhựa vào trong bình chứa nước sao cho nước tràn vào toàn bộ cốc. Khi cốc chìm trong nước, lật úp cốc. Dưới đáy bình chứa đặt 3 vật nhỏ sao cho khi cốc nhựa chìm miệng cốc nằm trên 3 vật mà không tiếp xúc với đáy bình chứa. Chỉ bằng chiếc ống hút (loại đầu có thể gập lại) mà không tiếp xúc với cốc em hãy tìm cách làm cho cốc có thể nổi lên.
Gợi ý: Có những lực nào tác dụng lên cốc? Điều kiện nào để một vật nổi lên? Có thể làm thay đổi trọng lượng riêng của “vật” trong trường hợp này hay không ?
Đáp án: Bẻ đầu ống hút và đặt đầu ống xuống nước sao cho đầu ống nằm phía dưới cốc. Thổi khí, thông qua ống hút khí bị đưa xuống phía dưới cốc rồi nổi lên chiếm vị trí của nước trong cốc. Lúc này, chúng ta đã làm thay đổi trọng lượng riêng của “vật”. Nhờ lực đẩy Ác-si-mét đẩy cốc nổi lên.
Bài tập 17. Dùng một chai thủy tinh nhỏ (chai Penicylin chẳng hạn) cho vào ít nước và đậy kín sao cho khi thả vào nước chai này nổi lơ lửng. Cho 3 chất lỏng khác nhau vào trong 3 bình chứa. Hãy dùng chai thủy tinh trên để nhận biết trọng lượng riêng của chất lỏng nào lớn nhất, nhỏ nhất.
Gợi ý: Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc yếu tố nào? Lực đẩy Ác-si-mét khác nhau sẽ tác dụng thế nào lên chai thủy tinh?
Đáp án: Nhận biết bằng cách thả chai lần lượt vào 3 bình. Chất lỏng trong bình nào làm vật nổi lên nhiều nhất thì có trọng lượng riêng lớn nhất.
Bài tập 18. Chỉ với một vật nổi không thấm nước có dạng hình hộp chữ nhật, em hãy tạo ra một dụng cụ dùng để xác định trọng lượng riêng của chất lỏng.
Hướng dẫn: Cắt một miếng xốp hình hộp chữ nhật sao cho có thể xác định dễ dàng diện tích mặt đáy S (chẳng hạn 100cm2 = 0,01m2). Mặt trên của khối xốp khoét những lỗ nhỏ với mục đích có thể điều chỉnh trọng lượng của hộp bằng cách bỏ cát hoặc vật nặng nào đó. Bỏ thêm vật nặng vào lỗ xác định trọng lượng P của vật và đánh
55
dấu làm mốc mực nước trên vật (chẳng hạn 2cm – khi đó trọng lượng của khối xốp là 2N).
Khi vật đang nổi, trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩy Ác - si - mét nên
ta có thể sử dụng công thức
Lần lượt thay d bằng các giá trị xác định (chẳng hạn 13000 N/m3, 12000 N/m3, 11000 N/m3, 9000 N/m3 , 8000 N/m3, 7000 N/m3 …) và xác định lần lượt các giá trị h tương ứng.
Vạch dấu các vị trí tương ứng trên khối xốp.
Như vậy, với dụng cụ trên ta có thể xác định một cách tương đối trọng lượng riêng của chất lỏng.