-Nắm được 1 ứng dụng quan trọng của nguyên lí Pa-xcan : máy nén thủy lực 2.Kĩ năng : Vận dụng công thức tính áp suất của chất lỏng công thức tính áp suất theo độ sâu,nguyên lí Pa-xcan t
Trang 1GIÁO ÁN THỰC TẬP GIẢNG DẠY Tuần: Tiết :
Bài: ÁP SUẤT THỦY TĨNH-NGUYÊN LÍ PA-XCAN Lớp: 10 CTI
I.Mục đích-Yêu cầu:
1.Kiến thức:
-Nắm được:
+Áp suất của chất lỏng : khái niệm ,biểu thức,tính chất,đơn vị.
+Sự thay đổi áp suất theo độ sâu.Khái niệm áp suất thủy tĩnh.
-Hiểu đuợc nội dung của nguyên lí Pa-xcan.
-Nắm được 1 ứng dụng quan trọng của nguyên lí Pa-xcan : máy nén thủy lực
2.Kĩ năng :
Vận dụng công thức tính áp suất của chất lỏng công thức tính áp suất theo độ
sâu,nguyên lí Pa-xcan trong một số bài tập.
II.Phương pháp giảng dạy :
Phương pháp thuyết trình kết hợp giảng giải.
III.Dụng cụ :
Phấn,bảng…
IV.Kiểm tra bài cũ:
-Lí thuyết :Nêu nội dung 3 định luật Kê-ple.
-Bài tập : Tính khối lượng của Trái đất ,biết khoảng cách Trái đất-Mặt trăng r =
384000 km và chu kì quay của Mặt trăng quanh Trái đất T = 27,5 ngày.
V.Kiến thức mới :
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hướng dẫn ghi chép cho HS 1.Giới thiệu về áp
suất của chất
lỏng(khái niệm,biểu
thức,tính chất,đơn
vị):
-GV đặt vấn đề cho HS :
Nếu thả 1 vật vào trong
chất lỏng,vật đó sẽ thế
nào?
-Từ đó, GV nêu ra1 tính
chất quan trọng của
chất lỏng:
Chất lỏng có đặc tính là
nén lên các vật nằm
trong nó,dẫn đến áp lực
chất lỏng nén lên vật có
phương vuông góc với
bề mặt của vật.
-Từ đó đưa ra khái
-HS dự đoán :vật sẽ bị chất lỏng nén.
-HS lắng nghe,ghi chép
1.Áp suất của chất lỏng :
-Chất lỏng luôn nén lên các vật nằm trong nó.
-Áp lực chất lỏng nén lên vật có phương vuông góc với bề mặt của vật.
a.Định nghĩa :
-Áp suất trung bình của chất lỏng ở độ sâu nơi đặt dụng cụ đo
áp suất có giá trị bằng áp lực lên
1 đơn vị diện tích :
p = F/S với F là áp lực chất lỏng nén lên diện tích S của pit-tông trong dụng cụ đo áp suất đặt trong chất lỏng.
Trang 2niệm,biểu thức,tính
chất,đơn vị của áp suất
chất lỏng.
b.Tính chất :
+Tại mỗi điểm của chất lỏng,áp suất theo mọi phương là như nhau.
+Áp suất ở những điểm có độ sâu khác nhau thì khác nhau.
c.Đơn vị :
+Trong hệ SI áp suất có đơn vị là N/m 2 ,còn gọi là paxcan (Pa) +Các đơn vị khác thường dùng : atmôtphe (atm) là áp suất chuẩn của khí quyển :
1 atm = 1,013.10 5 Pa torr(Torr) còn gọi là milimét thủy ngân (mmHg) :
1 Torr =133,3 Pa = 1 mmHg
1 atm = 760 mmHg
2.Tìm biểu thức xác
định sự thay đổi của
áp suất theo độ sâu
.Từ đó đưa ra khái
niệm áp suất thủy
tĩnh.
-GV cần giải quyết vấn
đề:
Áp suất ở những điểm
có độ sâu khác nhau thì
khác nhau.Vậy áp suất
phụ thuộc vào độ sâu
như thế nào?
-GV đặt vấn đề cho HS
dự đoán :
Đối với chất lỏng ở
trạng thái cân bằng
tĩnh trong 1 bình chứa
thì trên cùng 1 mặt
nằm ngang trong lòng
chất lỏng,áp suất là như
nhau tại tất cả các điểm
không?
-Xét 1 phần chất lỏng có
hình trụ,tiết diện S.Chọn
trục tọa độ,phân tích
các lực tác dụng lên
phần chất lỏng này.
-HS dự đoán : áp suất là như nhau tại tất cả các điểm.
-HS phân tích các lực tác dụng lên phần chất lỏng : +Trọng lực đặt lên khối chất lỏng P = mg =ρVg
=ρS(y 1 - y 2 )g +Lực nén của chất lỏng từ
2.Sự thay đổi áp suất theo độ sâu.Áp suất thủy tĩnh :
- Đối với chất lỏng ở trạng thái
cân bằng tĩnh trong 1 bình chứa thì trên cùng 1 mặt nằm ngang trong lòng chất lỏng,áp suất là như nhau tại tất cả các điểm.
- Xét 1 phần chất lỏng có hình trụ,tiết diện S.Chọn trục toạ độ như hình vẽ.
- Các lực tác dụng lên phần chất
lỏng : +Trọng lực đặt lên khối chất lỏng P = mg =ρVg =ρS(y 1 - y 2 )g
Trang 3A B C
-Từ điều kiện hình trụ
này nằm cân bằng,suy
ra biểu thức xác định sự
thay đổi của áp suất
theo độ sâu :
p = p a + ρgh
với p là áp suất thủy
tĩnh(tĩnh) của chất lỏng
ở độ sâu h so với mặt
thoáng.
-GV yêu cầu HS rút ra
các nhận xét về áp suất
tĩnh của chất lỏng : định
nghĩa,tính chất.
-GV đặt vấn đề :
Có nhận xét gì về áp
trên xuống F 1 = p 1 S + Lực đẩy của chất lỏng từ dưới lên F 2 = p 2 S
-Từ điều kiện coi chất lỏng
đó là 1 vật rắn nằm cân bằng :
F 1 - F 2 +P = p 1 S- p 2 S+P = 0 Suy ra :
p 1 - p 2 + ρg(y 1 - y 2 ) = 0 Lấy y 1 = 0 thì p 1 = p a ,ta có
p 2 = p = p a + ρgh , p a là áp suất khí quyển tại mặt thoáng chất lỏng.
-Áp suất tĩnh của chất lỏng
ở độ sâu h bằng tổng áp suất khí quyển ở mặt thoáng và tích số ρgh.
C B
-=>áp suất tĩnh tại các điểm trên cùng 1 mặt nằm ngang của cùng một chất lỏng không phụ thuộc hình dạng
+Lực nén của chất lỏng từ trên xuống F 1 = p 1 S
+ Lực đẩy của chất lỏng từ dưới lên F 2 = p 2 S
-Từ điều kiện coi chất lỏng đó là
1 vật rắn nằm cân bằng :
F 1 - F 2 +P = p 1 S- p 2 S+P = 0 Suy ra :
p 1 - p 2 + ρg(y 1 - y 2 ) = 0 Lấy y 1 = 0 thì p 1 = p a ,ta có :
p 2 = p = p a + ρgh
p a là áp suất khí quyển tại mặt thoáng chất lỏng.
-Áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h bằng tổng áp suất khí quyển ở mặt thoáng và tích số ρgh.
Trang 4suất tại các điểm A, B,
C?
Suy ra áp suất tĩnh tại
các điểm trên cùng 1
mặt nằm ngang của
cùng một chất lỏng
không phụ thuộc hình
dạng bình chứa(có mặt
thoáng)?
bình chứa
3.Giới thiệu nội dung
nguyên lí Pa-xcan.
-GV đặt vấn đề : thay
đổi áp suất tác dụng lên
chất lỏng chứa trong
bình kín,thì sự thay đổi
này có như nhau tại
mọi điểm của chất lỏng
và của thành bình?
-GV nêu nội dung
nguyên lí Pa-xcan và
giải thích.
-HS dự đoán :là như nhau.
-HS lắng nghe,ghi chép
3.Nguyên lí Pa-xcan :
a.Nội dung :
« Độ tăng áp suất lên 1 chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và của thành bình »
b.Giải thích :
-Khi y 1 = 0 thì p 1 = p ng ( áp suất ngoài) =>
-Mà ρ ,h, g : không đổi ; p ng tăng
∆p => p cũng tăng ∆p
=>ở mọi điểm của chất lỏng và của thành bình áp suất cũng tăng 1 lượng ∆p.
4.Giới thiệu ứng dụng
thực tế của nguyên lí
Pa-xcan trong thực tế.
-GV đặt vấn đề : có thể
dùng lực nhỏ để nâng ô
tô lên được không ?
-Giới thiệu sơ lược một
số ứng dụng trong thực
tế của nguyên lí
Pa-xcan.
-HS dự đoán : có thể.
-HS lắng nghe,ghi chép
4.Máy nén thủy lực :
-Nguyên lí Pa-xcan có nhiều ứng dụng : Máy nén thủy
lực,máy nâng vật có trọng lượng lớn…
p = png + ρ h g
Trang 5-Nêu nguyên tắc chung
của các loại máy này.
Sơ đồ máy nén thủy lực.
-Nguyên tắc chung của các máy này :
+Giả sử tác dụng lực F 1 lên pit-tông nhánh trái có tiết diện S 1 ,áp suất lên chất lỏng tăng 1 lượng : ∆p = F1 / S1
+Theo nguyên lí Pa-xcan, áp suất
tác dụng lên nhánh phải tăng 1 lượng ∆p và tạo nên lực F 2 :
F2 = S1 ∆p = S2.F1 / S1
mà S2 > S1 => F2 >F1
=> Vậy: Có thể dùng lực nhỏ để tạo ra lực lớn hơn.
+Nếu F1 di chuyển xuống dưới
1 đoạn d1,F2 di chuyển lên trên
1 đoạn d2 là :
d2 S2 = d1 S1
=>d2 = d1 S1/ S2 < d1
KL : Công được bảo toàn.
VI.Củng cố-Hệ thống hóa :
1.Nhắc lại kiến thức :
-Chất lỏng có đặc tính là nén lên các vật nằm trong nó.
- Nhấn mạnh trong lòng chất lỏng,áp suất hướng theo mọi phương và phụ thuộc độ
sâu :
p = p a + ρgh
Trang 6- Nhấn mạnh đối với chất lỏng ở trạng thái cân bằng tĩnh trong 1 bình chứa thì trên cùng 1 mặt nằm ngang trong lòng chất lỏng,áp suất là như nhau tại tất cả các điểm.
-Khái niệm áp suất thủy tĩnh : áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h bằng tổng áp suất khí quyển ở mặt thoáng và tích số ρgh Nhấn mạnh : áp suất tĩnh tại các điểm trên cùng 1 mặt nằm ngang của cùng một chất lỏng không phụ thuộc hình dạng bình chứa.(có mặt thoáng)
- Nội dung nguyên lí Pa-xcan.
2.Vận dụng kiến thức :
Vận dụng kiến thức đã học trong bài để trả lời câu hỏi và làm bài tập trong SGK ,sách tham khảo…
VII.Công việc ở nhà :
1.Trả lời,làm bài tập trong SGK,sách tham khảo…
2.Chuẩn bị xem bài mới