Về kiến thức - Hiểu rõ được đặc điểm của áp suất trong lòng chất lỏng - Phát biểu được áp suất thủy tĩnh và viết được biểu thức tính áp suất thủy tĩnh - Phát biểu được nguyên lí Paxcan
Trang 1Họ và tên GSTT: Trần Thị Hồng Nhung
Lớp: Sư phạm Vật lí k10
Trường TTSP: THPT Quang Trung
Họ và tên GVHD: Nguyễn Thị Phương
GIÁO ÁN CHUYÊN MÔN BÀI 41: ÁP SUẤT THỦY TĨNH NGUYÊN LÍ PA-XCAN
I.Mục tiêu
1 Về kiến thức
- Hiểu rõ được đặc điểm của áp suất trong lòng chất lỏng
- Phát biểu được áp suất thủy tĩnh và viết được biểu thức tính áp suất thủy tĩnh
- Phát biểu được nguyên lí Paxcan
2 Về kĩ năng
- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng mô tả, giải thích cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị kĩ thuật
- Giải thích được các hiện tượng vật lí liên quan
- Áp dụng được kiến thức đã học để giải bài tập
II Chuẩn bị
1 Giáo viên
- Chuẩn bị các hình vẽ liên quan đến bài học
2 Học sinh
- Ôn lại kiến thức về lực đẩy Ác-si-mét, áp suất của vật rắn lên mặt chất lỏng
III Tiến trình dạy học
Trang 2Hoạt động của giáo viên Hoạt động của HS Nội dung
Hoạt động 1: Nhắc lại kiến
thức
- đvđ: Trong các chương trước
chúng ta đã được tìm hiểu các
định luật cơ học áp dụng cho
các vật rắn Trong chương này
chúng ta sẽ vận dụng một số
các định luật cơ học khái quát
đã học cho chất lỏng ở trạng
thái tĩnh, sau đó cho chất lỏng
ở trạng thái chuyển động
Trong bài đầu tiên của chương
V chúng ta sẽ tìm hiểu về áp
suất chất lỏng ở trạng thái tĩnh,
gọi là áp suất thủy tĩnh.
? Vì sao người thợ lặn hay tàu
ngầm muốn lặn sâu dưới đáy
biển thì phải có đồ bảo hộ kĩ
lưỡng hay vỏ tàu phải làm từ
kim loại có độ cứng cao và độ
dày lớn?
- Chất lỏng có đặc tính là nén
lên các vật đặt trong nó
? Hãy quan sát hình 41.1 và
cho biết áp lực là gì? Nó có
phương như thế nào với bề mặt
của vật?
? Công thức tính áp suất
- GV thông báo: Áp suất có giá
trị bằng áp lực lên một đơn vị
diện tích
- Đơn vị của áp suất trong hệ SI
là N/m2, còn gọi là paxcan
1 Pa = 1 N/m2
- học sinh nhận thúc được vấn đề bài học
- Do ảnh hưởng của
áp suất nước biển
- Là lực nén có phương vuông góc với bề mặt của vật bị ép
p =F S
Bài 41: Áp suất thủy tĩnh Nguyên lí Pa-xcan
1.Áp suất chất lỏng
- Chất lỏng tạo áp lực lên mọi vật đặt trong nó và vuông góc với bề mặt của vật
- Áp suất trung bình của chất lỏng ở độ sâu đặt dụng cụ là:
Biểu thức: p =F S Trong đó:
P : Áp suất chất lỏng (N/
m2)
Trang 3Ngoài ra còn dùng các đơn vị
khác như:
Atmotphe (atm) là áp suất
chuẩn của khí quyển
1 atm =1,013.105 Pa
1 torr = 133,3 Pa= 1mmHg
1 atm= 760 mmHg
- GV giới thiệu về dụng cụ đo
áp suất (hình 41.2)
- Thay đổi vị trí và hướng của
dụng cụ đo áp suất sau nhiều
lần đo đạc ta rút ra các kết luận
sau:
+ 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
Hoạt động 2: Tìm hiểu áp
suất thủy tĩnh
- Áp suất của chất lỏng ở lớp 8
được tính bằng công thức p=
d.h
Trong đó d là trọng lượng riêng
của chất lỏng, h là chiều cao
của cột chất lỏng, công thức
này chưa đầy đủ Sau đây ta sẽ
xây dựng công thức đầy đủ để
tính áp suất do chất lỏng ở
trạng thái tĩnh tác dụng lên các
vật và áp suất này gọi là áp suất
thủy tĩnh
- GV thông báo: Chất lỏng ở
trạng thái cân bằng tĩnh tức là
chất lỏng đứng yên trong bình
đựng cố định
? Ta xét một chất lỏng ở trạng
thái cân bằng tĩnh trong một
Theo dõi bài giảng
- Áp suất chất lỏng
F : Áp lực của chất lỏng (N)
S: diện tích bị nén (m2)
- 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
2 Sự thay đổi áp suất theo độ sâu Áp suất thủy tĩnh.
- Trên cùng một mặt
phẳng nằm ngang trong
Trang 4bình chứa cố định Theo em áp
suất chất lỏng tại tất cả các
điểm trên bề mặt nằm ngang sẽ
như thế nào?
- Để xét sự thay đổi áp suất của
chất lỏng ở một độ sâu ta tưởng
tượng một phần của chất lỏng
đó là hình trụ, tiết diện S nằm
cân bằng và chịu tác dụng của
lực ép của chất lỏng từ trên
xuống, từ dưới lên và trọng lực
đặt lên khối chất lỏng đó
- Chọn trục Oy có gốc tại mặt
thoáng và hướng xuống dưới
Tọa độ của đáy trên là y1, của
đáy dưới là y2 Chiều cao của
hình trụ là y2 - y1= h
? Lực nén F1 là lực nén của
chấy lỏng từ trên xuống được
tính như thế nào?
? Lực đẩy F2 từ dưới lên được
tính như thế nào? Do ngược
chiều nên có giá trị làm sao?
? Cho ρ (đọc là rô) là khối
lượng riêng của chất lỏng thì
trọng lực tác dụng lên hình trụ
được tính như thế nào?
? Do hình trụ nằm cân bằng
nên tổng các lực tác dụng lên
nó như thế nào?
- Yêu cầu học sinh lên thay các
giá trị trên vào phương trình
trên
- Khi cho y1=0, y2=h tại mặt
thoáng của chất lỏng thì áp lực
phía trên là do khí quyển tác
dụng nên p1=pa (là áp suất của
khí quyển) Vì thế áp suất ở
một độ sâu h bằng tổng áp suất
khí quyển và tích ρgh
trên các bề mặt nằm ngang là như nhau
F1=p1.S
F2= - p2.S
P= ρgS(y2-y1)
-Tổng các lực tác dụng lên hình trụ bằng 0
F1-F2+P=0
lòng chất lỏng, áp suất là như nhau tại tất cả các điểm
- áp suất thủy tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h:
p = pa + ρgh
trong đó
Trang 5- Tích này cho biết độ chênh
lệch áp suất ở một điểm ở độ
sâu h so với một điểm trên mặt
thoáng của chất lỏng
? Từ công thức trên cho biết áp
suất phụ thuộc vào yếu tố nào?
Hoạt động 3: Tìm hiểu
nguyên lí Paxcan
- GV thông báo
Từ kết luận áp suất tại mọi
điểm trong lòng chất lỏng phụ
thuộc vào độ sâu của điểm đó,
ta có nguyên lí paxcan được
phát biểu như sau: Độ tăng áp
suất lên một chất lỏng chứa
trong bình kín được truyền
nguyên vẹn cho mọi điểm của
chất lỏng và của thành bình
- Trong công thức 41.2 ta xét
áp suất chịu áp suất của khí
quyền là pa còn trong hinhg
41.5 ta xét mặt thoáng chịu áp
suất của gia trọng gây ra nên
trong công thức sẽ có png.
Hoạt động 4: Tìm hiểu về
máy nén thủy lực
? Câu hỏi C3
- Nguyên lí Paxcan được ứng
dụng nhiều trong thực tế như
máy nén thủy lực, phanh thủy
lực…
- Gv giới thiệu về sơ đồ máy
nén thủy lực hình 46.1 sgk
- Giả sử tác dụng lực F1 lên
pitông có tiết diện S1một lượng
có ∆ p= F2
S2
-Phụ thuộc vào độ sâu
Học sinh lắng nghe
và tiếp thu
- Học sinh đưa ra dự đoán
pa là áp suất khí quyển (= 1,01.105 N/m2
ρ là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
g là gia tốc trọng trường
3 Nguyên lí Paxcan
- Độ tăng áp suất lên một
chất lỏng chứa trong bình được truyền nguyen vẹn cho mọi điểm của chất lỏng
và của thành bình
- Biểu thức:
p = png + ρgh
trong đó : png áp suất ngoài
3 Máy nén thủy lực
- Biểu thức:
F2=S2
S1F1
Trang 6-> F2=S S2
1F1
? Hãy so sánh F1 và F2
- Vậy dựa vào nguyên lí
paxcan ta có thể dùng một lực
nhỏ để tạo ra một lực lớn
Hoạt động 5: Củng cố và giao
nhiệm vụ
- Dựa vào nội dung ghi trên
bảng để tổng kết bài học
- Yêu cầu học sinh về nhà làm
bài tập
- lực F2 > F1 vì S2 >
S2
Học sinh lắng nghe
và thực hiện