Chuyen de ap suat ly 8

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

• 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

17

• Lực đẩy Ác si mét

19

• Sự nổi

Ở giai đoạn 1, vì khả năng tư duy của học sinh còn hạn chế, vốn kiến

thức toán học chưa nhiều, nên chường trình chỉ đề cập đến những hiện

tượng vật lí quen thuộc, thương gặp hàng ngày thuộc về các lĩnh vực

CƠ HỌC, NHIỆT HỌC, QUANG HỌC, ÂM VÀ ĐIỆN HỌC Việc

trình bày những hiện tượng này chủ yếu là theo quan điểm hiện tượng,

thiên về mặt định tính hơn là định lượng

Ở giai đoạn 2, vì khả năng tư duy của học sinh đã phát triển, học sinh

có một số hiểu biết ban đầu về các hiện tượng vật lí xung quanh, iys

nhiều có thói quen hoạt động theo những yêu cầu chặt chẽ của việc học

tập vật lí, vốn kiến thức toán học ở giải đoạn này phải có những mục

tiêu cao hơn ở giai đoạn 1

Chương trình Vật lí 8 là phần mở đầu của giai đoạn 2, nên những yêu

cầu về khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như những yêu cầu

về mặt định lượng trong việc hình thành khái niệm và định luật vật lí

đều cao hơn ở các lớp của giai đoạn 1 Sau đây là chương trình bày cấu

trúc nội dung của chương trình cũng như mục tiêu cụ thể của từng

chương, từng mục, từng kiến thức cơ bản

CHƯƠNG II: TÓM LƯỢC NỘI DUNG

22 Bài 20: Nhiệt độ và chuyển động của phân tử Hiện tương khuếch tán 1

24 Bài 22: Các cách truyền nhiệt năng (dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt) 2

28 Bài 23: Định luật chuyển hóa năng lượng trong các quá trình cơ vànhiệt 1

29 Bài 24: Động cơ đốt bốn kì và giới thiệu một số động cơ nhiệt khác Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu Hiệu suất của động cơ

chuyên đề tự học dành cho sinh viên làn này, nhóm 2 chọn chuyên đề:

“Áp suất” gồm những bài từ bài 7 đến bài 12, trọng tâm đi vào các bài tập về áp suất chất lỏng và bình thông nhau, lực đẩy Ác si mét Lý do vìtrong chương trình THCS chuyên đề về áp suất chất lỏng là một phần rất quan trọng của chương trình; phần kiến thức về bình thông nhau là một chuyên đề hay và khó; đó là một chuyên đề trong chương trình giảng dạy nâng cao hay bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Những bài tập

về bình thông nhau luôn là công cụ tốt để rèn luyện trí thông minh, tư duy, sáng tạo và khả năng liên hệ thực tế

Theo chương trình mới, phần áp suất chất lỏng, áp suất khí quyển được giảm nhẹ một cách đang kể với chương trình cũ Cụ thể là chường trình mới bỏ được định luật Paxcan, không xét áp suất chất khí đựng trong bình, không mở rộng áp dụng lực đẩy Ác si mét cho chất khí Chỉ có haikết luận về chất lỏng được áp dụng mở rộng cho không khí trong khí quyển, đó là: trong chất khí, áp suất cũng tác dụng theo mọi phương với

áp suất khí quyển phụ thuộc vào độ cao của cột không khí

CHƯƠNG III: NỘI DUNG CHÍNH VÀ MỘT

SỐ CHÚ Ý KHI GIẢNG DẠY CÁC BÀI

TRONG CHUYÊN ĐỀ

• Áp suất:

Tập hợp các bài tìm hiểu về áp suất gây ra bởi chất rắn, chất lỏng và chất khí của chường trình vật lí 8 được bắt đầu bằng bài hình thành kháiniệm áp suất Các TN dùng để hình thành khái niệm áp suất trong bài đều được dựa trên đặc điểm truyền áp lực của chất rắn do chương trình không yêu cầu đưa ra cơ chế cũng như đặc điểm của sự truyền áp lực và

áp suất của các chất khác nhau, nên ở bài này và những bài sau chỉ dựa vào một số TN và quan sát hàng ngày để nhận biết sự tồn tại của áp suất

và ý nghĩa của chúng trong đời sống kĩ thuật

Những vấn đề cơ bản của bài này là cho học sinh hiểu được

• Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép.

• Áp suất được tính bằng công thức:

p = Trong đó p là áp suất, F là áp lực đứng lên mặt bị ép có diện tích là S Đơn vị của áp suất là Paxcan (Pa): 1Pa = 1N/m 2

• Áp suất của chất lỏng – bình thông nhau

• Áp suất của chất lỏng có những đặc điểm sau đây:

• Tại một điểm trong lòng chất lỏng, áp suất tác dụng theo mọi phương

và có giá trị như nhau.

• Áp suất tại một điểm trong lòng chất lỏng cách mặt thoáng của chất lỏng một độ cao h được tính theo công thức:

p = dh Trong đó: h là độ sâu tính từ điểm tính áp suất đến mặt thoáng chất lỏng

d là trọng lượng riêng của chất lỏng

• Bình thông nhau:

Chú ý: Hiện tương mặt thoáng của chất lỏng trong các bình thông nhau nằm trên cùng một mặt phẳng ngang được suy ra từ đặc điểm của áp suất trong lòng chất lỏng Điều cơ bản ở đâ là bình thông nhau phải có đường kính trong đủ lớn để không xảy ra hiện tượng mao dẫn Do hiện tượng mao dẫn nên một ống thủy tinh có đường kính nhỏ hơn 1mm, nhúng vào một chậu nước tạo thành một bình có hai nhánh thông nhau thì mực nước trong ống thủy tinh sẽ dâng cao hơn mực nước trong chậu Vì học sinh lớp 8 không học hiện tượng mao dẫn nên GV nên tránh hiện tượng này khi làm thí nghiệm, không dùng bình có đường kính trong quá nhỏ, dưới 2mm

• Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao

• Trong máy thủy lực, nhờ chất lỏng có thể truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất, nên ta luôn có:

= Trong đó f là lực tác dụng lên pít tong có tiết diện S

F là lực tác dụng lên pít tong có tiết diện s

• Nếu hai bình thông nhau chứa hai chất lỏng có trọng lượng riêng khác nhau, thì khi cân bằng mực nước trong hai bình sẽ chênh lệch nhau sao cho tại một mặt S ở chỗ hai bình thông nhau, áp lực do hai cột nước trong hai bình gây nên ở hai mặt S phải bằng nhau:

F1 = F2

⟺ p1S = p2S ⟺ d1h1 = d2h2

Bình nào chứa chất lỏng có trọng lượng riêng lớn hơn thì độ cao của cộtnước sẽ nhỏ hơn Trong hình vẽ vì d1 < d2 nên cột nước trong bình lớn cao hơn trong bình nhỏ Nếu hai bình chứa cùng một chất lỏng thì d1 =

d2 nên h1 = h2, mực nước trong hai bình ngang nhau

• Áp suất khí quyển:

• Các phân tử chất khi trong không khí tuy rất nhỏ bé nhưng đều có khối lượng và do đó đều bị Trái Đất hút Tuy nhiên do có chuyển động nhiệtnên các phân tử khí trong không khí không rơi xuống đất mà “bay lượn” trong không gian bao quanh Trái Đất tạo thành lớp khí quyển dàytới hàng ngang kilomet Chúng ta đang sống ở đáy của lớp khí quyển này và hàng ngày phải chịu tác dụng của áp suất do nó gây ra Áp suất

này gọi là áp suất khí quyển.

• Áp suất khí quyển tác động hàng ngày đến đời sống con người nhưng cũng phải đến thế kỉ XVII, người ta mới thừa nhận sự tồn tại của áp suất này Ngay từ thời cổ đại, con người đã biết dùng bơm để hút nước lên cao Các nhà triết học thời kì này cho rằng nước đi theo ống bơm lên cao là do “thiên nhiên sợ khoảng trống” Mãi đến khi những người thợ ở một khu vườn định dùng bơm để kéo nước lên đến độ cao 10m thìngười ta mới nhận thấy rằng dù có có gắng thế nào thì nước cũng sẽ không thể lên đến độ cao chờ đợi Để giải thích hiện tượng này, Galile cho rằng, thiên nhiên quả là có sợ khoảng trống, song chỉ tới một giới hạn nào đó mà thôi Nhưng học trò của ông là Tô ri xe li thì không tin như thế Năm 1943, Tô ri xe li đã tiến hành thí nghiệm.Cụ thể như sau: Tô-ri-xe-li lấy một ống thủy tinh dài 1m, một đầu kín, đổ đầy thủy ngânvào Lấy ngón tay bịt miêng ống rồi quay ngược ống xuống sau đó, nhúng chìm miệng ống vào 1 chậu đựng thủy ngân rồi bỏ tay bit miệng ống ra Ông nhận thấy thủy ngân trong ống thụt xuống, còn lại khoảng 76cm tính từ mặt thoáng của thủy ngân trong chậu.Thí nghiệm cho biết

áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Tô ri xe li, chú ý là phía trên cột thủy ngân trong ống là chân không, không có không khí Bởi thế người ta đo áp suất khí quyển bằng cách đo chiều

cao cột thủy ngân này trong ống Đơn vị đo là xetimet thủy ngân

(cmHg)

• Lực đẩy Ác si mét

• Lực đẩy Archimedes (hay được viết lực đẩy Archimède hay lực đẩy

Ác-si-mét) là lực tác động bởi một chất lưu (chất lỏng hay chất khí) lên mộtvật thể nhúng trong nó, khi cả hệ thống nằm trong một trường lực (như trọng trường hay lực quán tính) Lực này có cùng độ lớn và ngược hướng của tổng lực mà trường lực tác dụng lên phần chất lưu có thể tíchbằng thể tích vật thể chiếm chỗ trong chất này Lực này được đặt tên theo Ácsimét, nhà bác học người Hy Lạp đã khám phá ra nó Lực đẩy Ácsimét giúp thuyền và khí cầu nổi lên, là cơ chế hoạt động của sự chìm nổi của tàu ngầm hay cá, và đóng vai trò trong sự đối lưu của chất lưu

Tuy nhiên, để dễ hiểu, trong sách giáo khoa phổ thông được trình bày như sau: “Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọn lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm

chỗ Lực này gọi là lực đẩy Ác si mét”.

• Vật nổi lên khi: FA > P

• Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: FA = P

- Khi vật nổi trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác si mét: FA = d.V, trong đó

V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng (không phải thể tích của vật), d là trọng lượng riêng của chất lỏng.

CHƯƠNG IV: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ

ÁP SUẤT, ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN VÀ BÌNH THÔNG NHAU, LỰC ĐẨY ÁC SI MÉT, SƯ

NỔI.

• BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

• Nhiều xương ở động vật và người, ở đầu xương phình to hơn Bạn hãy giải thích ý nghĩa của chỗ phình đó?

⟹Trả lời: Khi ép một vật đồng nhất, độ biến dạng của mọi điểm đều

như nhau, trừ hai đầu, ở đó vật tì lên vật khác Đó là vì phần vật thể bị tiếp xúc với điểm tựa và các vật thể khác bị biến dạng không bằng tất cảcác điểm của vật ấy, vì thế áp suất trên các phần cuối của vật thể bị biếndạng sẽ lớn hơn ở trong vật thể Để cho áp suất lên mọi điểm của vật đều như nhau, các phần đầu vật nhất thiết phải có một tiết diện lớn Điều này đã giải thích rõ sự tồn tại của các chỗ phình ở một số các xương của bộ xương người và động vật

• Tại sao cá có thể hô hấp bằng oxi hoà tan ở trong nước?

⟹Trả lời: Bất kể một loại khí nào cũng đều có xu hướng chuyển từ

chỗ có áp suất cao sang nơi có áp suất thấp hơn Trong máu cá, áp suất oxi nhỏ hơn áp suất oxi trong nước, do đó oxi chuyển từ nước vào máu,qua các mao mạch của mang cá

• Nếu đặt quả táo bị nhăn dưới nắp bơm và hút hết không khí, thì vỏ quả táo lại căng ra Tại sao?

⟹Trả lời: Trong quả táo có nhiều không khí Khi làm giảm áp suất bênngoài đi, các khí này sẽ nở ra và do đó đã làm cho vỏ quả táo duỗi thẳng ra

• Lúc cất cánh và trước khi hạ cánh, người phục vụ trên máy bay phân phát cho hành khách kẹo để nhằm mục đích gì?

⟹Trả lời: Áp suất khí quyển phụ thuộc vào độ cao so với mặt biển Lúc độ cao có sự thay đổi đột ngột: trong quá trình bay lên của máy bay, áp suất khí quyển nhanh chóng giảm xuống và màng nhĩ bị ép ra ngoài; khi máy bay hạ cánh, áp suất khí quyển tăng lên và màng nhĩ bị đẩy vào trong Sự thay đổi nhanh chóng về áp suất gây đau đầu Như đãbiết, lúc nuốt, tai giữa thông với khoang miệng qua ống Ơxtasơ Ngậm kẹo làm tăng sự tiết nước bọt và miệng phải nuốt luôn, nhờ đó mà áp suất trong tai giữa nhanh chóng cân bằng với áp suất khí quyển Do đó

sự đau tức trong tai giảm bớt

• Các pháo thủ lúc bắn phải há mồm để làm gì?

⟹Trả lời: Để cho áp suất phía trong màng nhĩ cân bằng với bên

ngoài

• Do đâu mà các chỗ chai cứng ở chân lại bị đau trước khi trời mưa?

⟹Trả lời: Trước khi trời mưa, áp suất khí quyển thường giảm xuống

Sự giảm áp suất bên ngoài làm cho các tế bào ở chân giãn nở chút ít, chỗ chai cứng lại không thể giãn nở như các phần mềm khác của cơ thể nên đã tạo ra sự kích thích thần kinh và có cảm giác đau

• Tại sao một người có thể nằm khoanh tay gối đầu trong nước?

⟹Trả lời: Nếu các khoang trong hai lá phổi chứa đầy không khí,

trọng lượng cơ thể người sẽ nhỏ hơn trọng lượng nước bị choán chỗ, tuy chênh lệch không lớn lắm Vì vậy, người ta có thể nằm khoanh tay gối đầu trên mặt nước Nhưng chỉ cần rút một tay ra khỏi nước thì phần thể tích của cơ thể bị nhúng chìm trong nước cũng đồng thời giảm đi, lực đẩy giảm đi và đầu hoàn toàn bị nhúng sâu vào nước

• Tại sao khi ở nơi có áp suất thấp, ví dụ trên núi cao, ta thường thấy đau trong tai và thậm chí đau khắp toàn thân?

⟹Trả lời: Điều này được giải thích là trong cơ thể người có một số

chỗ chứa không khí, ví dụ như dạ dày, tai giữa, hộp sọ và những chỗ lõm của xương hàm trên Áp suất không khí trong các chỗ đó cân bằng với áp suất khí quyển Khi áp suất bên ngoài ép lên cơ thể giảm đi nhanh chóng, không khí có ở bên trong cơ thể nở ra, gây nên sự đè ép lên các bộ phận khác nhau và làm cho đau đớn

• Khi thu hoạch các cây có củ (củ cải trắng, củ cải đỏ ), người ta nhận thấy những cây mọc nơi đất đen và đất cát nhổ lên dễ dàng, còn những cây mọc chỗ đất sét ẩm ướt lại khó nhổ Tại sao lại khác nhau vậy?

⟹Trả lời: Không khí khó lọt vào đất sét ẩm Lúc nhổ cây lên là đã tạo

ra một áp suất thấp ở phía dưới gốc cây, vì thế, ngoài lực liên kết, cần phải thắng cả lực của áp suất không khí

• Đối với cá, bong bóng giữ vai trò gì?

⟹Trả lời: Bong bóng là một loại thiết bị dùng điều chỉnh khối lượng

riêng của cá khi di chuyển ở các độ sâu khác nhau Nhờ có bong bóng

mà cá giữ được thăng bằng ở trong nước Khi xuống sâu, cá giữ cho thểtích bong bóng không đổi và áp suất trong bong bóng cân bằng với áp suất của nước, bằng cách không ngừng bổ sung vào bong bóng ôxy lấy

từ máu Ngược lại, lúc nổi lên trên mặt nước, máu lại hút lấy ôxy trong bong bóng Sự bổ sung và hút đó diễn ra tương đối chậm Vì thế, khi cá nổi từ dưới sâu lên nhanh quá, ôxy không kịp hoà tan vào trong máu và bong bóng căng phồng làm cá chết Nhằm ngăn ngừa tác hại này, ở

những cá chình biển có một van an toàn: khi nổi lên nhanh quá, cá tự

mở van và xả bớt hơi ở bong bóng ra

• Con voi lợi dụng áp suất không khí như thế nào để uống nước?

⟹Trả lời: Cổ voi ngắn và nó không thể cúi xuống mặt nước như

nhiều động vật khác Voi đã thò vòi xuống và hít không khí vào, khi đó nhờ áp suất của không khí bên ngoài mà nước chảy vào được vòi Khi vòi đã đầy nước, voi ngẩng lên và dốc nước vào miệng Tất nhiên, voi không hề biết đến áp suất không khí nhưng nó đã vận dụng như vậy mỗi khi uống nước

• Tại sao trên núi cao, các chi trở nên khó điều khiển và dễ xảy ra trẹo khớp?

⟹Trả lời: Áp suất khí quyển có khả năng làm cho các khớp khít chặt

vào nhau hơn Với sự giảm áp suất khi lên cao, sự liên kết giữa các xương trong khớp giảm dần Kết quả là các chi trở nên khó vận động và

dễ bị trẹo khớp

• Tại sao khi lên cao nhanh quá, như ngồi trong máy bay, người ta thấy ù tai?

⟹Trả lời: Khi cơ thể bị đưa nhanh lên cao, áp suất không khí trong tai

giữa chưa kịp cân bằng với áp suất khí quyển Màng tai lúc đấy bị đẩy

ra phía ngoài và người ta cảm thấy ù tai, đau tai

• Vì sao khi thả cây kim xuống nước thì nó lại chìm còn tàu thủy to

và nặng như thế lại không thể chìm được?

⟹Trả lời: Kim tuy nhẹ nhưng thể tích chiếm nước nhỏ nên trọng

lượng riêng sẽ lớn còn tàu tuy nặng nhưng thể tích chiếm nước rất lớn

do đó "trọng lượng riêng tổng hợp" sẽ nhỏ Kết cấu thân vỏ tàu là kết cấu vỏ có khung gia cường làm bằng thép Về một khía cạnh nào đó bên trong lớp tôn vỏ tàu hoàn toàn "rỗng" dẫn đến thể tích chiếm nước lớn Trọng lượng tàu luôn thay đổi nên "trọng lượng riêng tổng hợp" cũng luôn thay đổi theo Khi ta chất hàng vào tàu, tàu sẽ chìm dần ứng với công thức bên trên Nếu ta chất quá nhiều hàng, tàu chìm đến mức

mà nước sẽ tràn vào chiếm chỗ các không gian trong các kết cấu vỏ rỗng, các khoang, các két, một mặt làm tăng trọng lượng tàu, một mặt làm giảm thể tích chiếm nước kết quả là "trọng lượng riêng tổng hợp" tăng và giá trị này lớn hơn trọng lượng riêng của nước Nói cách khác - tàu đang chìm Tất cả các phân tích trên đây chỉ đúng khi đảm bảo giả thuyết tàu ổn định, không nghiêng, không chúi

• Vì sao khi lặn xuống biển, người thợ lặn phải mặc một bộ “áo giáp” nặng nề?

⟹Trả lời: Khi lặn xuống biển người thờ lặn phải mặc bộ áp lặn nặng

nề , chịu được áp suất lên đến hàng nghìn N/m2 vì lặn sâu dưới lòng biển, áp suất do nước biển gây ra lên đến hàng nghìn N/m2, người thợ lăn không mặc áo lặn sẽ không chịu nổi áp suất này.

• Tại sao tại Biển Chết, con người có thể dễ dàng nổi trên mặt nước

mà không cần bơi hay dùngDo trọng lượng riêng của người nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước biển.

• Trường hợp nào sau dây không phải do áp suất khí quyển gây ra:

• Uống sữa tươi trong hộp bằng ống hút

• Thủy ngân dâng lên trong ống Tô-ri-xe-li

• Khi dược bơm, lốp xe căng lên

• Khi bị xì hơi, bóng bay bé lại

⟹ Trả lời: đáp án C

• Tại sao khinh khí cầu khi đốt nóng lại có thể bay lên?

⟹Trả lời: Do được bơm khí nhẹ nên trọng lượng riêng của khí cầu

nhỏ hơn trọng lượng riêng của không khí Khí cầu dễ dàng bay lên.Các khinh khí cầu đốt lửa là những quả cầu chứa khí nóng Chúng bay lên vì không khí chứa trong đó nhẹ hơn là không khí ngoài khí quyển

Vì không khí nóng có xu hướng bốc lên, nên khí cầu bay được

Trong một lưu chất lỏng (lỏng hay khí), mọi chất có tỷ trọng nhẹ hơn đều có xu hướng đi lên trên: đó là điểu xảy ra khi khí cầu nóng lẫn trong khí lạnh Cũng có hiện tượng như vậy đối với khí hyđro và heli, lànhững khí nhẹ so với không khí Tóm lại, tất cả các khí cầu đều phụ thuộc vào nguyên tắc chênh lệch tỷ trọng

Các khinh khí cầu đốt lửa hiện đại có vỏ ngoài bằng ni lông, dáng gần như hình cầu Nó mở ra ở phía dưới để hứng không khí nóng được đốt lên bởi một vòi đốt bằng khí Khi quả cầu chứa đầy, không khí nóng, nóbay lên Nếu muốn hạ xuống, chỉ cần không khí này nguội đi

Hành khách ở trong một buồng nhẹ bằng mây, phía dưới quả cầu

• Hút bớt không khí trong một vỏ hộp đựng sữa bằng giấy, ta thấy

vỏ hộp bị bẹp theo nhiều phía Hãy giải thích tại sao?

⟹ Trả lời:Khi hút bớt không khí trong vỏ hộp ra thì áp suất của không

khí trong hộp nhỏ hộp áp suất ở ngoài nên vỏ hộp chịu tác dụng của áp suất không khí từ ngoài vào làm hộp bị bẹp theo mọi phía

• Tại sao nắp ấm pha trà thường có 1 lỗ hở nhỏ?

⟹ Trả lời: Để rót nước dễ dàng Vì có lỗ thủng trên nắp nên khí trong

ấm thông với khí quyển, áp suất khí trong ấm cộng với áp suất nước trong ấm lớn hơn áp suất trong khí quyển, bởi vậy là, nước chảy trong

ấm ra dễ dàng hơn

• Nêu cơ chế cơ bản của tàu ngầm?

⟹ Trả lời: Nguyên lý hoạt động của tàu ngầm dựa vào hai định luật

cơ bản của Vật lý:

Định luật Ac-si-mét: Với bất cứ một vật nào chìm trong nước, đều chịu một lực đẩy, thẳng đứng, hướng lên trên và có độ lớn đúng bằng phần chất lỏng mà vật đang chiếm chỗ

Định luật Pascal: Áp suất mà một bề mặt phải chịu tỉ lệ thuận cùng lực tác dụng lên bề mặt, tỉ lệ nghịch với diện tích bề mặt đó

Đối với một tàu ngầm thông thường, có hai lớp vỏ, lớp vỏ trong dày hơn nhiều và cũng là lớp vỏ của khoang nhân viên, giữa hai lớp vỏ là khoang trống có chứa các giàn ép nước Khi tàu nổi thì khoang giữa hai lớp vỏ này trống, khi muốn tàu lặn thì có một van phía trên sẽ mở, nướctràn vào khe giữa hai vỏ làm khối lượng tàu tăng lên, chìm xuống Các giàn ép phía trong khoang giữa hai vỏ này có nhiệm vụ dồn không khí vào chiếm chỗ nước để tàu nổi lên

• Thả một hòn bi thép vào thủy ngân thì bị nổi hay chìm? Tại sao?

⟹ Trả lời: Hòn bi sẽ nổi vì trọng lượng riêng của thép nhỏ hơn trọng

lượng riêng thủy ngân

• Tại sao 1 chiếc lá thiếc mỏng, vo tròn lại rồi thả xuống nước thì lại chìm còn gấp thành thuyền thả xuống nước thì lại nổi.

⟹ Trả lời: Lá thiết mỏng được vo tròn lại, thả xuống nước thì chìm, vì

trọng lượng riêng của lá thiếc lúc đó lớn hơn trọng lượng riêng của nước (dthiếc > dnước)

Lá thiếc lúc đó được gấp thành thuyền, thả xuống nước lại nổi, vì trọng lượng riêng trung bình của thuyền nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước (thể tích của thuyền lớn hơn rất nhiều lần thể tích của lá thiếc vo tròn nên dthuyền< dnước

• BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG:

• Các bài tập cơ bản:

Các bài tập cơ bản chủ yếu là các bài tập đã có trong sách giáo khoa và sách bài tập, thường sử dụng các công thức đã học để giải, không yêu cầu học sinh phải suy nghĩ và tư duy ở mức cao

• Áp suất

Câu 1: Trong các cách tăng, giảm áp suất sau đây, cách nào là không

đúng:

• Muốn tăng áp suất thì tăng áp lực, giảm diện tích bị ép

• Muốn tăng áp suất thì giảm áp lực, tăng diện tích bị ép

• Muốn giảm áp suất thì phải giảm áp lực lực, giữ nguyên diện tích bị ép

• Muốn giảm áp suất thì phải giữ nguyên áp lực, tăng diện tích bị ép

• Người đứng cả hai chân nhưng cúi gập xuống

• Người đứng cả hai chân nhưng tay cầm quả tạ

⟹ Trả lời : Chọn D

Câu 3: Hai người có khối lượng lần lượt là m1 và m2 Người thứ nhất đứng trên tấm ván diện tích S1, người thứ hai đứng trên tâm ván diện tích S2 Nếu m2 = 1,2m1 và S1 = 1,2 S2 thì khi so sánh áp suất hai người đứng trên mặt đất ta có:

Câu 4: Một áp lực 600N gây áp suất 3000N/m2 lên diện tích bị ép có độlớn là bao nhiêu?

Trọng lượng của người là : P = p.S = 17000 0,03 = 510N

Khối lượng của người đó là : m = = 51kg

Câu 6: Đặt một bao gạo 60kg lên một cái ghế 4 chân có khói lượng

4kg điện tích tiếp xúc với mặt đất của mỗi chân ghế là 8cm2 Tính áp suất các chân ghế tác dụng lên mặt đất

⟹ Trả lời :

Áp suất của các chân ghế tác dụng lên mặt đất là :

p = = = = 200000N/

Câu 7: Một vật khối lượng 0,84kg, có dạng hình hộp chữ nhật, kích

thước 5cm x 6cm x 7cm Lần lượt đặt 3 mặt của vật này lên mặt sàn nằm ngang Hãy tính áp lực và áp suất vậ tác dụng lên mặt sàn trong từng trường hợp và nhận xét các kết quả tính được

⟹ Trả lời:

Áp suất của xe tăng

lên mặt đường nằm ngang là:

px = = = 226 666,6N/m2

Áp suất của ô tô lên mặt đường nằm ngang là:

po = = = 80N/cm2 = 800 000N/m2

Áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang còn nhỏ hơn nhiều lần

áp suất của ô tô Do đó xe tăng chạy được dưới đất mềm Máy kéo nặng

nề hơn ô tô lại chạy được trên đất mềm là do máy kéo dùng xích có bản rộng nên áp suất gây ra bởi trọng lượng của máy kéo nhỏ Còn ô tô

dùng bánh nên áp suất gây ta bởi trọng lượng của ô tô còn lớn hơn

• Áp suất chất lỏng và bình thông nhau

Câu 1 : Câu nào sau đây chỉ nói về chất lỏng là đúng

• Chất lỏng chỉ gây áp suất theo phương thẳng đứng từ trên xuống

• Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng

• Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương

• Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng

Câu 3: Hai bình A và B thông nhau Bình A đựng dầu, bình B đựng

nước tới cùng một độ cao Khi bình mởi khóa K, nước và dầu có chảy

từ bình nọ sang bình kia không?

• Không, vì độ cao của cột chất lỏng ở hai bình bằng nhau

• Dầu chảy sang nước vì lượng dầu nhiều hơn

• Dầu chảy sang nước vì dầu nhẹ hơn

• Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn của dầu

⟹ Trả lời: đáp án D

Câu 4: Một thùng cao 1,2m đựng đầy nước Tính áp suất của nước lên

đáy thùng và lên một điểm ở cách đáy thùng 0,4m

Câu 5: Hai bình có tiết diện bằng nhau Bình thứ nhất chứa chất lỏng có

trọng lượng riêng d1, chiều cao h1; bình thứ hai chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d2 = 1,5d1, chiều cao h2 = 0,6h1 Nếu gọi áp suất tác dụng lên đáy bình là p1, lên đáy bình 2 là p2 là:

Câu 6: Một chiếc tàu bị thủng một lỗ nhỏ ở độ sâu 2,8m Người ta đặt

một miếng vá áp vào lỗ thủng từ phía trong Hỏi cần một lực tối thiểu bằng bao nhiêu để giữ miếng vá nếu lỗ thủng rộng 150cm2 và trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m2

⟹ Trả lời: Áp suất do nước gây ra tạo chỗ thủng là:

P = d.h = 10 000 2,8 = 28 000N/m2

Lực tối thiểu để giữ miếng ván là

F = p.s = 28 000 0,015 = 420N

Câu 7: Hình 8.7 mô tả nguyên tắc hoạt động của 1 máy nâng dùng chất

lỏng Muốn có một lực nâng là 20 000N tác dụng lên pit tong lớn, thì

phải tác dụng lên pit tong nhỏ một lực bằng bao nhiêu? Biết pit tong lớn

có diện tích lớn gấp 100 lần pit tong nhỏ và chất lỏng có thể truyền nguyên vẹn áp suất từ pit tong nhỏ sang pit tong lớn

⟹ Trả lời: Áp dụng:

= ⟹ f = = = 200N

Câu 8: Trong bình thông nhau vẽ ở hình 8.7, nhánh lớn có tiết diện lớn

gấp đôi nhánh nhỏ Khi chưa mở khóa T, chiều cao của cột nước ở nhánh lớn là 30cm Tìm chiều cao cột nước ở hai nhánh sau khi mở khóa T và khi nước đã đứng yên Bỏ qua thể tích của ống nối hai nhánh

⟹ Trả lời: Gọi diện tích tiết diện của ống nhỏ là S, thì diện tích tiết

diện ống lớn là 2S Sau khi mở khóa T, cột nước ở hai nhánh có cùng chiểu cao h

Đo thể tích nước trong bình thông nhau là không đổi nên ta có:

2s.30 = s.h + 2s.h

h = 20cm

Câu 10: Một tàu ngầm di chuyển dưới biển Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu

chỉ áp suất 2,02.106N/m2 Một lúc sau áp kế chỉ 0,86.106N/m2

• Tàu đã nổi lên hay đã lặn xuống? Vì sao khẳng định được như vậy?

⟹ Trả lời: Áp suất tác dụng lên vỏ tàu ngầm, tức là cột nước ở phía

trên tàu ngầm giảm Vậy tàu ngầm đã nổi lên

• Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên Cho biết trọng lượng riêng của nước biển là 10300N/m2

⟹ Trả lời:

Áp dụng công thức p = dh, rút ra h1 =

- Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm trước: h1 = 196m

- Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm trước: h2= 83,5m

Câu 11:Một cái bình có lỗ nhỏ ở thành bên và đáy là một pit tong A

Người ta đổ nước đến miệng bình Có một tia nước phun ra từ O

• Khi mực nước hạ dần từ miệng bình đến điểm O thì hình dạng của tia nước thay đổi như thế nào?

⟹ Trả lời: Hình dạng của tia nước phụ thuộc vào áp suất mà nước tác

dụng vào thành bình tại điểm O Áp suất đó càng lớn thì tia nước càng vọt ra xa bình.Mực nước hạ dần từ miệng bình tới điểm O thì áp suất áp

dụng lên điểm O giảm dần Vì vậy tia nước dịch dần về phía bình nước (H.8.4 SBT) khi mực nước gần sát điểm O, áp suất rất nhỏ, không tạo được tia nước, và nước sẽ chạy dọc theo thành bình xuống đáy bình.

• Người ta kéo pit tong tới vị trí A’ rồi lại đổ nước cho tới miệng bình Tianước phun từ O có gì thay đổi không? Vì sao?

⟹ Trả lời: Khi đẩy pittông từ vị trí A đến vị trí A’, đáy bình được nâng

cao đến gần điểm O, nhưng khoảng cách từ O đến miệng bình không thay đổi, vì áp suất mà nước tác dụng vào O không thay đổi

Câu 12: Một bình thông nhau chứa nước biển người ta đổ thêm xăng

vào một nhánh Hai mặt thoáng ở hai nhánh chênh lệch nhau 18mm Tính độ cao của cột xăng Cho biết trọng lượng riêng của nước biển là

Câu 2: Hiện tượng nào sau đây do áp suất khí quyển gây ra:

• Quả bóng bàn bị bép thả vào nước nóng sẽ phồng lên như cũ

• Săm xe đạp bơm căng để ngoài nắng có thể bị nổ

• Dùng 1 ống nhựa nhỏ có thể hút nước từ trong cốc nước vào miệng

• Thổi hơ vào quả bóng bay, quả bóng bay sẽ bay phồng lên

⟹ Trả lời: đáp án C

Câu 3: Trong thí nghiệm của Tô-ri-xe-lo, giả sử không dùng thủy ngân

mà dùng nước thì cột nước trong ống cao bao nhiêu? Ống Tô-ri-xe-li phải dài ít nhất là bao nhiêu?

⟹ Trả lời:

Trong thí nghiệm của Tô-ri-xe-li, giả sử không dùng thủy ngân mà dùngnước thì cột nước trong ống cao:

p = d.h ⟹ h = = = 10,336m

Như vậy ống phải dài ít nhất 10,336m

Câu 4: Một căn phòng rộng 4m, dài 6m, cao 3m.

• Tính khối lượng của không khí chứa trong phòng Biết khối lượng riêngcủa không khí là 1,29kg/m3

⟹ Trả lời:

Thể tích phòng: V = 4.6.3 = 72m3

Khối lượng không khí trong phòng m = VD = 72.1,29 = 92,88kg

• Tính trọng lượng của không khí trong phòng

⟹ Trả lời: Trọng lượng của khí trong phòng: P = 10m = 928,8N

Câu 5: Trong thí nghiệm Tô-ra-xe-li nếu khống dùng thủy ngân có

trọng lượng riêng 136000N/m2 mà dùng rượu có trọng lượng riêng là 8000N/m3 thì chiều cao của cột rượu sẽ là:

Câu 6: Trên mặt 1 hồ nước, áp suất khí quyển bằng 75,8cmHg.

• Tính áp suất khí quyển trên ra đơn vị Pa Biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136.10N/m3

Câu 7: Người ta dùng một áp kế để xác định độ cao Kết quả cho thấy:

ở chân núi áp kế chỉ 75cmHg; ở đỉnh núi áp kế chỉ 71,5cmHg Nếu coi trọng lượng riêng của không khí không đổi và có độ lớn là 12,5N/m3, trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000N/m3 thì đỉnh núi cao bao nhiêu mét?

Câu 8: Một bình cầu được nối với 1 ống chữ U có chứa thủy ngân.

• Áp suất không khí trong bình cầu lớn hơn hay nhỏ hơn áp suất khí quyển

⟹ Trả lời: Áp suất không khí trong bình cầu lớn hơn áp suất của khí

quyển

• Nếu độ chênh lệch giữa hai mực thủy ngân trong ống chữ U là 4cm thì

độ chênh lệch giữa áp suất không khí trong bình cầu và áp suất khí quyển là bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của thủy ngân là

136000N/m3

⟹ Trả lời: 5 440N/m2 = 5 440Pa

• Lực đẩy Ác si mét:

Câu 1:Lực đẩy Ác-si-mét có tác dụng lên vật nào dưới đây:

• Vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng

• Vật lơ lửng trong chất lỏng

• Vật nổi trên mặt chát lỏng

• Cả ba trường hợp trên

⟹ Trả lời: đáp án D

Câu 2: Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào:

• Trọng lượng riêng của chất lỏng và vật

• Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ

• Trọng lượng riêng và thể tích của vật

• Trọng lượng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ

Câu 5: Ba vật làm bằng ba chất khác nhay là đồng, sắt, nhôm có khối

lượng bằng nhau Khi nhúng chúng ngập vào trong nước thì lực đẩy của

nước tác dụng vào vật nào là lớn nhất, bé nhất?

⟹ Trả lời:

Ba vật bằng 3 chất khác nhau nên khối lượng riêng của chúng khác nhau

dCu > dFe > DAl Vì mCu = mFe = mAl ⟹ VCu < VFe < VAl (V= )

Do đó lực đẩy của nước tác dụng vào vật bằng nhôm là lớn nhất

Do đó lực đẩy của nước tác dụng vào vật bằng đồng là bé nhất

Câu 6: Ba vật làm bằng ba chất khác nhau là sắt, nhôm, sứ có hình

dạng khác nhau nhưng thẻ tích bằng nhau Khi nhúng chúng ngập vào trong nước thì lực đày của nước tác dụng vào ba vật có khác nhau không? Tạo sao?

⟹ Trả lời: Lực đẩy tác dụng vào 3 vật bằng nhau Vì F = d.V mà 3 vật

có thể tích bằng nhau

Câu 7: Thể tích của một miếng sắt là 2dm3 Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi nó được nhúng chìm trong nước, trong rượu Nếu miếng sắt được nhúng ở độ sâu khác nhau, thì lực đấy Ác-si-mét

có thay đổi không? Tại sao?

Câu 8: Một thỏi nhôm và một thỏi đồng có trọng lượng như nhau Treo

các thỏi nhôm và đồng vào hai phía của một cân treo Để cân thăng bằng rồi nhúng ngập cả hai thỏi đồng vào hai bình đựng nước Cân bây giờ còn thăng bằng không? Tại sao?

đứng Khi vật ở trong không khí, lực kế chỉ 4,8N Khi vật chìm trong nước, lực kế chỉ 3,6N Biết trọng lượng riêng của nước là 104N/m3 Bỏ qua lực đẩy Ác-si-mét của không khí Thể tích của vật nặng là:

• Trọng lượng riêng của vật bằng trọng lượng riêng của nước

• Trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước

• Lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lượng của vật

• Lực đẩy Ác-si-mét nhỏ hơn trọng lượng của vật

⟹ Trả lời: đáp án B

Câu 11: Một cục nước đá được thả nổi trọng một cốc đựng nước

Chứng minh rằng khi nước đá tan hết hết thì mực nước trong cốc khôngthay đổi

⟹ Trả lời: Gọi Pd là trọng lượng của cục đá khi chưa tan, V1 là thể tích của phần nước bị cục đá chiếm chỗ, dn là trọng lượng riêng của nước, FA là lực đẩy Ac-si-mét tác dụng lên nước đá khi chưa tan

Pđ = FA = V1dn ⟹ V1 = (1)Gọi V2 là thể tích của nước do cục nước đá tan hết tạo thành, P2 là trọng lượng của lượng nước trên , ta có : V2 =

Vì khối lượng của cục nước đá và khối lượng của lượng nước do cục nước đá tan hết tạo thành phải bằng nhau, nên:

P2 = Pđ và V2 = (2)

Từ (1) và (2) suy ra: V1 = V2 Thể tích của phần nước bị nước đá chiếmchỗ đúng bằng thể tích của nước trong cốc nhận được khi nước đá tan hết Do đó mực nước trong cốc không thay đổi

Câu 12: Treo một vật ở ngoài không khí vào lực kế, lực kế chỉ 2,1N

Nhúng chìm vật đó vào nước thì số chỉ của lực kế giảm 0,2N Hỏi chất làm vật đó có trọng lượng riêng gấp bao nhiêu lần trọng lượng riêng của

nước? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3.

Câu 13: Một quả cầu bằng nhôm, ở ngoài không khi có trọng lượng là

1,458N Hỏi phải khoét bớt lõi quả cầu một khoảng bằng bao nhiêu rồi hàn kín lại để khi thả vào nước quả cầu nằm lơ lửng trong nước? Biết trọng lượng riêng của nước và nhôm lần lượt là 10000N/m3 và

dA1V’ = dn V ⟹ V’ = = = 20cm3

Thể tích nhôm đã khoét là: 54 – 20 = 34cm3

• Sự nổi:

Câu 1: Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của những lực nào,

phương và chiều của chúng có giống nhau không?

⟹ Trả lời: Một vật nằm trong chất lỏng chịu tác dụng của trong lực P

và lực đẩy Ác si mét Hai lực này cùng phương, ngược chiều Trọng lựchướng từ trên xuống dưới còn lực đẩy Ác si mét hước từ dưới lên trên

Câu 2: Khi vật nổi trên chất lỏng thì lực đẩy Á si mét có cường độ:

• Bằng trọng lượng của phần vật chìm trong nước

• Bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ

• Bằng trọng lượng của vật

• Bằng trọng lượng riêng của nước nhân với thể tích của vật

⟹ Trả lời: đáp án B

Câu 3: Biết P = dV.V (trong đó dV là trọng lượng riêng của chất làm vật,

V là thể tích của vật) và FA = dl.V (trong đó dl là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật là một khối đặc nhúng ngập trong chất lỏng thì:

• Vật sẽ chìm xuống khi: dV > dl

• Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dV = dl

• Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: dV < dl

⟹ Trả lời: dựa vào công thức P =dV V; FA = dl V

Câu 4: Độ lớn của lực đấy Ác si mét được tính bằng biểu thức FA = d.V,trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là gì? Trong các câu trả lời sau đây, câu nào là không đúng?

• V là thể tích của phần nước bị miếng gỗ chiếm chỗ

• V là thể tích của cả miếng gỗ

• V là thể tích của miếng gỗ chìm trong nước

• V là thể tích được gạch chéo trong hình 12.2

• Vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nổi lên lơ lửng trong chất lỏng khi dV > dl

• Vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nổi lên một phần trên mặt chất lỏng khi

dV = dl

• Vật sẽ chìm xuống đáy rồi nằm im tại đáy khi dV > dl

• Vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nổi lên 1 nửa trên mặt chất lỏng khi dV = 2dl.

⟹ Trả lời: đáp án C

Câu 7: Hình 12.2 vẽ hai vật giống nhau về hình dạng và kích thướng

nổi trên nước Một vật làm bằng li-e (khối lượng riêng 200kg/m3) và làm bằng gỗ khô (khối lượng riêng là 600kh/m3) Vật nào là li-e? vật nào là gỗ khô? Giải thích?

⟹ Trả lời: Vật nổi trên chất lỏng khi trọng lượng của vật cân bằng với

lực đầy Ac-si-met Nhưng FA bằng trọng lượng của phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ Khối lượng riêng của vật càng nhỏ hơn so với khối lượng riêng của chất lỏng thì vật chìm trong chất lỏng sẽ càng nhỏ.Theo bài ra thì mẫu thứ nhất là li-e, mẫu thứ hai là gỗ khô

Câu 8: Một chiếc sà lan có dạng hình hộp dài 4m, rộng 2m Xác định

trọng lượng của sà lan ngập sâu trong nước 0,5m Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3

⟹ Trả lời: Trọng lượng của sà lan:

P = FA = dV = 10 000 4,2 0,5 = 40 000N

Câu 9: Một vật có trọng lượng riêng là 26000N/m3 Treo vật vào một lực kế rồi nhúng vật ngập trong nước thì lực kế chỉ 150N Hỏi nếu treo vật ở ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiểu? cho biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3

⟹ Trả lời:

FA = P – Pn ⟹ dnV = Dv - Pn

Với P là số chỉ của lực kế khi treo vật vào lực kế ở ngoài không khí; Pn

là số chỉ của lực kế khi vật ở trong nước; d là trọng lượng riêng của vật;

dn là trọng lượng riêng của nước

Suy ra: V = ⟹ P = d = 243,75N

Câu 10: Một phao bơi có thể tích 25dm3 và khói lượng 5kg Hỏi lực nâng tác dụng vào phao khi tìm phao trong nước? Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3

⟹ Trả lời: Lực nâng phao là: F = FA – P = 200N

Câu 11: Một chai thủy tinh có thể tích 1,5lit và khối lượng 250g Phải

đổi vào chai ít nhất bao nhiêu nước để nó chìm trong nước? Trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3

⟹ Trả lời:

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên chai: FA = Vdn = 15N

Trọng lượng của chai: P = 10m = 2,5N

Để chai chìm trong nước cần đổ vào chai một lượng nước có trọng lượng tối thiểu là:

P’ = FA – P = 12,5NThể tích nước cần đổ vào chai là V’ = = 0,00125m3 = 1,25 lít

Câu 11: Một xà lan có dạng hình hộp chữ nhật, kích thước 10m x 4m x

2m Khối lượng của xà lan và các thiết bị đặt trên xà lan bằng 50 tấn Hỏi có thể đặt vào xà lan hai kiện hàn, mỗi kiện nặng 20 tấn không? Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3

⟹ Trả lời:

Lực đẩy Ac-si-met lớn nhất tác dụng lên xà lan:

FA = Vdn = 10.4.2.10 000 = 800 000NTrọng lượng tổng cộng của xà lan và kiện hàng là:

P = 10.50 000 + 10.40 000 = 900 000N

Vì P > FA nên không thể đặt hai kiện hàng lên xà lan được

• Các bài tập khó và bồi dưỡng học sinh giỏi

Câu 1: Một ô tô có khối lượng 1400kg, hai trục bánh xe cách một

khoảng O1O2 = 2,80m Trọng tâm G của xe cách trục bánh sau 1,2m ( Hình vẽ)

• Tính áp lực của mỗi bánh xe lên mặt đường nằm ngang

• Nếu đặt thêm lên sàn xe tại trung điểm của O1O2 một vật có khối lượng 200kg thì áp lực của hai bánh xe lên mặt đường là bao nhiêu?

Thay (2) vào (1) ta được : F1 + = P

• Người ta đổ vào nhánh trái một chất lỏng khác có trọng lượng d > d0

với chiều cao h Tìm độ chênh lệch giữa hai mực chất lỏng trong hai nhánh (các chất lỏng không hòa lẫn vào nhau)

• Để mực chất lỏng trong hai nhánh bằng nhau, người ta đổ vào nhánh phải một chất lỏng khác có trọng lượng riêng d’ Tìm độ cao của cột chất lỏng này Giải tất cả các trường hợp và rút ra kết luận

Cần lưu ý rằng p0 không ảnh hưởng đến kết quả bài toán và để đơn giản

có thể không cần tính thêm đại lượng này

Câu 3: Trong một ống chữ U có chứa thủy ngân Người ta đổ một cột

nước cao h1 = 0,8m vào nhánh phải, đổ một cột dầu cao h2 = 0,4m vào nhánh trái Tính độ chênh lệch mức thủy ngân ở hai nhánh, cho trọng lượng riêng của nước, dầu và thủy ngân lần lượt là d1 = 10000N/m3, d2

Ta có: h = ≈0,035m

Câu 4: Ba ống giống nhau và thông đáy chứa nước chưa đầy Đổ vào

bên nhánh trái một cột dầu cao h1 = 20cm và đổ vàoống bên phải một cột dầu cao h2 = 25cm Hỏi mực nước ở ống giữa sẽ dâng lên bao nhiêu? Cho biết trọng lượng riêng của nước là d1 = 10000N/m3, của dầu là d2 = 8000N/m3

⟹ Trả lời:

Thay số với H1 = 20cm = 0,2m, H2 = 25cm = 0,25m, d1 = 10000 N/m3

và d2 = 8000 N/m3 ta có:

h3 – h =(0,2 + 0,25) = 0,12m = 12cm

Câu 5: Một bình thông nhau có chứa nước Hai nhánh của bình có cùng

kích thước Đổ vào một nhánh của bình lượng dầu có chiều cao là 18

cm Biết trọng lượng riêng của dầu là 8000 N/m3, và trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m3 Hãy tính độ chênh lệch mực chất lỏng trong hai nhánh của bình ?

⟹ Trả lời:

+ Gọi h là độ cao chênh lệch của mực chất lỏng ở nhánh của bình

+ Gọi A và B là hai điểm có cùng độ cao so với đáy bình nằm ở hainhánh

+ Ta có : áp suất tại A và B do là do cột chất lỏng gây ra là bằng nhau:

PA = PB

⟺dd 0,18 = dn (0,18 - h)

⟺8000 0,18 = 10000 (0,18 - h)

⟺ 1440 = 1800 - 10000.h

⟺10000.h = 360

⟺ h = 0,036 (m) = 3,6 ( cm) Vậy : Độ cao chênh lệch của mực chất lỏng ở hai nhánh là : 3,6 cm

Câu 6: Một bình thông nhau hình chữ U tiết diện đều S = 6 cm2 chứa nước có trọng lượng riêng d0 =10000 N/m3 đến nửa chiều cao của mỗi nhánh

• Người ta đổ vào nhánh trái một lượng dầu có trọng lượng riêng d =

8000 N/m3 sao cho độ chênh lệch giữa hai mực chất lỏng trong hai nhánh chênh lệch nhau một đoạn 10 cm.Tìm khối lượng dầu đã rót vào?

h1 – h2 = h1 (2)

Từ (1) và (2):

h1 = h1 = 10 = 50(cm)Với m là lượng dầu đã rót vào, ta có 10.m = d.V = d s.h1

⟹ m = = = 0,24kg

• Nểu rót thêm vào nhánh trái một chất lỏng có trọng lượng riêng d1 với chiều cao 5cm thì mực chất lỏng trong nhánh trái ngang bằng miệng ống Tìm chiều dài mỗi nhánh chữ U và trọng lượng riêng d1 Biết mựcchất lỏng ở nhánh phải bằng với mặt phân cách giữa dầu và chất lỏng mới đổ vào?

⟹ Trả lời:

Gọi l là chiều cao mỗi nhánh chữ U Do ban đầu mỗi nhánh chứa nước

có chiều cao bằng ½ sau khi đổ thêm chất lỏng thì mực nước ở nhánh phải ngang bằng mặt phân cách giữa dầu và chất lỏng mới đổ vào nghĩa là cách miệng ống một đoạn h2, như vậy nếu bỏ qua thể tích nước

ở ống nằm ngang thì phần nước ở nhánh bên trái còn là h2

Ta có: H1 + 2h2 = l ⟹ l = 50 +2.5 =60 cm

Áp suất tại A : PA = d.h1 + d1.h2 + P0

Áp suất tại B : PB = P0 + d0.h1

Vì PA= PB nên ta có d1 = = = 20000 ( N/ m3)

Câu 7: Ba ống giống nhau và thông đáy, chưa đầy Đổ vào cột bên trái

một cột dầu cao H1 = 20cm và đổ vào ống bên phải một cốt dầu cao 10cm Hỏi mực chất lỏng ở ống giữa sẽ dâng cao lên bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước và dầu là: d1= 10000 N/m3 ; d2 = 8000 N/m3

Từ (1) (2) (3): ∆h = h3 – h = (H1 + H2) = 8cm

Câu 8: Hai nhánh của một bình thông nhau chứa chất lỏng có tiết diện

S Trên một nhánh có một pitton có khối lượng không đáng kể Người

ta đặt một quả cân có trọng lượng P lên trên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ra ngoài) Tính độ chênh lệch mực chất lỏng giữa hai nhánh khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng cơ học?

⟹Trả lời:

Khối lượng riêng của chất lỏng là D

Gọi h1 là chiều cao cột chất lỏng ở nhánh không có pitton, h2 là chiều cao cột chất lỏng ở nhánh có pitton Dễ thấy h1 > h2

Áp suất tác dụng lên 1 điểm trong chất lỏng ở đáy chung 2 nhánh gồm

• Áp suất gây ra do nhánh không có pitton: P1 = 10Dh1

• Áp suất gây ra do nhánh có pitton: P2 = 10Dh2 +

Khi chất lỏng cân bằng thì p1 = p2 nên 10Dh1 = 10Dh2 +

Độ chênh lệch mực chất lỏng giữa hai nhánh là: h1 – h2 =

Câu 9: Chiều cao tính từ đáy tới miệng một cái ống nhỏ là 140cm

• Người ta đổ thủy ngân vào ống sao cho mặt thủy ngân cách miệng ống

25cm, tính áp suất do thủy ngân tác dụng lên đáy ống và lên điểm A

cách miệng ống 100cm

• Để tạo ra một áp suất ở đáy ống như câu a, có thể đổ nước vào ống

được không ? Đổ đến mức nào?

Cho biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000N/m3, của nước là

• Khi thay thủy ngân bằng nước, muốn có áp suất đáy bằng áp suất được

tính như câu a thì độ cao cột nước h4 phải thỏa mãn

Pđ = dn.h4 ⟹ h4 = = =15,64(m)

Vì h4 > h ( 15,64 >1,4 ) nên không thể thực hiện được yêu cầu đề bài

nêu ra

Câu 10: Một cái cốc hình trụ, chứa một lượng nước và thủy ngân cùng

khối lượng Độ cao tổng cộng của chất lỏng trong cốc là H = 150cm Tính áp suất của các chất lỏng lên đáy cốc, biết KLR của nước là D1 = 1g/cm3 và của thủy ngân là D2 = 13,6g/cm3

⟹Trả lời:

Gọi h1 là độ cao cột nước; h2 là độ cao cột thủy ngân S là diện tích đáy bình

Ta có H = h1 + h2 (1)

Khối lượng của nước là: m1 = V1.D1 mà V1 = h1.S Nên m1 = h1.S.D1

Khối lượng của thủy ngân là : m2 = V2.D2 mà V2 = h2.S Nên m2 =

h2.S.D2

Do 2 vật có khối lượng bằng nhau nên ta có : h1.S.D1= h2.S.D2(2)

Áp suất của thủy ngân và của nước lên đáy bình là

Câu 11: Bình A hình trụ tiết diện 8cm2 chứa nước đến độ cao 24cm

Bình hình trụ B có tiết diện 12cm2 chứa nước đến độ cao 50cm Người

ta nối chúng thông với nhau ở đáy bằng một ống dẫn nhỏ có dung tích không đáng kể, tìm độ cao cột nước ở mỗi bình Coi đáy của hai bình ngang nhau