Vật lí 8 Tổng hợp những điều quan trọng phần áp suất- lực đẩy acsimet

[Triêu Dươngg]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Xin chào cả nhà, sau một khoảng thời gian suy xét, BQT box Vật Lí quyết định tạo Topic [Vật lí] Tổng hợp những điều quan trọng Nghe có vẻ lạ lẫm và mọi người chưa hình dung được là nó để làm gì đúng không nào? Mình sẽ nói cụ thể cho mọi người hình dung nhé

Như các bạn đã biết trong mỗi box nhỏ (VD trong phần Vật Lí 12 thì Dao động cơ gọi là 1 box nhỏ ) thường có các bài/ topic quan trọng như tổng hợp kiến thức, chuyên đề, kỹ năng được ghim lên cao để cho không bị trôi và mọi người dễ dàng xem, tìm kiếm. Sau lần quy hoạch lại BOX vừa rồi thì đã có một vài thay đổi lớn. Chúng ta có thêm 1 BOX siêu to khổng lồ và chất lượng là "TÀI LIỆU VẬT LÍ" cập nhật tài liệu từ cơ bản đến nâng cao, ôn thi hsg, thi chuyên, thi THPTQG và đặc biệt là tổng hợp tất cả các loại đề thi cho các bạn tha hồ luyện tập. Những topic ghim cũ đã được di chuyển đến BOX mới vậy câu hỏi đặt ra là vậy topic ghim này lập ra để làm gì? Mình sẽ trả lời ngay đây:

Mục đích:

• Hệ thống lại những dạng cơ bản hay gặp, những thắc mắc thường xuyên của thành viên
• Hệ thống những câu hỏi hay, bài tập lạ, thú vị của thành viên
• Dễ tìm kiếm (vào box nhỏ là mọi người thấy ngay ở đầu trang rồi )
• Phần mở rộng kiến thức (nếu có) mà BQT cập nhật

Nội dung topic:

• Tổng hợp những câu hỏi thường gặp để giải đáp
• Những bài tập lạ, khó, hiếm
• Các phần lưu ý khi học phần kiến thức ở box nhỏ được ghim
• Kiến thức mở của box nhỏ được ghim
• Những mục đích phát sinh khác

Hoạt động:

• BQT box được phân công phụ trách quản lí
• Thành viên không được trả lời tại topic này
• Topic cập nhật thường xuyên theo từng thời kì

Mọi trao đổi góp ý về nội dung thắc mắc tại đây: [Vật lí] Góp ý về nội dung Topic ghim ở box nhỏ

 

[Triêu Dươngg]

Bài tập về áp suất, lực đẩy acsimet

Đề I: Một bình hình trụ chứa nước có diện tích đáy là S=300cm2. Trong bình có nổi thẳng đứng một khúc gỗ hình trụ có chiều cao H=20cm và diện tích đáy là S1=100cm2. Cần phải thực hiện một công là bao nhiêu để lấy khúc gỗ hoàn toàn ra khỏi nước, biết khối lượng riêng của gỗ là D=300kg/m3 và của nước là Dn=1000kg/m3.
Đề II: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy là S=150cm2, chiều cao h=30cm được thả nổi trong hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ dg= [tex]\frac{2}{3}[/tex] dn; dn = 10000N/m3. Tìm công của lực để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ. Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ, mực nước trong hồ là H=0,8m.

Spoiler: Để xem đáp án

Đề I
*Minh họa như hình
View attachment 179422

* Miêu tả lại cái hình xíu: Khi thả khúc gỗ vào nước nó sẽ ở trạng thái như hình. Chiều dài gỗ là $H$ còn chiều dài phần gỗ chìm là $h$
Khối gỗ cân bằng khi: [tex]P=F_A\Leftrightarrow 10D_gHS_1=10D_nhS_1\Rightarrow h=?[/tex]
Giả sử ta kéo khúc gỗ lên 1 đoạn $a$ thì mực nước sẽ hạ xuống 1 đoạn $b$. Ta có: [tex]a.S_1=b(S-S_1)(1)[/tex]
Mặt khác khi khúc gỗ rời lên hẳn trên mặt nước thì [tex]a+b=h(2)[/tex]
Giải hệ (1) và (2) tìm được $a,b$
Lực kéo trung bình: [tex]F_{tb}=\frac{F_{max}+F_{min}}{2}=\frac{P+0}{2}[/tex]
Công cần tìm: [tex]A=F_{tb}.a=?[/tex]
Cập nhật: Đề II đã được giải ở ĐÂY (theo lời giải đáp án 8,25 em nhé)

Spoiler: Bổ sung kiến thức

TH1: VD mình cần tính công nhấn chìm vật đang nổi xuống đến độ cao $H$ bài yêu cầu chẳng hạn thì chúng ta có 2 giai đoạn:
Chị gọi vật có trọng lượng riêng $d_v$ chiều $h$ và diện tích đáy là $S$
*Giai đoạn 1: Tính công cần thực hiện $A_1$ để nhấn chìm vật vừa khít đến mặt chất lỏng
Gọi chiều cao phần vật chìm trong nước là $x$ thì:
=> Phần cần nhấn chìm thêm là $y=h-x$
Khi vật chìm vừa khít đến mặt chất lỏng thì lực cần tác dụng ở thời điểm đó là [tex]F=F_A-P=d_nSh-d_vSh=Sh(d_n-d_v)[/tex].
Lực này có độ lớn đúng bằng [tex]d_nSy[/tex]. Mặt khác lực tăng dần từ $y=0$ đến $y=h-x$ do vậy hiểu theo tích phân hoặc là hiểu theo cách nào đó bạn muốn thì lực tác dụng $F'$ hay $F_{tb}$ sẽ đều bằng [tex]\frac{0+d_nSy}{2}[/tex]
Vậy công dùng để nhấn chìm sẽ là [tex]A_1=F'.y[/tex]
*Giai đoạn 2: Tính công $A_2$ cần để nhấn chìm vật đến độ cao $H$ cho trước
Lúc này cần 1 lực nhấn vật theo chiều thẳng đứng hướng xuống 1 đoạn $z=H-h$ và đồng thời lực tác dụng là không đổi chính là $F'$ ở giai đoạn 1
Vậy công ở giai đoạn này là [tex]A_2=F'.z[/tex]
Kết luận công cần tìm ở TH1 là [tex]A=A_1+A_2[/tex]
TH2: Công để kéo vật đang nổi ở ra khỏi bề mặt chất lỏng có độ cao $H$
Lập luận tương tự nhưng lúc này [tex]F'=F_{tb}=\frac{P}{2}[/tex]

Đề: Một quả cầu có khối lượng M=10kg và đường kính D=0,3m, thể tích là V=0,0141m3 được gắn vào một đầu xích sắt, đầu kia của xích để tự do. Độ dài xích là l=3m và khối lượng m=9kg. Lúc đầu xích và quả cầu nằm trong nước ở đáy có độ sâu H=3m. Hãy xác định độ sâu mà tại đó quả cầu nổi trong nước. Biết khối lượng riêng của sắt gấp 7,85 lần khối lượng của nước.

Spoiler: Để xem đáp án

Theo mình hiểu là thế này (mình chỉ thấy nó hợp lý chứ không chắc chắn là nó đúng)
View attachment 178810
Ban đầu cả 2 ở dưới đáy, sau đó quả cầu vì nhẹ nên sẽ nổi lên kéo theo dây xích, đến một lúc nào đó dây đủ nặng thì hệ sẽ cân bằng.
Vì hệ cân bằng nên ta có: [TEX]P_c + P_x = F_{Ac} + F_{Ax} \rightarrow 10M + \frac{H-h}{l}.10m = 10D_n.V + 10D_n.\frac{H-h}{l}.\frac{m}{7,85 D_n}[/TEX]
Thay số vào sẽ tìm được h.

một bình thông nhau có 2 thanh hình trụ thẳng đứng 1và 2,có tiết diện ngang tương ứng là [TEX]S1=20 cm2[/TEX]và [TEX]S2=30cm2[/TEX] trong bình chứa nước với khối lượng riêng là [TEX]D0=1000kg/m3[/TEX].Thả vào nhánh 2 một khối hình trụ đặc có diện tích đáy là [TEX]S3=10cm2[/TEX],độ cao [TEX]h=10cm[/TEX] và làm bằng vật liệu có khối lượng riêng là [TEX]D=900kg/m3[/TEX].Khi cân bằng thì trục đối thì trục đối xứng của khối hình trụ hướng thẳng đứng.
1. Tìm chiều dài của phần khối hình trụ ngập trong nước.
2.Đổ thêm dầu có khối lượng riêng [TEX]D1=800kg/m3[/TEX] vào nhánh 2.Tìm khối lượng dầu tối thiểu cần đổ vào để toàn bộ khối hình trụ bị ngập trong dầu và nước.
3.Tìm độ dâng lên của mực nước ở nhánh số 1 với khi chưa thả khối hình trụ và đổ thêm lượng dầu nói trên

Spoiler: Để xem đáp án

a)Gọi chiều cao của khối hình trụ ngập trong nước là [TEX]h_1[/TEX]
Khi thả khối hình trụ vào trong nước, trọng lượng của khối cân bằng với lực đẩy ác-si-mét tác dụng lên khối
[TEX]\Leftrightarrow P=F_A[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow S_3.h.D.g=S_3.h_1.D_0.g[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow h_1=h.\frac{D}{D_0}=10\frac{900}{1000}=9cm[/TEX]
b) Đổ thêm dầu vào. Gọi lực đẩy ác-si-mét của dầu tác dụng lên khối hình trụ. Để khối ngập hoàn toàn trong dầu và nước thì trọng lượng của khối phải cân bằng với tổng lực đẩy ác-si-met tác dụng lên khối. Gọi chiều cao phần chìm của khối trong dầu là [TEX]h_2[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow S_3.h.D=S_3.h_2.D_1+S_3.D_0.(h-h_2)[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow h_2=h.\frac{D_0-D}{D_0-D_1}=10.\frac{1000-900}{1000-800}=5cm[/TEX]
Khối lượng dầu tối thiểu đổ thêm vào là
[TEX]m=(S_2-S_3).h_2.D_1=(30-10).5.10^-6.800=0,08 kg[/TEX]
c) Khối lượng của khối hình trụ:[TEX]m_1=S_3.h.D=10.10.10^-6.900=0,09 kg[/TEX]
Gọi chiều cao ban đầu của nước là [TEX]h_0[/TEX]
+Khi bỏ khối hình trụ vào, mực nước bên ống 2 giảm đi 1 đoạn là x
Xét áp suất tại 2 điểm ở đáy 2 ống ta có
[TEX]h_0.D_0.g+\frac{S_2.x.D_0.g}{S_1}=(h_0-x).D_0.g+\frac{m_1.g}{S_2}[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow x.D_0.\frac{S_1+S_2}{S_1}=\frac{m_1}{S_2}[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow x=0,012m[/TEX]
=> Nước ở bình 1 tăng lên 1 đoạn [TEX]\frac{x.S_2.}{S_1}=0,018m[/TEX]
+Khi bỏ thêm dầu vào, mực nước bên ống 2 giảm đi so với ban đầu 1 đoạn là [TEX]x_1[/TEX]
Xét áp suất tại 2 điểm ở đáy 2 ống ta có
[TEX]h_0.D_0.g+\frac{S_2.x_1.D_0.g}{S_1}=(h_0-x_1).D_0.g+\frac{(m_1+m).g}{S_2}[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow x_1.D_0.\frac{S_1+S_2}{S_1}=\frac{m_1+m}{S_2}[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow x_1=\frac{17}{750}m[/TEX]
=> Nước ở bình 1 tăng lên 1 đoạn [TEX]\frac{x_1.S_2.}{S_1}=0,034m[/TEX]

Đề bài:
Một mẫu hợp kim đồng và nhôm,trong đó khối lượng đồng chiếm 26,7% khối lượng của hợp kim.Tìm khối lượng riêng của hợp kim đó.Biết khối lượng riêng của đồng D1=8,9g/cm3,khối lượng riêng của nhôm D2=2,7g/cm3.Biết thể tích của hợp kim bằng 99,25% tổng thể tích của đồng và nhôm

Spoiler: Để xem đáp án

m1=0,267m (1)
m2=(1-0,267)m=0,733m (2)
Lấy (1) chia cho (2) ta được: m1=[tex]\frac{267}{733}[/tex]m2 (3)
Ta có: V=0,9925(V1+V2)
<=> V=0,9925([tex]\frac{m1}{D1}+\frac{m2}{D2}[/tex]
<=> V=0,9925([tex]\frac{\frac{267}{733}m2}{D1}+\frac{m2}{D2}[/tex]
hay V=0,9925([tex]\frac{\frac{267}{733}m2}{8,9}+\frac{m2}{2,7}[/tex]
=> V=[tex]\frac{8140}{19791}[/tex]m2 (4)
Từ (1), ta có:
m1=0,267.V.D (5)
Từ (3), (4) và (5), ta có:
[tex]\frac{267}{733}[/tex]m2=0,267.[tex]\frac{8140}{19791}[/tex]m2.D
=> D=[tex]\frac{1350}{407} g/cm^{3}\approx 3,3 g/cm^{3}[/tex]

Một bình chứa nước ở độ cao 120cm. cho trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3
a) Tính áp suất của nước lên đáy bình
b) thả một vật bằng nhựa hình lập phương cạnh 10 cm vào bình nước trên, khi khối nhựa nằm yên thì có một nửa chìm trong nước. Tính lực đẩy Ác si mét của nước lên khối nhựa; trọng lượng khối nhựa và trọng lượng riêng của nhựa.
c) Đổ tiếp dầu vao bình sao cho khối nhựa vừa chìm hoàn toàn trong dầu. tính chiều cao phần chìm trong dầu và nước
d) tiếp tục đổ dầu vào, chiều cao chìm trong nước có thay đổi không?
e) Bây giờ lấy khối nhựa rat reo lên lực kế, thả chìm vào trong một chất lỏng X thì lực kế chỉ số 0. Xác định trọng lượng riêng của chất lỏng X

Spoiler: Để xem đáp án

a) [tex]p=d_{n}.h=10000.1,2=12000(Pa)[/tex]
b) Thể tích của vật chìm trong nước là: [tex]V'=0,1.0,1.\frac{0,1}{2}=0,0005 (m^{3})[/tex]
Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên khối nhựa: [tex]F_{A}=d_{n}.V'=10000.0,0005=5(N)[/tex]
Trọng lượng của vật: [tex]P=F_{A}=5(N)[/tex]
Trọng lượng riêng của nhựa: [tex]d=\frac{P}{V}=\frac{5}{0,1.0,1.0,1}=5000 (N/m^{3})[/tex]
c) Gọi chiều cao vật chìm trong dầu (cũng là chiều cao lớp dầu đổ vào) là x => Chiều cao vật chìm trong nước là 0,1-x
Thể tích vật chìm trong dầu là [tex]V_{1}=0,1.0,1.x=0,01x[/tex]
Thể tích vật chìm trong nước là: [tex]V_{2}=0,1.0,1.(0,1-x)=0,001-0,01x[/tex]
Vật nằm cân bằng trong bình: [tex]P=F_{A1}+F_{A2}=d_{d}.V_{1}+d_{n}.V_{2}[/tex]
[tex]\Leftrightarrow 5=8000.0,01x+10000.(0,001-0,01x)[/tex] [tex]\Leftrightarrow 5=8000.0,01x+10000.(0,001-0,01x)[/tex]
[tex]\Rightarrow x=0,25(m)[/tex]>0,1 => Vật không chìm trong nước và chìm trong dầu 10cm
e) Lực kế chỉ số 0 nên: [tex]F_{A}=P[/tex] [tex]\Leftrightarrow d_{X}.V=P[/tex][tex]\Rightarrow d_{X}=\frac{P}{V}\frac{5}{0,1.0,1.0,1}=5000 (N/m^{3})[/tex]