Vật lí 8 Bài 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG - BÌNH THÔNG NHAU

[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.

Bài 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG - BÌNH THÔNG NHAU
Phần 1: LÝ THUYẾT SGK VÀ CÁC CÂU HỎI LIÊN QUAN​

I. Áp suất chất lỏng

• Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó.
• Công thức áp suất chất lỏng: [imath]p = d.h[/imath]
• Trong một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang, có độ lớn như nhau.

II. Bình thông nhau

• Bình thông nhau là một bình có hai nhánh nối thông đáy với nhau.
• 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 (không phụ thuộc vào hình dạng của các nhánh), áp suất tại các điểm ở trên cùng mặt phẳng ngang đều bằng nhau.

III. Máy thủy lực

• Máy thủy lực hoạt động dựa theo nguyên lí Pax-can (Pascal): Chất lỏng chứa đầy trong một bình kín có khả năng truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất đến mọi nơi của chất lỏng.
• Máy thủy lực hoạt động theo nguyên tắc: pít-tông nâng có diện tích [imath]S[/imath] lớn hơn pít-tông đẩy [imath]s[/imath] bao nhiêu lần thì độ lớn lực nâng [imath]F[/imath] cũng lớn hơn lực đẩy [imath]f[/imath] bấy nhiêu lần: [imath]\dfrac{F}{f}=\dfrac{S}{s}[/imath]

C1:

Một bình trụ có đáy [imath]C[/imath] và các lỗ [imath]A, B[/imath] ở thành bình được bịt bằng một màng cao su mỏng [imath](H.8.3a)[/imath]. Hãy quan sát hiện tượng xảy ra khi ta đổ nước vào bình và cho biết các màng cao su bị biến dạng ([imath]H.8.3b[/imath]) chứng tỏ điều gì?

Trả lời:
Các màng cao su bị căng phồng ra chứng tỏ chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và thành bình.

C2: Sử dụng thí nghiệm trong [imath]H8.3[/imath] và cho biết có phải chất lỏng chỉ tác dụng áp suất lên bình theo một phương như chất rắn không?

Trả lời:
Chất lỏng gây áp suất lên bình theo mọi phương chứ không theo một phương như chất rắn.

C3: Lấy một bình trụ thủy tinh có đĩa [imath]D[/imath] tách rời dùng làm đáy. Muốn [imath]D[/imath] đậy kín đáy ống ra phải dùng tay kéo dây buộc đĩa [imath]D[/imath] lên ([imath]H.8.4a[/imath]). Khi nhất bình vào sâu trong nước rồi buông tay kéo sợi dây ra, đĩa [imath]D[/imath] vẫn không rời khỏi đáy kể cả khi quay bình theo các phương khác nhau ([imath]H.8.4b[/imath]). Thí nghiệm này chứng tỏ điều gì?



Trả lời:
Thí nghiệm ở [imath]H.8.4[/imath] chứng tỏ chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên các vật ở trong lòng nó.

C4: Dựa vào các thí nghiệm trên, chọn từ thích hợp cho các chỗ trống trong kết luận sau đây:
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên ……… bình, mà lên cả …… bình và các vật ở …… chất lỏng.

Trả lời:
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng.

C5: Đổ nước vào một bình có hai nhánh thông nhau (bình thông nhau). Hãy dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng và đặc điểm của áp suất chất lỏng nêu ở trên để so sánh áp suất [imath]p_A, p_B[/imath] và dự đoán xem nước trong bình đã đứng yên thì các mực nước sẽ ở trạng thái nào trong ba trạng thái vẽ ở hình [imath]8.6a, b, c[/imath].

Sử dụng thí nghiệm như hình [imath]8.6a, b, c[/imath] tìm từ thích hợp cho chỗ trống trong kết luận dưới đây:
Kết luận: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở………độ cao.

Trả lời:
Mực nước trong bình sẽ ở trạng thái như hình [imath]8.6c[/imath] SGK (mực nước ở hai nhánh bằng nhau).
Kết luận: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng độ cao.

C6: Trả lời câu hỏi ở đầu bài: “Tại sao khi lặn, người thợ lặn phải mặc bộ áo lặn chịu được áp suất lớn?”

Trả lời:
Khi lặn sâu dưới lòng biển, áp suất do nước biển gây ra rất lớn, con người nếu không mặc áo lặn sẽ không thể chịu được áp suất này.

C7: Một thùng cao [imath]1,2 m[/imath] đựng đầy nước. Tính áp suất của nước lên đáy thùng và lên một điểm cách đáy thùng [imath]0,4 m[/imath].

Trả lời:
Trọng lượng riêng của nước: [imath]d = 10000 N/m^3[/imath].
Áp suất tác dụng lên đáy thùng là: [imath]p = d.h_1 = 10000.1,2 = 12000 N/m^2[/imath].
Áp suất tác dụng lên điểm cách đáy thùng [imath]0,4 m[/imath] là: [imath]p = d.h_2 = 10000.(1,2 – 0,4) = 8000 N/m^2[/imath]

C8:

Trong hai ấm ở hình [imath]8.8[/imath] ấm nào đựng được nhiều nước hơn?

Trả lời:
Ta thấy vòi ấm và phần thân ấm chính là bình thông nhau, mực nước trong ấm và trong vòi luôn có cùng độ cao nên ấm có vòi cao hơn sẽ đựng được nhiều nước hơn.

C9:

Hình [imath]8.9[/imath] là một bình kín có gắn thiết bị dùng để biết mực chất lỏng trong nó. Bình [imath]A[/imath] được làm bằng vật liệu không trong suốt. Thiết bị [imath]B[/imath] được làm bằng vật liệu trong suốt. Hãy giải thích hoạt động của thiết bị này.

Trả lời:
Phần [imath]A[/imath] và ống [imath]B[/imath] là hai nhánh của bình thông nhau, mực chất lỏng của hai nhánh này luôn bằng nhau, quan sát mực chất lỏng ở nhánh [imath]B[/imath] (nhờ ống trong suốt) ta biết mực chất lỏng của bình [imath]A[/imath].

C10: Người ta dùng một lực [imath]1000 N[/imath] để nâng một vật nặng [imath]50000 N[/imath] bằng một máy thủy lực. Hỏi diện tích pit tông lớn và nhỏ của máy thủy lực này có đặc điểm gì?

Trả lời:
Để nâng được vật nặng [imath]F = 50000 N[/imath] bằng một lực [imath]f = 1000 N[/imath] thì diện tích [imath]S[/imath] của pit-tông lớn và diện tích [imath]s[/imath] của pit-tông nhỏ của máy thủy lực phải thỏa mãn điều kiện: [imath]\dfrac{F}{f}=\dfrac{S}{s}\Leftrightarrow \dfrac{50000}{1000}=\dfrac{S}{s}\Rightarrow S=50s[/imath]
Vậy diện tích pit-tông lớn phải bằng [imath]50[/imath] lần diện tích pit-tông nhỏ

Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP

 

[Triêu Dươngg]

Bài 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG - BÌNH THÔNG NHAU
Phần 2: Giải BT SBT​

8.1: Bốn hình [imath]A, B, C, D[/imath] cùng đựng nước ([imath]H.8.1[/imath]).

Áp suất của nước lên đáy bình nào là lớn nhất? A. Bình A B. Bình B C. Bình C D. Bình D b) Áp suất của nước lên đấy bình nào là nhỏ nhất? A. Bình A B. Bình B C. Bình C D. Bình D

Trả lời:
a) Chọn [imath]A[/imath] vì trong tất cả các bình đều là nước nên trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau, bình nào có cột chất lỏng cao nhất thì áp suất sẽ lớn nhất.
b) Chọn [imath]D[/imath] vì trong tất cả các bình đều là nước nên trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau, bình nào có cột chất lỏng thấp nhất thì áp suất sẽ nhỏ nhất.

8.2:

Hai bình [imath]A, B[/imath] thông nhau. Bình [imath]A[/imath] đựng dầu, bình [imath]B[/imath] đựng nước tới cùng một độ cao ([imath]H.8.2[/imath]). Hỏi sau khi mở khóa [imath]K[/imath], nước và đàu có chảy từ bình nọ sang bình kia không? Hãy chọn trả lời đúng. A. Không, vì độ cao của cột chất lỏng ở hai bình bằng nhau. B. Dầu chảy sang nước vì lượng dầu nhiều hơn C. Dầu chảy sang nước vì dầu nhẹ hơn D. Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn dầu.

Trả lời: Chọn [imath]D[/imath]
Khi mở khóa [imath]K[/imath] nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn dầu.

8.3:

Hãy so sánh áp suất tại điểm [imath]A, B, C, D, E[/imath] trong một bình đựng chất lỏng vẽ ở hình [imath]8.3[/imath]

Trả lời:
Trong cùng một chất lỏng trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau nên áp suất trong chất lỏng phụ thuộc vào độ dâu của cột chất lỏng so với mặt thoáng. Căn cứ vào hình bên, ta thấy: [imath]p_E<p_C=p_B<p_D<p_A[/imath]

8.4: Một tàu ngầm đang di chuyển dưới biển. Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu chỉ áp suất [imath]a,02.10^6N/m^2[/imath]. Một lúc sau áp kế chỉ [imath]0,86.10^6N/m^2[/imath]
a) Tàu đã nổi lên hay đã lặn xuống? Vì sao khẳng định được như vậy ?
b) Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên. Cho biết trọng lượng riêng của nước biển bằng [imath]10300N/m^3[/imath]

Trả lời:
a) Áp suất tác dụng lên vỏ tàu ngầm giảm, tức cột nước ở phía trên tàu ngầm giảm. Điều này chứng tỏ tàu ngầm đã nổi lên.
b) Ta có: [imath]p=dh\Rightarrow h=\dfrac{p}{d}[/imath]
Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm trước: [imath]h_1=\dfrac{p_1}{d}=\dfrac{2020000}{10300}=196(m)[/imath]
Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm sau: [imath]h_2=\dfrac{p_2}{d}=\dfrac{860000}{10300}=83,5(m)[/imath]

8.5:

Một cái bình có lỗ nhỏ [imath]O[/imath] ở thành bên và đáy là một pittông [imath]A[/imath] ([imath]H.8.4[/imath]). Người ta đổ nước tới miệng bình. Có một tia nước phun ra từ [imath]O[/imath]. a) Khi mực nước hạ dần từ miệng bình đến điểm [imath]O[/imath] thì hình dạng của tia nước thay đổi như thế nào? b) Người ta kéo pittông tới vị trí [imath]A’[/imath] rồi lại đổ nước cho tới miệng bình. Tia nước phun từ [imath]O[/imath] có gì thay đổi không? Vì sao?

Trả lời: Hình dạng của tia nước phụ thuộc vào áp suất mà nước tác dụng vào thành bình tại điểm [imath]O[/imath]. Áp suất đó càng lớn thì tia nước càng vọt ra xa bình.
a) Mực nước hạ dần từ miệng bình tới điểm [imath]O[/imath] thì áp suất tác dụng lên điểm [imath]O[/imath] giảm dần. Vì vậy tia nước dần về phía thành bình. Khi mực nước tiến sát điểm [imath]O[/imath], áp suất rất nhỏ, không tạo được tia nước, và nước sẽ chạy dọc theo thành bình xuống đáy bình.
b) Khi kéo pittông từ vị trí [imath]A[/imath] đến vị trí [imath]A’[/imath], đáy bình được nâng cao đến gần điểm [imath]O[/imath], nhưng khoảng cách từ [imath]O[/imath] đến miệng bình không thay đổi, nên áp suất mà nước tác dụng vào điểm [imath]O[/imath] không đổi.

8.6: Một bình thông nhau chứa nước biển. Người ta đổ thêm xăng vào một nhánh. Hai mặt thoáng ở hai nhánh chênh lệch nhau [imath]18mm[/imath]. Tính độ cao của cột xăng. Cho biết trọng lượng riêng của nước biển là [imath]10300N/m^3[/imath] và của xăng là [imath]7000N/m^3[/imath].

Trả lời:

Xét hai điểm [imath]A[/imath] và [imath]B[/imath] trong hai nhánh nằm trong cùng một mặt phẳng ngang trùng với mặt phân cách giữa xăng và nước biển. Ta có: [imath]p_A = p_B[/imath] mà [imath]p_A = d_1h_1; p_B = d_2h_2[/imath] [imath]\Rightarrow d_1h_1 = d_2h_2[/imath] Theo hình vẽ thì [imath]h_2 = h_1 – h[/imath], do đó: [imath]d_1h_1 = d_2(h_1 – h) = d_2h_1 – d_2h[/imath] [imath]\Rightarrow h=\dfrac{d_2h}{d_2-d_1}=\dfrac{10300.18}{10300-7000}=56,2cm[/imath]

Xem thêm:
[Vật lí 7] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 8] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 9] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 10] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 11] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP
[Vật lí 12] HỆ THỐNG MỤC MỤC CÁC LỚP