Bài tập nâng cao Vật lý 8 về Chất lỏng-Áp suất chất lỏng- Lực đẩy Acsimet năm 2020 có lời giải chi tiết

CHẤT LỎNG -ÁP SUẤT CHẤT LỎNG- LỰC ĐẨY ACSIMET

 

Bài 1: Một vật nặng bằng gỗ, kích thước nhỏ,  hình trụ, hai đầu hình nón  được thả  không có vận tốc ban đầu từ độ cao 15 cm xuống nước. Vật tiếp tục rơi trong nước, tới độ sâu 65 cm thì dừng lại, rồi từ từ nổi lên. Xác định gần đúng khối lượng riêng của vật. Coi rằng chỉ có  lực ác si mét là lực cản đáng kể mà thôi. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3.

Bài 2: Một khối gỗ nếu thả trong nước thì nổi \(\frac{1}{3}\)  thể tích, nếu thả trong dầu thì nổi \(\frac{1}{4}\) thể tích. Hãy xác định khối lượng riêng của dầu, biết khối lượng riêng của nước là 1g/cm3.

Bài 3: Một cốc hình trụ có đáy dày 1cm và thành mỏng. Nếu thả cốc vào một bình nước lớn thì cốc nổi thẳng đứng và chìm 3cm trong nước.Nếu đổ vào cốc một chất lỏng chưa xác định có độ cao 3cm thì cốc chìm trong nước 5 cm. Hỏi phải đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng nói trên có độ cao bao nhiêu để mực chất lỏng trong cốc và ngoài cốc bằng nhau.

Bài 4: Trong tay  chỉ có 1 chiếc cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng, bình lớn đựng nước, thước thẳng có vạch chia tới milimet. Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của một chất lỏng nào đó và khối lượng riêng của cốc thủy tinh. Cho rằng bạn đã biết khối lượng riêng của nước

Bài 5: 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?. Khối lượng riêng của chất lỏng là D

Bài 6: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy S=150 cm2 , cao h=30 cm đ­ược thả nổi trong hồ n­ước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Tính công của lực cần thiết để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ? Mực n­ước trong hồ có độ sâu L=100 cm. Biết trọng lượng riêng của n­ước và của gỗ lần l­ượt là d1=10000N/m3 , d2=8000N/m3.

Bài 7: a)Một quả cầu bằng sắt bên trong có một phần rỗng. Hãy nêu cách xác định thể tích phần rỗng đó  với các dụng cụ có trong phòng thí nghiệm . Biết khối lượng riêng của sắt Ds.

 b) Một cái phao nổi trong bình nước, bên dưới treo một quả cầu bằng chì . Mực nước trong bình thay đổi thế nào nếu dây treo bị đứt.

 

ĐÁP ÁN CHẤT LỎNG

Bài 1: Vì chỉ cần tính gần đúng khối lượng riêng của vật và vì vật có kích thước nhỏ nên ta có thể coi gần đúng rằng khi vật rơi tới mặt nước là chìm hoàn toàn ngay.

Gọi thể tích của vật là V và khối lượng riêng của vật là D, Khối lượng riêng của nước là D’. h = 15 cm; h’ = 65 cm.

Khi vật rơi trong không khí. Lực tác dụng vào vật là trọng lực.

  P = 10DV

Công của trọng lực là: A1 = 10DVh                                          

Khi vật rơi trong nước. lực ác si mét tác dụng lên vật là: FA = 10D’V

Vì sau đó vật nổi lên, nên FA > P

Hợp lực tác dụng lên vật khi vật rơi trong nước là: F = FA – P = 10D’V – 10DV

Công của lực này là: A2 = (10D’V – 10DV)h’

Theo định luật bảo toàn công:

        A1 = A2 ⇒ 10DVh = (10D’V – 10DV)h’

\( \Rightarrow D = \frac{{h'}}{{h + h'}}D'\)

    Thay số, tính được D = 812,5 Kg/m3

Bài 2:

Gọi thể tích khối gỗ là V; Trọng lượng riêng của nước là D và trọng lượng riêng của dầu là D’; Trọng lượng khối gỗ là P

Khi thả gỗ vào nước: lực Ác si met tác dụng lên vât là: 

\({F_A} = \frac{{2.10DV}}{3}\)

Vì vật nổi nên: FA = P \( \Rightarrow \frac{{2.10DV}}{3} = P\)                  (1)

Khi thả khúc gỗ vào dầu. Lực Ác si mét tác dụng lên vật là: 

\({F_A}' = \frac{{3.10D'V}}{4}\)

Vì vật nổi nên:  F’A = P \( \Rightarrow \frac{{3.10D'V}}{4} = P\)                      (2)

Từ (1) và (2) ta có:

\(\begin{array}{l} \frac{{2.10DV}}{3} = \frac{{3.10D'V}}{4}\\ \Rightarrow D' = \frac{8}{9}D \end{array}\)

Thay D = 1g/cm3 ta được: D’ =  g/cm3

Bài 3: Gọi diện tích đáy cốc là S. khối lượng riêng của cốc là D0, Khối lượng riêng của nước là D1, khối lượng riêng của chất lỏng đổ vào cốc là D2, thể tích cốc là V.

Trọng lượng của cốc là P1 = 10D0V

Khi thả cốc xuống nước, lực đẩy ác si mét tác dụng lên cốc là:

 FA1 = 10D1Sh1

Với h1 là phần cốc chìm trong nước.

⇒ 10D1Sh1 = 10D0V   ⇒ D0V = D1Sh1                       (1)

Khi đổ vào cốc chất lỏng có độ cao h2 thì phần cốc chìm trong nước là h3

Trọng lượng của cốc chất lỏng là: P2 = 10D0V + 10D2Sh2

Lực đẩy ác si mét khi đó là: FA2 = 10D1Sh3

Cốc đứng cân bằng nên: 10D0V + 10D2Sh2  =  10D1Sh3

Kết hợp với (1) ta được: 

    D1h1 + D2h2 = D1h3   

\( \Rightarrow {D_2} = \frac{{{h_3} - {h_1}}}{{{h_2}}}{D_1}\)            (2)

Gọi h4 là chiều cao lượng chất lỏng cần đổ vào trong cốc sao cho mực chất lỏng trong cốc và ngoài cốc là ngang nhau.

Trọng lượng của cốc chất lỏng khi đó là: P3 = 10D0V + 10D2Sh4

Lực ác si mét tác dụng lên cốc chất lỏng là: FA3 = 10D1S( h4 + h’)

(với h’ là bề dày đáy cốc)

Cốc cân bằng nên: 10D0V + 10D2Sh4 = 10D1S( h4 + h’)

  ⇒ D1h1 + D2h4 = D1(h4 + h’)

  ⇒ h1 + \(\frac{{{h_3} - {h_1}}}{{{h_2}}}{h_4}\) =h4 + h’

  ⇒ h4 = \(\frac{{{h_1}{h_2} - h'{h_2}}}{{{h_1} + {h_2} - {h_3}}}\)

Thay h1 = 3cm; h2 = 3cm; h3 = 5cm và h’ = 1cm vào

 Tính được h4 = 6 cm

Vậy lượng chất lỏng cần đổ thêm vào là  6 – 3 = 3 ( cm)

 

...

---Để xem tiếp nội dung phần Hướng dẫn giải chi tiết và đáp án, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Chuyên đề Bài tập nâng cao Vật lý 8 về Chất lỏng-Áp suất chất lỏng- Lực đẩy Acsimet năm 2020 có lời giải chi tiết. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Bài tập nâng cao về Chuyển động cơ học môn Vật lý 8 có lời giải chi tiết năm 2020

• Hướng dẫn giải 1 số dạng toán về Chuyển động cơ học Vật lý 8

• 91 câu hỏi trắc nghiệm Chuyên đề Lực đẩy Ác-si-mét có đáp án môn Vật lý 8

​Chúc các em học tập tốt !