Giải Sách Bài Tập Vật Lí 8 – Bài 10: Lực đẩy Ác-si-mét giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: A. Trọng lượng riêng của chất lỏng và của vật. B. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. C. Trọng lượng riêng và thể tích của vật D. Trọng lượng riêng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Lời giải: Chọn B Lực đẩy Ác – si – mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.  A. Quả 3, vì nó ở sâu nhất. B. Quả 2, vì nó lớn nhất. C. Quả 1, vì nó nhỏ nhất. D. Bằng nhau vì đều bằng thép và đều nhúng trong nước. Lời giải: Chọn B Vì ba quả cầu đều được nhúng trong nước nên trọng lượng riêng của chất lỏng như nhau, quả 2 có thể tích lớn nhất nên lực đẩy Ác – si – mét tác dụng nên nó là lớn nhất. Lời giải: Ba vật làm bằng ba chất khác nhau nên khối lượng riêng của ba chất đồng, sắt, nhôm khác nhau và theo thứ tự: dđồng > dsắt > dnhôm . Theo công thức V = m/d thì nếu ba vật có khối lượng bằng nhau nhưng vật có khối lượng riêng nhỏ hơn thì có thể tích lớn hơn. Do đó thể tích của các vật như sau: Vđồng < Vsắt < Vnhôm . Như vậy, lực tác dụng của nước vào nhôm là lớn nhất (đồng có thể tích nhỏ nhất). Lời giải: Lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật là bằng nhau vì lực đẩy Ác- si – mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng mà ba vật đều được nhúng trong nước trọng lượng riêng của nó như nhau còn thể tích của khối chất lỏng bị vật chiếm chỗ lại bằng nhau. Lời giải: Ta có: Vsắt = 2dm3 = 0,002m3. Lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là: Fnước = dnước.Vsắt = 10000N/m3.0,002m3 = 20N Lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong rượu là: Frượu = drượu.Vsắt = 8000N/m3.0,002m3 = 16N Lực đẩy Ác – si – mét không thay đổi khi nhúng vật ở những độ sâu khác nhau vì lực đẩy Ác – si – mét chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Lời giải: Lực đẩy của nước tác dụng vào hai thỏi tính bằng công thức: F1 = d.V1; F2 = d.V2 (trong đó d là trọng lượng riêng của nước, V1 là thể tích của thỏi nhôm, V2 là thể tích của thỏi đồng) Vì hai thỏi có trọng lượng như nhau: P1 = P2 và trọng lượng riêng của đồng lớn hơn của nhôm d1 < d2 nên V1 > V2, do đó F1 > F2. Vậy cân sẽ không cân bằng nữa khi nhúng ngập cả hai thỏi đồng thời vào hai bình đựng nước. A. vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng. B. Vật lơ lửng trong chất lỏng C. Vật nổi trên chất lỏng. D. Cả ba trường hợp trên. Lời giải: Chọn D Lực đẩy Ác – si –mét có thể tác dụng lên vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng, vật lơ lửng trong chất lỏng, vật nổi trên chất lỏng. A. lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên nó càng tăng, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng. B. lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên nó càng giảm, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng. C. lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên nó không đổi, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng. D. lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên nó không đổi, áp suất nước tác dụng lên nó không đổi. Lời giải: Chọn C Vì lực đẩy Ác – si – mét không phụ thuộc vào độ sâu nên lực đẩy Ác – si – mét không đổi, còn áp suất chất lỏng tỉ lệ thuận với độ sâu của vật tới mặt thoáng của chất lỏng nên viên bi sắt càng xuống sâu thì áp suất càng tăng. A. 480 cm3 B. 360 cm3 C. 120 cm3 D. 20 cm3 Lời giải: Chọn C. Sự thay đổi về số chỉ của lực kế khi đo ở trong không khí và trong nước là do lực đẩy Ác-si-mét gây ra. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật: FA = P – P’ = 4,8 – 3,6 =1,2N Mặt khác ta có: FA = V.dn (vật ngập trong nước nên V = Vvật) Suy ra thể tích vật: A. trọng lượng riêng của vật bằng trọng lượng riêng của nước. B. trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. C. lực đẩy Ác – si –mét lớn hơn trọng lượng của vật. D. lực đẩy Ác – si –mét nhỏ hơn trọng lượng của vật. Lời giải: Chọn B Trọng lượng của vật là: P = dv.Vvật Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi vật chỉ chìm một phần trong nước là: FA = dn.Vphần chìm. Vì vật chỉ chìm một phần nên có sự cân bằng lực: FA = P ↔ dv.Vvật = dn.Vphần chìm Vì Vphần chìm < Vvật nên dn > dvật Vậy điều kiện để một vật đặc, không thấm nước, chỉ chìm một phần trong nước là trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. Lời giải: Gọi P1 là trọng lượng của cục nước đá khi chưa tan V1 là thể tích của phần nước bị cục nước đá chiếm chỗ dn là trọng lượng riêng của nước FA là lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên cục nước đá khi chưa tan. Cục đá nổi trong nước nên Pđá = FA = V1.dn Gọi V2 là thể tích của nước do cục nước đá tan hết tạo thành, P2 là trọng lượng của lượng nước do đá tan ra, ta có:
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: Từ (1) và (2) ⇒ V1 = V2. Thể tích của phần nước đá chiếm chỗ đúng bằng thể tích của nước trong cốc nhận được khi nước đá tan hết. Do đó mực nước trong cốc không thay đổi. Lời giải: Khi nhúng chìm vật vào nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác – si –mét nên chỉ số của lực kế giảm 0,2N, tức là FA = 0,2N. Ta có: FA = V.dn, trong đó dn là trọng lượng riêng của nước, V là thể tích phần nước bị vật chiếm chỗ. Vật ngập hoàn toàn trong nước nên Vvật = V. Thể tích của vật là: Treo một vật ở ngoài không khí vào lực kế, lực kế chỉ 2,1N nên trọng lượng của vật là: P = 2,1 N. Suy ra trọng lượng riêng của chất làm vật:
Tỉ số: Tóm tắt: PAl = 1,458 N; dn = 10000 N/m3; dAl = 27000 N/m3. Để cầu lơ lửng thì phải khoét một thể tích Vk =? Lời giải: Thể tích của quả cầu nhôm: Gọi thể tích phần còn lại của quả cầu sau khi khoét lỗ là V’. Để quả cầu nằm lơ lửng trong nước thì trọng lượng còn lại P’ của quả cầu phải bằng lực đẩy Ác – si – mét: P’ = FA. ↔ dAl.V’ = dn.V
Thể tích nhôm đã khoét là: Vk = V – V’ = 54 – 20 = 34 cm3.
Giải Vở Bài Tập Vật Lí 8 – Bài 12: Sự nổi giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: Lời giải: Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của các lực đẩy Ác-si-mét và trọng lực P. Các lực này cùng phương và ngược chiều và có độ lớn bằng nhau. Lời giải: a) FA < P Vật chuyển động xuống dưới: (Chìm xuống đáy bình). b) FA = P Vật đứng yên: (Lơ lửng trong chất lỏng). c) FA > P Vật chuyển động lên trên: (Nổi lên mặt thoáng). Lời giải: Miếng gỗ thả vào nước lại nổi vì trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn so với trọng lượng riêng của nước nên khi thả miếng gỗ vào nước thì nó sẽ chịu lực đẩy Ác-si-mét, khi nó ngập trong nước thì lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lực P nên nó đẩy khối gỗ lên làm khối gỗ nổi. Lời giải: Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác-si-mét bằng nhau vì miếng gỗ nổi và đứng yên trên mặt nước. Lời giải: Câu B không đúng. Vì trong công thức tính lực đẩy Ác-si-met: FA = d.V trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là thể tích của phần nước bị miếng gỗ chiếm chỗ, cũng chính là thể tích của phần miếng gỗ chìm trong nước hay phần thể tích được gạch chéo trong hình 12.2. Lời giải: Biết P = dv.V (trong đó dv là trọng lượng riêng của chất làm vật. V là thể tích của vật) và FA = d1.V (trong đó d1 là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật là một khối đặc nhúng ngập vào trong chất lỏng thì: – Vật sẽ chìm xuống khi: dv > d1 – Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dv = d1 – Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: dv < d1 Chứng minh: So sánh trọng lượng của vật và lực đẩy Ác-si-mét do chất lỏng tác dụng lên vật: P = dv.V và FA = d1.V (vì vật là khối đặc ngập trong chất lỏng nên khi đo thể tích chất lỏng chiếm chỗ bằng thể tích của vật luôn). Nếu: – Vật sẽ chìm xuống nếu P > FA ↔ dv.V > d1.V ⇔ dv > d1. – Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng nếu P = FA ↔ dv.V = d1.V ⇔ dv = d1. – Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng nếu P < FA ⇔ dv.V < d1.V ⇔ dv < d1. Lời giải: Cấu trúc của hòn bi thép và chiếc tàu bằng thép khác nhau nên trọng lượng riêng hai vật này khác nhau. Tàu bằng thép rất nặng nhưng lại rỗng bên trong (trong là không khí hay những vật liệu nhẹ khác) do đó nếu xét cả con tàu thì trọng lượng riêng của tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên tàu nổi trên mặt nước. Trong khi đó trọng lượng riêng của viên bi thép lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên nó chìm. Lời giải: Thả hòn bi thép vào thủy ngân thì hòn bi sẽ nổi vì trọng lượng riêng của thép (78000 N/m3) nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân (136000 N/m3). Lời giải: + Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước nên lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật là bằng nhau: FAM = FAN + Vật M chìm xuống đáy bình nên FAM < PM + Vật N lơ lửng trong chất lỏng nên FAM = PN + PM > PN Ghi nhớ: – Nếu ta thả một vật vào trong chất lỏng thì: + Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác- si-mét FA nhỏ hơn trọng lượng P: FA < P + Vật nổi lên khi: FA > P + Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: FA = P. – Khi vật nổi lên 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 là thể tích V của vật (V’ < V)), d là trọng lượng riêng của chất lỏng. A. Bằng trọng lượng của phần vật chìm trong nước. B. Bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ. C. Bằng trọng lượng vật. D. Bằng trọng lượng riêng của nước nhân với thể tích của vật. Lời giải: Chọn B. Khi vật nổi trên chất lỏng thì lực đẩy Ác – si – mét có cường độ bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.
Lời giải: Mực nước trong bình không thay đổi do lực đẩy Ác-si-mét trong cả hai trường hợp có độ lớn bằng trọng lượng của miếng gỗ và quả cầu (thể tích nước bị chiếm chỗ trong cả hai trường hợp đó cũng bằng nhau). Tóm tắt: d = 26000N/m3; Pn = 150N; dn = 10000N/m3; P = ? Lời giải: Nhúng chìm vật trong nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên vật nhẹ hơn ngoài không khí. Do lực đẩy Ác-si-mét chính là hiệu số giữa trọng lượng của vật ở ngoài không khí với trọng lượng của vật ở trong nước nên: FA = P – Pn Trong đó: P là trọng lượng của vật ở ngoài không khí, Pn là trọng lượng của vật ở trong nước. Hay dn.V = d.V – Pn Trong đó: V là thể tích của vật; dn là trọng lượng riêng của nước, d là trọng lượng riêng của vật. Suy ra: d.V – dn.V= Pn ⇔ V.(d – dn) = Pn Trọng lượng của vật ở ngoài không khí là: Lời giải: Ta có: V = 15cm3 = 0,000015m3. Khi ở ngoài không khí thì đòn cân thăng bằng nên khối lượng của vật bằng khối lượng quả cân: m = 1kg. Nhúng vật m vào nước: ⇒ Nó chịu tác dụng của 2 lực là lực đẩy Ác-si-met FA và trọng lượng P. ⇒ Hợp lực tác dụng lên m là: P’ = P – FA = 10.m – V.dnước = 10.1 – 0,000015.10000 = 9,85N. Vậy phải thêm vào bên đĩa có vật m1 vật có trọng lượng: P1 = P – P’ = 0,15N. Khối lượng của vật m1 thêm vào là: m1 = P1/10 = 0,15/10 = 0,015kg = 15g. Lời giải: Gọi S là diện tích đáy hình trụ, V là thể tích cốc đồng thau. Ta có: h = 15 cm; h1 = 2,1cm; d1 = 10000N/m3; d2 = 84000N/m3. – Khi cốc nổi trong bình thì trọng lực cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét: P = FA Trong đó: P = d2.V; FA = d1.V1 (V1 là thể tích phần cốc ngập trong nước = thể tích phần nước dâng lên: V1 = S.h1). → d2.V = d1.S.h1 (1) – Khi cốc chìm hoàn toàn trong nước thì nước dâng thêm đoạn h2 sao cho phần thể tích dâng lên bằng thể tích của vật: S.h2 = V (2) Từ (1) và (2) ta được: d2.S.h2 = d1.S.h1
– Mực nước trong bình lúc này là: h′ = h + h2 = 15 + 0,25 = 15,25cm. |
