2. Bài 34. Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

>> Xem chi tiết: Lí thuyết Bài 34. Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng - Vật lí 10

Phương pháp giải:

Thể tích của một vật nóng thì nở ra, lạnh thì co vào

Biểu thức tính khối lượng riêng: \(\rho  = \frac{m}{V}\)

Trong đó:

+ \(\rho \): khối lượng riêng (kg/m³ )

+ m: khối lượng của vật (kg)

+ V: thể tích của vật (m³ )

Lời giải chi tiết:

1.

Từ biểu thức tính khối lượng riêng \(\rho  = \frac{m}{V}\), ta thấy khối lượng riêng tỉ lệ nghịch với thể tích, mà thể tích của vật lại phụ thuộc vào nhiệt độ nên khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiệt độ.

2.

Thể tích của hợp kim là:

\(\rho  = \frac{m}{V} \Rightarrow V = \frac{m}{\rho } = \frac{{100}}{{10,3}} = \frac{{1000}}{{103}}(c{m^3})\)

Gọi khối lượng và thể tích của đồng lần lượt là m₁, V₁, của bạc là m₂, V₂

Ta có:

\({V_1} + {V_2} = V \Leftrightarrow \frac{{{m_1}}}{{{\rho _d}}} + \frac{{{m_2}}}{{{\rho _b}}} = V \Leftrightarrow \frac{{{m_1}}}{{8,9}} + \frac{{{m_2}}}{{10,4}} = \frac{{1000}}{{103}}\)         (1)

Mặt khác, ta có khối lượng của hợp kim là 100 g

\( \Rightarrow {m_1} + {m_2} = 100\)                                                                      (2)

Từ (1) và (2) => m₁ = 5,76 g; m₂ = 94,24 g

Chú ý: Đơn vị của \(\rho \)là g/cm³ thì đơn vị của khối lượng m là g và của thể tích V là cm³

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ

Lời giải chi tiết:

Độ mạnh của áp lực phụ thuộc vào khối lượng và diện tích bề mặt tiếp xúc

+ Từ (1) và (3), ta thấy đối với vật có cùng khối lượng, diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn thì áp lực càng nhỏ và ngược lại

+ Từ (1) và (2), ta thấy đối với vật có cùng diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng càng lớn thì áp lực càng lớn và ngược lại.

Phương pháp giải:

+ Lực đàn hồi là lực thường xuất hiện trên sợi dây hay lò xo

+ Lực ma sát là lực xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc giữa vật với bề mặt vật di chuyển

+ Áp lực xuất hiện khi vật tiếp xúc với bề mặt

Lời giải chi tiết:

1.

a) Chân em bé tác dụng lên sàn nhà gây ra áp lực

b) Lực của tay em bé kéo hộp đồ chơi là lực đàn hồi

c) Lực của hộp đồ chơi tác dụng lên sàn nhà là lực ma sát.

2.

Từ việc phân tích hình ta thấy: F_N = P.cosα

Phương pháp giải:

1. Áp suất càng lớn thì bánh xe lún càng nhiều

2. Diện tích tiếp xúc tỉ lệ nghịch với áp suất

3. Biểu thức tính áp lực: \(p = \frac{{{F_N}}}{S}\)

Trong đó:

+ p: áp suất (Pa)

+ F_N : áp lực (N)

+ S: diện tích tiếp xúc (m² )

Lời giải chi tiết:

1.

Xe tăng chạy được trên mặt đất bùn vì hai bên của xe có vòng bánh xích to rộng

Diện tích tiếp xúc giữa bánh xích với mặt đất rộng hơn rất nhiều so với diện tích tiếp đất của bánh ô tô. Do vậy, áp lực của bánh xích lên mặt đất không lớn , thấp hơn áp lực lên mặt đất của xe ô tô thông thường. Vì vậy xe tăng chạy bình thường trên đất bùn còn ô tô thì bị lún bánh.

2.

Trong hình 34.6, ta thấy diện tích tiếp xúc của xẻng A lớn hơn diện tích tiếp xúc của xẻng B nên áp suất của xẻng A nhỏ hơn áp suất của xẻng B, vì vậy xẻng A nên dùng để xén đất còn xẻng B dùng để xúc đất.

3.

Người đứng trên mặt đất nằm ngang thì trọng lực bằng áp lực (P = F_N )

Áp lực của người là: F_N = m.g = 50.10 = 500 (N)

a) Khi người đó đứng cả hai chân thì: S = 2. 0,015 = 0,03 (m² )

=> Áp suất của người đó tác dụng lên mặt đất là: \(p = \frac{{{F_N}}}{S} = \frac{{500}}{{0,03}} \approx 16666,67(Pa)\)

b) Khi người đó đứng một chân thì: S = 0,015 m²

=> Áp suất của người đó tác dụng lên mặt đất là: \(p = \frac{{{F_N}}}{S} = \frac{{500}}{{0,015}} \approx 33333,33(Pa)\)

Phương pháp giải:

Quan sát hình

Lời giải chi tiết:

Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật trong lòng nó

Sự khác biệt giữa áp suất chất lỏng và áp suất của vật rắn: áp suất của chất lỏng xảy ra do cả trọng lượng và chuyển động của các phân tử chất lỏng, trong khi đó áp suất của vật rắn chỉ xảy ra do trọng lượng của chất rắn.

Phương pháp giải:

Biểu thức tính khối lượng riêng của chất lỏng: \(\rho  = \frac{m}{V}\)

Biểu thức tính áp suất: \(p = \frac{{{F_N}}}{S}\)

Thể tích hình trụ: V = S.h

Lời giải chi tiết:

Ta có:

\(p = \frac{{{F_N}}}{S} = \frac{{m.g}}{{\frac{V}{h}}} = \frac{m}{V}.g.h = \rho .g.h\)

=> đpcm

Phương pháp giải:

Biểu thức tính áp suất p = ρ.g.h

Lời giải chi tiết:

Do khối lập phương chìm 2/3 trong nước nên h = 2/3.0,3 = 0,2 m

Áp suất của nước tác dụng lên mặt dưới của khối lập phương là:

p = ρ.g.h = 1 000.10.0,2 = 2000 (Pa)

Lực gây ra bởi áp suất này lực đẩy Ác-si-mét

+ Phương: thẳng đứng

+ Chiều: từ dưới lên trên

+ Độ lớn: F_A = ρ.g.V

Thể tích khối lập phương bị nước chiếm chỗ là:

V = chiều dài.chiều rộng.chiều cao = 0,3.0,3.2/3.0,3 = 0,018 (m³ )

=> F_A = ρ.g.V = 1000.10.0,018 = 180 (N)

Lời giải chi tiết:

- Dùng dây kéo giữ miếng nhựa dính vào ống thủy tinh (hay nhựa) như ở hình a

- Nhúng ống thủy tinh có miếng nhựa vào nước rồi bỏ tay ra. Áp suất của chất lỏng tác dụng lên miếng nhựa giữ cho miếng nhựa không bị rơi xuống.

- Đổ từ từ nước trong cốc c vào ống. Khi mực nước trong ống ngang bằng hoặc lớn hơn một chút so với mực nước trong bình thì miếng nhựa rơi xuống.

- Lực của cột nước trong ống tác dụng lên miếng nhựa: \(P = mg = \rho gV = \rho gSh\)               (1)

- Lực của nước trong bình tác dụng lên miếng nhựa: F = pS                                                          (2)

Vì P = F nên suy ra \(p = \frac{P}{S} = \rho gh\)

Phương pháp giải:

Biểu thức tính độ chênh lệch áp suất: Δp = ρ.g.Δh

Định luật Ác-si-mét: F_A = ρ.g.V

Lời giải chi tiết:

1.

Độ chênh lệch áp suất của nước là: Δp = ρ.g.Δh = 1000.10.0,2 = 2000 (Pa)

Chú ý: Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³ , lấy g = 10 m/s²

2.

Các điểm nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì đều có cùng một độ cao h, do khối lượng riêng đều là của chất lỏng nên áp suất ở các điểm nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng bằng nhau.

3.

Biểu thức tính khối lượng riêng: \(\rho  = \frac{m}{V}\)

Thể tích của hình hộp chữ nhật: V = S.h

Ta có:

\(\begin{array}{l}\Delta p = \rho .g.\Delta h \Leftrightarrow \frac{F}{S} = \rho .g.\Delta h\\ \Leftrightarrow F = \rho .g.S.\Delta h\\ \Leftrightarrow F = \rho .g.V\end{array}\)

=> đpcm