Giáo án ôn Học sinh giỏi môn Vật lí 8 - Nguyễn Văn Chung

Nội dung text: Giáo án ôn Học sinh giỏi môn Vật lí 8 - Nguyễn Văn Chung

1. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Buổi 1: Ngày dạy: / ../.20 CHUYấN ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC I. Tóm tắt lý thuyết: *. Chuyển động của vật A và B khi ở trờn cạn - Vận tốc của v ật A và vật B so với vật làm mốc gắn với trỏi đất lần lượt là v1 và v2 và v12 là vận tốc của vật A so với vật B và ngược lại. a) Chuyển động cựng chiều Nếu hai vật chuyển động cựng chiều thỡ khi gặp nhau thỡ hiệu quóng đường hai vật đó đi bằng khoảng cỏch ban đầu giữa hai vật S1 sAB = s1 - s2 B S2 C A v12 = v1 v2 V1 V2 b) Chuyển động ngược chiều Nếu hai vật chuyển động ngược chiều thỡ khi gặp nhautổng quóng đường hai vật đó đi bằng khoảng cỏch ban đầu giữa hai vật sAB = s1+ s2 S1 S2 C A B v12 = v1 + v2 V1 S V2 2.Chuyển động của vật A và vật B trờn sụng - Vận tốc của ca nụ là v1, dũng nước là v2 thỡ v12 là vận tốc của ca nụ so với bờ ( Bờ gắn với trỏi đất) a) Chuyển động cựng chiều ( Xuụi theo dũng nước) v12 = v1 + v2 ( Hoặc v = vvật + vnước) b) Chuyển động ngược chiều( Vật chuyển động ngược dũng nước) v12 = v1 - v2 ( Hoặc v = vvật - vnước) * Chỳ ý chuyển động trờn cạn nếu một vật chuyển động là giú thỡ ta cũng vận dụng cụng thức như trờn sụng. II. Bài tập Dạng 1: Định thời điểm và vị trí gặp nhau của các chuyển động 1
2. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Bài 1: Hai ôtô chuyển động đều ngược chiều nhau từ 2 địa điểm cách nhau 150km. Hỏi sau bao nhiêu lâu thì chúng gặp nhau biết rằng vận tốc xe thứ nhất là 60km/h và xe thứ 2 là 40km/h. Giải: Giả sử sau thời gian t(h) thì hai xe gặp nhau Quãng đường xe 1đi được là S1 v1.t 60.t Quãng đường xe 2 đi được là S2 v2.t 60.t Vì 2 xe chuyển động ngược chiều nhau từ 2 vị trí cách nhau 150km nên ta có: 60.t + 40.t = 150 => t = 1,5h Vậy thời gian để 2 xe gặp nhau là 1h30’ Bài 2: Xe thứ nhất khởi hành từ A chuyển động đều đến B với vận tốc 36km/h. Nửa giờ sau xe thứ 2 chuyển động đều từ B đến A với vận tốc 5m/s. Biết quãng đường AB dài 72km. Hỏi sau bao lâu kể từ lúc xe 2 khởi hành thì: a. Hai xe gặp nhau b. Hai xe cách nhau 13,5km. Giải: a. Giải sử sau t (h) kể từ lúc xe 2 khởi hành thì 2 xe gặp nhau: Khi đó ta có quãng đường xe 1 đi được là: S1 = v1(0,5 + t) = 36(0,5 +t) Quãng đường xe 2 đi được là: S2 = v2.t = 18.t Vì quãng đường AB dài 72 km nên ta có: 36.(0,5 + t) + 18.t = 72 => t = 1(h) Vậy sau 1h kể từ khi xe hai khởi hành thì 2 xe gặp nhau a) Trường hợp 1: Hai xe chưa gặp nhau và cách nhau 13,5 km Gọi thời gian kể từ khi xe 2 khởi hành đến khi hai xe cách nhau 13,5 km là t2 Quãng đường xe 1 đi được là: S1’ = v1(0,5 + t2) = 36.(0,5 + t2) Quãng đường xe đi được là: S2’ = v2t2 = 18.t2 Theo bài ra ta có: 36.(0,5 + t2) + 18.t +13,5 = 72 => t2 = 0,75(h) Vậy sau 45’ kể từ khi xe 2 khởi hành thì hai xe cách nhau 13,5 km Trường hợp 2: Hai xe gặp nhau sau đó cách nhau 13,5km Vì sau 1h thì 2 xe gặp nhau nên thời gian để 2 xe cách nhau 13,5km kể từ lúc gặp nhau là t3. Khi đó ta có: 18.t3 + 36.t3 = 13,5 => t3 = 0,25 h Vậy sau 1h15’ thì 2 xe cách nhau 13,5km sau khi đã gặp nhau. Bài 3: Một người đi xe đạp với vận tốc v1 = 8km/h và 1 người đi bộ với vận tốc v2 = 4km/h khởi hành cùng một lúc ở cùng một nơi và chuyển động ngược chiều nhau. Sau khi đi được 30’, người đi xe đạp dừng lại, nghỉ 30’ rồi quay trở lại đuổi 2
3. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS theo người đi bộ với vận tốc như cũ. Hỏi kể từ lúc khởi hành sau bao lâu người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ? Giải: Quãng đường người đi xe đạp đi trong thời gian t1 = 30’ là: s1 = v1.t1 = 4 km Quãng đường người đi bộ đi trong 1h (do người đi xe đạp có nghỉ 30’) s2 = v2.t2 = 4 km Khoảng cách hai người sau khi khởi hành 1h là: S = S1 + S2 = 8 km Kể từ lúc này xem như hai chuyển động cùng chiều đuổi nhau. S Thời gian kể từ lúc quay lại cho đến khi gặp nhau là: t 2h v1 v2 Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, người đi xe đạp kịp người đi bộ. Bài tập vận dụng Bài 1 :Một người đi xe mỏy và một người đi xe đạp cựng xuất phỏt một lỳc từ hai điểm A và B cỏch nhau 40km. Người đi xe mỏy đi từ A với vận tốc V 1 = 25km/h, Người đi xe đạp đi từ B về A với vận tốc V 2 = 15km/h. Xỏc định thời điểm và vị trớ hai người gặp nhau. Bài 2: Hai ụ tụ cựng khởi hành một lỳc từ hai điểm A và B, Cựng chuyển động về điểm O. Biết AO = 180km; OB = 150km, xe khởi hành từ A đi với vận tốc 60km/h. Muốn hai xe đến O cựng một lỳc thỡ xe đi từ B phải đi với vận tốc là bao nhiờu? Bài 3: Lỳc 7h hai xe gắn mỏy cựng xuất phỏt từ hai điểm A và B cỏch nhau 20km, chỳng chuyển động thẳng đều và đi cựng chiều nhau từ A đến B. Xe thứ nhất xuất phỏt từ A với vận tốc 40km/h, xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc 30km/h. a. Tớnh khoảng cỏch của hai xe sau khi chỳng đi được 30 phỳt. b. Hai xe cú gặp nhau khụng? Nếu cú thỡ chỳng gặp nhau lỳc mấy giờ và cỏch A bao xa? Bài 4: Hai bạn Hoà và Bỡnh bắt đầu chạy thi trờn một quóng đường S. Biết Hoà trờn nửa quóng đường đầu chạy với vận tốc khụng đổi v 1 và trờn nửa quóng đường sau chạy với vận tốc khụng đổi v 2(v2< v1). Cũn Bỡnh thỡ trong nửa thời gian đầu chạy với vận tốc v1 và trong nửa thời gian sau chạy với vận tốc v2 . a. Tớnh vận tốc trung bỡnh của mỗi bạn ? b. Ai về đớch trước? Tại sao? Bài 5: ễtụ chuyển động với vận tốc 54 km/h , gặp đoàn tàu đi ngược chiều. Người lỏi xe thấy đoàn tàu lướt qua trước mặt mỡnh trong thời gian 3s .Vận tốc tàu 36 km/h. 3
4. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS a. Tớnh chiều dài đoàn tàu b. Nếu ễtụ chuyển động đuổi theo đoàn tàu thỡ thời gian để ụtụ vượt hết chiều dài của đoàn tàu là bao nhiờu? Coi vận tốc tàu và ụtụ khụng thay đổi. --------------------------------------------------------- Buổi 2: Ngày dạy: / ../.20 Dạng 2: Bài toán về tính quãng đường đi của chuyển động Bài 1: Một người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc v1 = 12km/h nếu người đó tăng vận tốc lên 3km/h thì đến sớm hơn 1h. a. Tìm quãng đường AB và thời gian dự định đi từ A đến B. b. Ban đầu người đó đi với vận tốc v1 = 12km/h được quãng đường s1 thì xe bị hư phải sửa chữa mất 15 phút. Do đó trong quãng đường còn lại người ấy đi với vận tốc v2 = 15km/h thì đến nơi vẫn sớm hơn dự định 30’. Tìm quãng đường s1. Giải: a. Giả sử quãng đường AB là s thì thời gian dự định đi hết quãng đường AB là s s (h) 12 v1 Vì người đó tăng vận tốc lên 3km/h và đến sớm hơn 1h nên. S S S S 1 1 S 60km 3 12 15 v1 v1 S 60 Thời gian dự định đi từ A đến B là: t 5h 12 12 S1 b. Gọi t1’ là thời gian đi quãng đường s1: t'1 v1 1 Thời gian sửa xe: t 15' h 4 S S1 Thời gian đi quãng đường còn lại: t'2 v2 1 1 S1 1 S S1 1 Theo bài ra ta có: t1 (t'1 t'2 ) t1 (1) 4 2 v1 4 v2 2 S S 1 1 1 1 3 ( 2 ) S 1 2 4 4 v 1 v 2 v 1 v 2 1 1 3 1 Từ (1) và (2) suy ra 1 S1 4 4 v1 v2 1 . 1 12.15 Hay v1 v2 . 15km S1 4 4 15 12 v2 v1 4
5. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Bài 2: Người thứ nhất khởi hành từ A đến B với vận tốc 8km/h. Cùng lúc đó người thứ 2 và thứ 3 cùng khởi hành từ B về A với vận tốc lần lượt là 4km/h và 15km/h khi người thứ 3 gặp người thứ nhất thì lập tức quay lại chuyển động về phía người thứ 2. Khi gặp người thứ 2 cũng lập tức quay lại chuyển động về phía người thứ nhất và quá trình cứ thế tiếp diễn cho đến lúc ba người ở cùng 1 nơi. Hỏi kể từ lúc khởi hành cho đến khi 3 người ở cùng 1 nơi thì người thứ ba đã đi được quãng đường bằng bao nhiêu? Biết chiều dài quãng đường AB là 48km. Giải: Vì thời gian người thứ 3 đi cũng bằng thời gian người thứ nhất và người thứ 2 48 đi là t và ta có: 8t + 4t = 48 t 4 h 12 Vì người thứ 3 đi liên tục không nghỉ nên tổng quãng đường người thứ 3 đi là S3 = v3 .t = 15.4 = 60km. Bài tập vận dụng Bài 1: Một người phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong một khoảng thời gian qui định là t. Nếu người đú đi xe ụtụ với vận tốc v 1 = 48km/h thỡ đến B sớm hơn 18 phỳt so với thời gian qui định. Nếu người đú đi xe đạp với vận tốc v 2 = 12km/h thỡ đến B trễ hơn 27 phỳt so với thời gian qui định. a. Tỡm chiều dài quóng đường AB và thời gian qui định t. b. Để đi từ A đến B đỳng thời gian qui định t, người đú đi từ A đến C (C nằm trờn AB) bằng xe đạp với vận tốc 12km/h rồi lờn ụtụ đi từ C đến B với vận tốc 48km/h. Tỡm chiều dài quóng đường AC Bài 2: Một người đi du lịch bằng xe đạp, xuất phỏt lỳc 5 giờ 30 phỳt với vận tốc 15km/h. Người đú dự định đi được nửa quóng đường sẽ nghỉ 30 phỳt và đến 10 giờ sẽ tới nơi. Nhưng sau khi nghỉ 30 phỳt thỡ phỏt hiện xe bị hỏng phải sửa xe mất 20 phỳt. Hỏi trờn đoạn đường cũn lại người đú phải đi với vận tốc bao nhiờu để đến đớch đỳng giờ như dự định? Bài 3: Một người đến bến xe buýt chậm 20 phỳt sau khi xe buýt đó rời bến A, người đú bốn đi taxi đuổi theo để kịp lờn xe buýt ở bến B kế tiếp. Taxi đuổi kịp xe buýt khi nú đó đi được 2/3 quóng đường từ A đến B. Hỏi người này phải đợi xe buýt ở bến B bao lõu ? Coi chuyển động của cỏc xe là chuyển động đều. Bài 4:Hai xe xuất phỏt cựng lỳc từ A để đi đến B với cựng vận tốc 30 km/h. Đi được 1/3 quóng đường thỡ xe thứ hai tăng tốc và đi hết quóng đường cũn lại với vận tốc 40 km/h, nờn đến B sớm hơn xe thứ nhất 5 phỳt. Tớnh thời gian mỗi xe đi hết quóng đường AB. 5
6. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Buổi 3: Ngày dạy: / ../.20 Dạng 3: Xác định vận tốc của chuyển động Bài 1: Một học sinh đi từ nhà đến trường, sau khi đi được 1/4 quãng đường thì chợt nhớ mình quên một quyển sách nên vội trở về và đi ngay đến trường thì trễ mất 15’ a. Tính vận tốc chuyển động của em học sinh, biết quãng đường từ nhà tới trường là s = 6km. Bỏ qua thời gian lên xuống xe khi về nhà. b. Để đến trường đúng thời gian dự định thì khi quay về và đi lần 2 em phải đi với vận tốc bao nhiêu? s Giải: a. Gọi t1 là thời gian dự định đi với vận tốc v, ta có: (1) t 1 v Do có sự cố để quên sách nên thời gian đi lúc này là t2 và quãng đường đi là 1 3 3s 1 s 2. s s (2) Theo đề bài: 15ph h s2 4 2 t 2 2v t 2 t1 4 Từ đó kết hợp với (1) và (2) ta suy ra v = 12km/h s 6 1 b. Thời gian dự định h t1 v 12 2 Gọi v’ là vận tốc phải đi trong quãng đường trở về nhà và đi trở lại trường 1 5 ' s' 3 s' s s s Để đến nơi kịp thời gian nên: t1 h 4 4 t 2 v' t1 4 8 Hay v’ = 20km/h Bài 2: Hai xe khởi hành từ một nơi và cùng đi quãng đường 60km. Xe một đi với vận tốc 30km/h, đi liên tục không nghỉ và đến nơi sớm hơn xe 2 là 30 phút. Xe hai khởi hành sớm hơn 1h nhưng nghỉ giữa đường 45 phút. Hỏi: a. Vận tốc của hai xe. b. Muốn đến nơi cùng lúc với xe 1, xe 2 phải đi với vận tốc bao nhiêu: Giải: s 60 a.Thời gian xe 1 đi hết quãng đường là: t1 2h v1 30 Thời gian xe 2 đi hết quãng đường là: t2 t1 1 0,5 0,75 t2 2 1,5 0,75 2,75h s 60 Vận tốc của xe hai là: v2 21,8km / h t2 2,75 b. Để đến nơi cùng lúc với xe 1 tức thì thời gian xe hai đi hết quãng đường là: t2 ' t1 1 0,75 2,25h s 60 Vậy vận tốc là: v2 ' 26,7km / h t2 ' 2,25 6
7. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Bài 3: Ba người đi xe đạp từ A đến B với các vận tốc không đổi. Người thứ nhất và người thứ 2 xuất phát cùng một lúc với các vận tốc tương ứng là v1 = 10km/h và v2 = 12km/h. Người thứ ba xuất phát sau hai người nói trên 30’, khoảng thời gian giữa 2 lần gặp của người thứ ba với 2 người đi trước là t 1h . Tìm vận tốc của người thứ 3. Giải: Khi người thứ 3 xuất phát thì người thứ nhất cách A 5km, người thứ 2 cách A là 6km. Gọi t1 và t2 là thời gian từ khi người thứ 3 xuất phát cho đến khi gặp người thứ nhất và người thứ 2. 5 5 10 v3 t1 t1 t1 10 Ta có: v3 6 6 12 v3 t 2 t 2 t 2 12 v3 6 5 2 Theo đề bài t 1nên 1 23 120 0 t 2 t1 12 10 v3 v3 v3 v3 23 232 480 23 7 15 km/h = v3 2 2 8km/h Giá trị của v3 phải lớn hơn v1 và v2 nên ta có v3 = 15km/h. Bài 4. Một người đi xe đạp chuyển động trên nửa quãng đường đầu với vận tốc 12km/h và nửa quãng đường sau với vận tốc 20km/h . Xác định vận tốc trung bình của xe đạp trên cả quãng đường ? Tóm tắt: Gọi quãng đường xe đi là 2S vậy nửa quãngđường là S ,thời gian V1 12km / h tương ứng là t1;t2 V 20km / h 2 S Thời gian chuyển động trên nửa quãng đường đầu là : t1 V1 Vtb ? S Thời gian chuyển động trên nửa quãng đường sau là : t2 V2 Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là S S 2 S 2 S V 1 2 tb t t S S 1 1 1 2 S V V 1 2 V 1 V 2 2 2 1 5 k m / h 1 1 1 1 V 1 V 2 1 2 2 0 7
8. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Bài tập vận dụng Bài 1: Một người đi xe đạp từ A đến B dự định mất t = 4h. Do nữa quóng đường sau người ấy tăng vặn tốc thờm 3 km/h nờn đến sớm hơn dự định 20 phỳt. a. Tớnh vận tộc dự định và quóng đường AB. b. Nếu sau khi đi được 1h do cú việc người ấy phải ghộ lại mất 30 phỳt . Hỏi đoạn đường cũn lại người ấy phải đi với vạn tốc bao nhiờu để đến nơi như dự định. Bài 2: Hai bạn Hoà và Bỡnh bắt đầu chạy thi trờn một quóng đường S. Biết Hoà trờn nửa quóng đường đầu chạy với vận tốc khụng đổi v 1 và trờn nửa quóng đường sau chạy với vận tốc khụng đổi v 2(v2< v1). Cũn Bỡnh thỡ trong nửa thời gian đầu chạy với vận tốc v1 và trong nửa thời gian sau chạy với vận tốc v2 . a. Tớnh vận tốc trung bỡnh của mỗi bạn ? b. Ai về đớch trước? Tại sao? Bài 3: Một người đi xe đạp trờn đoạn đường MN. Nửa đoạn đường đầu người ấy đi với vận tốc v 1=20km/h.Trong nửa thời gian cũn lại đi với vận tốc v 2 =10km/h cuối cựng người ấy đi với vận tốc v 3 = 5km/h.Tớnh vận tốc trung bỡnh trờn cả đoạn đường MN? Bài 4: Một người đi từ A đến B. Đoạn đường AB gồm một đoạn lờn dốc và một đoạn xuống dốc .Đoạn lờn dốc đi với vận tốc 30km , đoạn xuống dốc đi với vận tốc 50km. Thời gian đoạn lờn dốc bằng 4 thời gian đoạn xuống dốc . 3 a. So sỏnh độ dài đoạn đường lờn dốc với đoạn xuống dốc . b.Tớnh vận tốc trung bỡnh trờn cả đoạn đường AB ? ---------------------------------------------------------------- Buổi 4: Ngày dạy: / ../.20 Dạng 4: Tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều Bài 1: Một ô tô vượt qua một đoạn đường dốc gồm 2 đoạn: Lên dốc và xuống dốc, biết thời gian lên dốc bằng nửa thời gian xuống dốc, vận tốc trung bình khi xuống dốc gấp hai lần vận tốc trung bình khi lên dốc. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường dốc của ô tô.Biết vận tốc trung bình khi lên dốc là 30km/h. Giải: Gọi S1 và S2 là quãng đường khi lên dốc và xuống dốc Ta có: ; mà 2 , 2 4 s1 v1 t1 s2 v2 t 2 v2 v1 t 2 t1 s2 s1 Quãng đường tổng cộng là: S = 5S1 Thời gian đi tổng cộng là: t 3 t1 t 2 t1 8
9. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS s 5S 5 Vận tốc trung bình trên cả dốc là: v 1 50km/ h v1 t 3t1 3 1 Bài 2: Một người đi từ A đến B. quãng đường đầu người đó đi với vận tốc 3 2 v1, thời gian còn lại đi với vận tốc v2. Quãng đường cuối cùng đi với vận tốc v3. 3 tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường. Giải: 1 Gọi S1 là quãng đường đi với vận tốc v1, mất thời gian t1 3 S2 là quãng đường đi với vận tốc v2, mất thời gian t2 S3 là quãng đường cuối cùng đi với vận tốc v3 trong thời gian t3 S là quãng đường AB. 1 s Theo bài ra ta có: s (1) s1 3 v1 t1 t1 3 v1 Và s2 ; s3 t 2 t 3 v2 v3 2s Do t = 2t nên s2 2 s3 (2) (3) 2 3 s2 s3 v2 v3 3 2s 4s Từ (2) và (3) suy ra s3 ; s2 t 3 3 2 t 2 3 2 v3 v2 v3 v2 v2 v3 Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là: s 1 3 2 v1 v2 v3 . vTB 1 2 4 6 2 t1 t 2 t3 v1 v2 v3 3 3 2 3 2 v1 v2 v3 v2 v3 Bài tập vận dụng Bài 1: Một vật chuyển động từ A đến B cỏch nhau 300km. Trong nữa đoan đường đầu đi với vận tốc 5m/s, nữa đoạn đường cũn lại đi với vận tốc 6m/s. a. Sau bao lõu vật tới B? b. Tớnh vận tốc trung bỡnh của vật trờn cả đoạn đường AB? Bài 2: Hai bạn Hoà và Bỡnh bắt đầu chạy thi trờn một quóng đường S. Biết Hoà trờn nửa quóng đường đầu chạy với vận tốc khụng đổi v 1 và trờn nửa quóng đường sau chạy với vận tốc khụng đổi v 2(v2< v1). Cũn Bỡnh thỡ trong nửa thời gian đầu chạy với vận tốc v1 và trong nửa thời gian sau chạy với vận tốc v2 . a. Tớnh vận tốc trung bỡnh của mỗi bạn ? 9
10. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS b. Ai về đớch trước? Tại sao? Bài 3: Một người đi xe đạp trờn đoạn đường MN. Nửa đoạn đường đầu người ấy đi với vận tốc v 1=20km/h.Trong nửa thời gian cũn lại đi với vận tốc v 2 =10km/h cuối cựng người ấy đi với vận tốc v 3 = 5km/h.Tớnh vận tốc trung bỡnh trờn cả đoạn đường MN? Bài 4: Một người đi từ A đến B. Đoạn đường AB gồm một đoạn lờn dốc và một đoạn xuống dốc .Đoạn lờn dốc đi với vận tốc 30km , đoạn xuống dốc đi với vận tốc 50km. Thời gian đoạn lờn dốc bằng 4 thời gian đoạn xuống dốc . 3 a. So sỏnh độ dài đoạn đường lờn dốc với đoạn xuống dốc . b.Tớnh vận tốc trung bỡnh trờn cả đoạn đường AB ? Bài 5:. Một người đứng cỏch con đường một khoảng 50m, ở trờn đường cú một ụ tụ đang tiến lại với vận tốc 10m/s. Khi người ấy thấy ụ tụ cũn cỏch mỡnh 130m thỡ bắt đầu ra đường để đún đún ụ tụ theo hướng vuụng gúc với mặt đường. Hỏi người ấy phải đi với vận tốc bao nhiờu để cú thể gặp được ụ tụ? Bài 6: Một người đi xe đạp đi nửa quóng đường đầu với vận tốc v1 = 15km/h, đi nửa quóng đường cũn lại với vận tốc v 2 khụng đổi. Biết cỏc đoạn đường mà người ấy đi là thẳng và vận tốc trung bỡnh trờn cả quóng đường là 10km/h. Hóy tớnh vận tốc v2. ------------------------------------------------------------- Buổi 5: Ngày dạy: / ../.20 CHUYấN ĐỀ 2: ÁP SUÂT – BèNH THễNG NHAU I - Tóm tắt lý thuyết. 1/ Định nghĩa áp suất: áp suất có giá trị bằng áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép. F P Trong đó: - F: áp lực là lực tác dụng vuông góc với mặt bị ép. S - S: Diện tích bị ép (m2 ) - P: áp suất (N/m2). 2/ Định luật Paxcan. áp suất tác dụng lên chất lỏng (hay khí) đựng trong bình kín được chất lỏng (hay khí) truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng. F S 3/ Máy dùng chất lỏng: f s - S,s: Diện tích của Pitông lớn, Pittông nhỏ (m2) - f: Lực tác dụng lên Pitông nhỏ. (N) 10
11. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS - F: Lực tác dụng lên Pitông lớn (N) Vì thể tích chất lỏng chuyển từ Pitông này sang Pitông kia là như nhau do đó: V = S.H = s.h (H,h: đoạn đường di chuyển của Pitông lớn, Pitông nhỏ) F h Từ đó suy ra: f H 4/ áp suất của chất lỏng. a) áp suất do cột chất lỏng gây ra tại một điểm cách mặt chất lỏng một đoạn h. P = h.d = 10 .D . h Trong đó: h là khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m) d, D trọng lượng riêng (N/m3); Khối lượng riêng (Kg/m3) của chất lỏng P: áp suất do cột chất lỏng gây ra (N/m2) b) áp suất tại một điểm trong chất lỏng.P = P0 + d.h 2 Trong đó: P0: áp khí quyển (N/m ); d.h: áp suất do cột chất lỏng gây ra; P: áp suất tại điểm cần tính) 5/ Bình thông nhau. - Bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng ở hai nhánh luôn luôn bằng nhau. - Bình thông nhau chứa nhiều chất lỏng khác nhau đứng yên, mực mặt thoáng không bằng nhau nhưng các điểm trên cùng mặt ngang (trong cùng một chất lỏng) có áp suất bằng nhau. (hình bên) PA P0 d1.h1 PB P0 d 2 .h2 PA PB II- Bài tập: (I)- Bài tập về định luật Pascal - áp suất của chất lỏng. Phương pháp giải: Xét áp suất tại cùng một vị trí so với mặt thoáng chất lỏng hoặc xét áp suất tại đáy bình. Bài 1: Trong một bình nước có một hộp sắt rỗng nổi, dưới đáy hộp có một dây chỉ treo 1 hòn bi thép, hòn bi không chạm đáy bình. Độ cao của mực nước sẽ thay đổi thế nào nếu dây treo quả cầu bị đứt. Giải : Gọi H là độ cao của nước trong bình. Khi dây chưa đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H Trong đó: S là diện tích đáy bình. d0 là trọng lượng riêng của nước. 11
12. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là: F2 = d0Sh + Fbi Với h là độ cao của nước khi dây đứt. Trọng lượng của hộp + bi + nước không thay đổi nên F1 = F2 hay d0S.H = d0.S.h +Fbi Vì bi có trọng lượng nên Fbi > 0 =>d.S.h h mực nước giảm. Bài 2: Hai bình giống nhau có dạng hình A B nón cụt (hình vẽ) nối thông đáy, có chứa nước ở nhiệt độ thường. Khi khoá K mở, mực nước ở 2 bên ngang nhau. Người ta đóng khoá K và đun nước ở bình B. Vì vậy mực nước trong bình B được nâng cao lên 1 chút. Hiện tượng xảy ra như thế nào nếu sau khi đun nóng nước ở bình B thì mở khoá K ? Cho biết thể tích hình nón cụt tính theo công thức V 1 = h ( s = sS + S ) 3 Giải : Xét áp suất đáy bình B. Trước khi đun nóng P = d . h Sau khi đun nóng P1 = d1h1 .Trong đó h, h1 là mực nước trong bình trước và sau khi đun. d,d1 là trọng lượng riêng của nước trước và sau khi đun. P d h d h => 1 1 1 1 . 1 P dh d h Vì trọng lượng của nước trước và sau khi đun là như nhau nên : d1.V1 = dV => d1 V (V,V1 là thể tích nước trong bình B trước và sau khi đun ) d V1 1 h(s sS S) P V h h P s sS S Từ đó suy ra: 1 . 1 3 . 1 => 1 P V h 1 h P s sS S 1 h (s sS S ) 1 1 3 1 1 1 Vì S P > P1 Vậy sự đun nóng nước sẽ làm giảm áp suất nên nếu khóa K mở thì nước sẽ chảy từ bình A sang bình B. Bài 3 : Người ta lấy một ống xiphông bên trong đựng đầy nước nhúng một đầu vào chậu nước, đầu kia vào chậu đựng dầu. Mức chất lỏng trong 2 chậu ngang nhau. Hỏi nước trong ống có chảy không, nếu có chảy thì chảy theo hướng nào ? Nước Dầu 12
13. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Giải : Gọi P0 là áp suất trong khí quyển, d1và d2 lần lượt là trọng lượng riêng của nước và dầu, h là chiều cao cột chất lỏng từ mặt thoáng đến miệng ống. Xét tại điểm A (miệng ống nhúng trong nước ) PA = P0 + d1h Tại B ( miệng ống nhúng trong dầu PB = P0 + d2h Vì d1 > d2 => PA> PB. Do đó nước chảy từ A sang B và tạo thành 1 lớp nước dưới đáy dầu và nâng lớp dầu lên. Nước ngừng chảy khi d1h1= d2 h2 . ---------------------------------------------------------------- Buổi 6: Ngày dạy: / ../.20 Bài tập vận dụng Bài 4: Hai hình trụ A và B đặt thẳng đứng có tiết diện lần lượt là 100cm2 và 200cm2 được nối thông đáy bằng một ống nhỏ qua khoá k như hình vẽ. Lúc đầu khoá k để B A ngăn cách hai bình, sau đó đổ 3 lít dầu vào bình A, đổ 5,4 lít nước vào bình B. Sau đó mở khoá k để tạo thành k một bình thông nhau. Tính độ cao mực chất lỏng ở mỗi bình. Cho biết trọng lượng riêng của dầu và của nước 3 3 lần lượt là: d1=8000N/m ; d2= 10 000N/m ; Giải: Gọi h1, h2 là độ cao mực nước ở bình A và bình B khi đã cân bằng. SA.h1+SB.h2 =V2 3 3 100 .h1 + 200.h2 =5,4.10 (cm ) h1 + 2.h2= 54 cm (1) 3 V1 3.10 A Độ cao mực dầu ở bình B: h3 = 30(cm) . B S A 100 áp suất ở đáy hai bình là bằng nhau nên. k h2 d2h1 + d1h3 = d2h2 h1 10000.h1 + 8000.30 = 10000.h2 h2 = h1 + 24 (2) Từ (1) và (2) ta suy ra: h1+2(h1 +24 ) = 54 h1= 2 cm h2= 26 cm Bài 5 : Một chiếc vòng bằng hợp kim vàng và bạc, khi cân trong không khí có trọng lượng P0= 3N. Khi cân trong nước, vòng có trọng lượng P = 2,74N. Hãy xác định khối lượng phần vàng và khối lượng phần bạc trong chiếc vòng nếu xem rằng thể tích V của vòng đúng bằng tổng thể tích ban đầu V1 của vàng và thể tích ban 3 3 đầu V2 của bạc. Khối lượng riêng của vàng là 19300kg/m , của bạc 10500kg/m . Giải: 13
14. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Gọi m1, V1, D1 ,là khối lượng, thể tích và khối lượng riêng của vàng. Gọi m2, V2, D2 ,là khối lượng, thể tích và khối lượng riêng của bạc. - Khi cân ngoài không khí. P0 = ( m1 + m2 ).10 (1) - Khi cân trong nước. m m D D 1 2 P = P0 - (V1 + V2).d = m1 m2 .D .10 = 10. m1 1 m2 1 (2) D1 D2 D1 D2 Từ (1) và (2) ta được. 1 1 D 1 1 D 10m1.D. =P - P0. 1 và 10m2.D. =P - P0. 1 D2 D1 D2 D1 D2 D1 Thay số ta được m1=59,2g và m2= 240,8g. ------------------------------------------------------------------ Buổi 7: Ngày dạy: / ../.20 (II) . Bài tập về máy ép dùng chất lỏng, bình thông nhau. Bài 1: Bình thông nhau gồm 2 nhánh hình trụ có tiết diện lần lượt là S1, S2 và có chứa nước.Trên mặt nước có đặt các pitông mỏng, khối lượng m1 và m2. Mực nư- ớc 2 bên chênh nhau 1 đoạn h. a) Tìm khối lượng m của quả cân đặt lên pitông lớn để mực nước ở 2 bên ngang nhau. b) Nếu đặt quả cân trên sang pitông nhỏ thì mực nước lúc bây giờ sẽ chênh nhau 1 đoạn h bao nhiêu S1 Giải : Chọn điểm tính áp suất ở mặt dưới của pitông 2 m1 m2 h S2 Khi chưa đặt quả cân thì: D0 h (1) ( D0 là khối S1 S2 A B lượng riêng của nước ) Khi đặt vật nặng lên pitông lớn thì : m1 m m2 m1 m m2 (2) S1 S 2 S1 S1 S 2 m Trừ vế với vế của (1) cho (2) ta được : D0 h m D0 S1h S1 m1 m2 m b) Nếu đặt quả cân sang pitông nhỏ thì khi cân bằng ta có: D0 H (3) S1 S 2 S 2 Trừ vế với vế của (1) cho (3) ta được : m m D0 S1h S1 D0h – D0H = - (H h)D0 2 (H h)D0 H (1 )h S 2 S S 2 S 2 14
15. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Bài 2: Cho 2 bình hình trụ thông với nhau bằng một ống nhỏ có khóa thể tích không đáng kể. Bán kính đáy của bình A là r1 của bình B là h2 r2= 0,5 r1 (Khoá K đóng). Đổ vào bình A một lượng nước đến chiều cao h 1= 18 cm, sau đó đổ h1 K lên trên mặt nước một lớp chất lỏng cao h2= 4 cm h3 3 có trọng lượng riêng d2= 9000 N/m và đổ vào bình B chất lỏng thứ 3 có chiều cao h3= 6 cm, trọng lượng 3 3 riêng d3 = 8000 N/ m ( trọng lượng riêng của nước là d1=10.000 N/m , các chất lỏng không hoà lẫn vào nhau). Mở khoá K để hai bình thông nhau. Hãy tính: a) Độ chênh lệch chiều cao của mặt thoáng chất lỏng ở 2 bình. b) Tính thể tích nước chảy qua khoá K. Biết diện tích đáy của bình A là 12 cm2 Giải: a) Xét điểm N trong ống B nằm tại mặt phân cách giữa nước và chất lỏng 3. Điểm M trong A nằm trên cùng mặt phẳng ngang với N. Ta có: PN Pm d3h3 d 2 h2 d1 x ( Với x là độ dày lớp nước nằm trên M) 3 3 A B d3h3 d 2 h2 8.10 .0,06 9.10 .0,04 => x = 4 1,2cm d1 10 Vậy mặt thoáng chất lỏng 3 trong B cao hơn h mặt thoáng chất lỏng 2 trong A là: (2) h2 (1) h3 h h3 (h2 x) 6 (4 1,2) 0,8cm x S1 12 2 b) Vì r2 = 0,5 r1 nên S2 = 3cm M N 22 4 (3) Thể tích nước V trong bình B chính là thể tích nước chảy qua khoá K từ A sang B: 3 VB =S2.H = 3.H (cm ) 3 Thể tích nước còn lại ở bình A là: VA=S1(H+x) = 12 (H +1,2) cm 3 Thể tích nước khi đổ vào A lúc đầu là: V = S1h1 = 12.18 = 126 cm vậy ta có: V = VA + VB => 216 = 12.(H + 1,2) + 3.H = 15.H + 14,4 216 14,4 => H = 13,44cm 15 Vậy thể tích nước VB chảy qua khoá K là: 3 VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm ---------------------------------------------------------------------------------- 15
16. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Buổi 8: Ngày dạy: / ../.20 BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Một bỡnh hỡnh trụ cú diện tớch đỏy là 400cm2, đựng 6lớt nước. a/ Tớnh độ cao của cột nước trong bỡnh. b/ Người ta thả vào bỡnh một cục nước đỏ cú thể tớch 2dm3. Hỏi phần nước đỏ nổi trờn mặt nước cú thể tớch là bao nhiờu? c/ Khi nước đỏ tan hết cột nước trong bỡnh cao bao nhiờu? ( Biết trọng lượng riờng của nước và nước đỏ lần lượt là 10000N/m3, 9200N/m3), Bài 2: Một bể chứa 112 lớt nước, cú 4 chõn. Mặt tiếp xỳc giữa chõn bể và mặt phẳng ngang là hũnh vụng cú độ dài mỗi cạnh là 9cm, ỏp xuất của mặt bể tỏc dụng lờn mặt đất là 50000N/m2. Khối lượng riờng của nước là 1000kg/m3. Hóy tớnh: a/ Diện tớch mặt bị ộp của bể lờn mặt đất. b/ Áp lực của bể nước lờn mặt đất. c/ khối lượng của bể khi khụng chứa nước. Bài 3: Một bỡnh thụng nhau hỡnh chữ U tiết diờn đều S = 6 cm 2 chứa nước cú 3 trọng lượng riờng d 0=10000 N/m đến nửa chiều cao của mỗi nhỏnh. Người ta đổ 3 vào nhỏnh trỏi một lượng dầu cú trọng lượng riờng d = 8000 N/m sao cho độ chờnh lệch giữa hai mực chất lỏng trong hai nhỏnh chờnh lệch nhau một đoạn 10 cm.Tỡm khối lượng dầu đó rút vào? Bài 4: Hai quả cầu bằng kim loại cú khối lượng bằng nhau được treo vào hai đĩa 3 của một cõn đũn. Hai quả cầu cú khối lượng riờng lần lượt là D 1 = 7,8g/cm ; D2 = 3 2,6g/cm . Nhỳng quả cầu thứ nhất vào chất lỏng cú khối lượng riờng D 3, quả cầu thứ hai vào chất lỏng cú khối lượng riờng D 4 thỡ cõn mất thăng bằng. Để cõn thăng bằng trở lại ta phải bỏ vào đĩa cú quả cầu thứ hai một khối lượng m 1 = 17g. Đổi vị trớ hai chất lỏng cho nhau, để cõn thăng bằng ta phải thờm m2 = 27g cũng vào đĩa cú quả cầu thứ hai. Tỡm tỉ số hai khối lượng riờng của hai chất lỏng. Bài 5: Một bỡnh chứa một chất lỏng cú trọng lượng riờng d 0 , chiều cao của cột chất lỏng trong bỡnh là h0 . Cỏch phớa trờn mặt thoỏng một khoảng h 1 , người ta thả rơi thẳng đứng một vật nhỏ đặc và đồng chất vào bỡnh chất lỏng. Khi vật nhỏ chạm đỏy bỡnh cũng đỳng là lỳc vận tốc của nú bằng khụng. Tớnh trọng lượng riờng của chất làm vật. Bỏ qua lực cản của khụng khớ và chất lỏng đối với vật. Bài 6: Một thỏi hợp kim cú thể tớch 1 dm3 và khối lượng 9,850kg tạo bởi bạc và thiếc . Xỏc định khối lượng của bạc và thiếc trong hợp kim đú , biết rằng khối lượng riờng của bạc là 10500 kg/m3, của thiếc là 2700 kg/m3 . Nếu : a/ Thể tớch của hợp kim bằng tổng thể tớch của bạc và thiếc 16
17. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS b/ Thể tớch của hợp kim bằng 95% tổng thể tớch của bạc và thiếc . Bài 7: Một bỡnh thụng nhau hỡnh chữ U tiết diờn đều S = 6 cm 2 chứa nước cú 3 trọng lượng riờng d0 =10 000 N/m đến nửa chiều cao của mỗi nhỏnh . 3 a/ Người ta đổ vào nhỏnh trỏi một lượng dầu cú trọng lượng riờng d = 8000 N/m sao cho độ chờnh lệch giữa hai mực chất lỏng trong hai nhỏnh chờnh lệch nhau một đoạn 10 cm.Tỡm khối lượng dầu đó rút vào ? b/ Nếu rút thờm vào nhỏnh trỏi một chất lỏng cú trọng lượng riờng d1 với chiều cao 5cm thỡ mực chất lỏng trong nhỏnh trỏi ngang bằng miệng ống . Tỡm chiều dài mỗi nhỏnh chữ U và trọng lượng riờng d1 Biết mực chất lỏng ở nhỏnh phải bằng với mặt phõn cỏch giữa dầu và chất lỏng mới đổ vào ? Bài 8: Một bỡnh thụng nhau cú hai nhỏnh giống nhau. Chứa thuỷ ngõn. đổ vào nhỏnh A một cột nước cao h1 =30cm. Vào nhỏnh B một cột dầu cao h2 =5 cm . Tỡm độ chờnh lệch mức thuỷ ngõn ở hai nhỏnh A và B. Cho trọng lượng riờng của nước, 3 3 3 của dầu và của thuỷ ngõn lần lượt là d1 =1000N/m d2 =800N/m ; d3 =136000N/m Bài 9: Hai bỡnh hỡnh trụ thụng nhau và chứa nước. Tiết diện bỡnh lớn cú diện tớch gấp 4 lần bỡnh nhỏ. Đổ dầu vào bỡnh lớn cho tới khi cột dầu cao h=10cm. Lỳc ấy mực nước bờn bỡnh nhỏ dõng lờn bao nhiờu và mực nước ở bỡnh lớn hạ đi bao 3 3 nhiờu? Trọng lương riờng của nước và dầu là: d1=10000N/m ;d2=8000N/m . Bài 10: Một hỡnh khối lập phương cú cạnh thẳng đứng cao 20cm được nhấn chỡm trong dầu cú trọng lượng riờng 9000N/m 3. Tấm C của mặt phẳng đứng cỏch mặt thoỏng nằm ngang của dầu là 25cm. a/ Tớnh ỏp suất của dầu ở C b/ Tỡm hiệu suất tỏc dụng lờn hai mặt nằm ngang của hỡnh khối. Hiệu ỏp suất này cú thay đổi khụng nếu ta thay đổi độ sõu của tõm C. Bài 11: Một bỡnh thụng nhau cú ba nhỏnh đựng nước; người ta đổ vào nhỏnh (1) cột thuỷ ngõn cú độ cao h và đổ vào nhỏnh (2) cột dầu cú độ cao bằng 2,5.h . a/ Mực chất lỏng trong nhỏnh nào cao nhất? Thấp nhất? Giải thớch? b/ Tớnh độ chờnh lệch ( tớnh từ mặt thoỏng ) của mực chất lỏng ở mỗi nhỏnh theo h? 2 2 2 c/ Cho dHg = 136000 N/m , dH2O = 10000 N/m , ddầu = 8000 N/m và h = 8 cm. Hóy tớnh độ chờnh lệch mực nước ở nhỏnh (2) và nhỏnh (3)? Bài 12: 1) Một bỡnh thụng nhau gồm hai nhỏnh hỡnh trụ giống nhau cựng chứa nước. Người ta thả vào nhỏnh A một quả cầu bằng gỗ nặng 20g, quả cầu ngập một phần trong nước thỡ thấy mực nước dõng lờn trong mỗi nhỏnh là 2mm. Sau đú người ta lấy quả cầu bằng gỗ ra và đổ vào nhỏnh A một lượng dầu 100g. Tớnh độ chờnh 3 3 lệch mực chất lỏng trong hai nhỏnh ? Cho Dn = 1 g/cm ; Dd = 0,8 g/cm 17
18. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Buổi 9: Ngày dạy: / ../.20 CHUYấN ĐỀ 3: LỰC ĐẨY ACSIMET- ĐIỀU KIỆN NỘI CỦA VẬT I - Tóm tắt lý thuyết. 1. Lực đẩy Acsimet. F = d.V - d: Trọng lượng riêng của chất lỏng hoặc chất khí (N/m3) - V: Thể tích phần chìm trong chất lỏng hoặc chất khí (m3) - F: lực đẩy Acsimet luôn hướng lên trên (N) 2. Điều kiện nổi của vật Ta có P là trọng lượng của vật: P = dvật. Vvật F dlỏng vật chìm F = P tương đương dvật = dlỏng vật lơ lửng F > P tương đương dvật < dlỏng vật nổi II- Bài tập: Phương pháp giải: - Dựa vào điều kiện cân bằng: “Khi vật cân bằng trong chất lỏng thì P = FA” P: Là trọng lượng của vật, FA là lực đẩy acsimet tác dụng lên vật (FA = d.V). Bài 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40 cm2 cao h = 10 cm. Có khối lượng m = 160 g a) Thả khối gỗ vào nước.Tìm chiều cao của phần gỗ nổi trên mặt nước. Cho 3 khối lượng riêng của nước là D0 = 1000 Kg/m b) Bây giờ khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện S = 4 cm2, 3 sâu h và lấp đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11 300 kg/m khi thả vào trong nước người ta thấy mực nước bằng với mặt trên của khối gỗ. Tìm độ sâu h của lỗ Giải: x h h h S P P FA FA a) Khi khối gỗ cân bằng trong nước thì trọng lượng của khối gỗ cân bằng với lực đẩy Acsimet. Gọi x là phần khối gỗ nổi trên mặt nước, ta có. m P = FA 10.m =10.D0.S.(h-x) x h - 6cm D0 .S b) Khối gỗ sau khi khoét lổ có khối lượng là . 18
19. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS m1 = m - m = D1.(S.h - S. h) m S. h Với D1 là khối lượng riêng của gỗ: D ) 1 S.h S.h Khối lượng m2 của chì lấp vào là: m2 D2 S. h Khối lượng tổng cộng của khối gỗ và chì lúc này là m M = m1 + m2 = m + (D2 - ). S. h Sh Vì khối gỗ ngập hoàn toàn trong nước nên. D S.h m 10.M=10.D .S.h ==> h = 0 5,5cm 0 m (D ) S 2 S.h -------------------------------------------------------------- Buổi 10: Ngày dạy: / ../.20 Bài tập vận dụng Bài 2: Hai quả cầu đặc có thể tích mỗi quả là V = 100m3 được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không co giãn thả trong nước (hình vẽ). Khối lượng quả cầu bên dưới gấp 4 lần khối lượng quả cầu bên trên. khi cân bằng thì 1/2 thể tích quả cầu bên trên bị ngập trong nước. Hãy tính. a) Khối lượng riêng của các quả cầu b) Lực căng của sợi dây 3 Cho biết khối lượng của nước là D0 = 1000kg/m Giải a) Vì 2 quả cầu có cùng thể tích V, mà P2 = 4 P1 => D2 = 4.D1 Xét hệ 2 quả cầu cân bằng trong nước. Khi đó ta có: FA 3 P1 + P2 = FA + F’A => D D D (2) 1 2 2 0 3 Từ (1) và (2) suy ra: D1 = 3/10 D0 = 300kg/m 3 T D2 = 4 D1 = 1200kg/m P1 B) Xét từng quả cầu: - Khi quả cầu 1 đứng cân bằng thì: FA = P1 + T - Khi quả cầu 2 đứng cân bằng thì: F’A = P2 - T T F’A Với FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 F' A P1 T F'A => 2 => 5.T = F’A => T = 0,2 N 5 P2 4P1 T F' A 19
20. Nguyễn Văn Chung – Trường THCS Cảnh Thụy – Ôn HSG Vật lý 8 THCS Bài 3: Trong bình hình trụ tiết diện S0 chứa nước, mực nước trong bình có chiều cao H = 20 cm. Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nổi thẳng đứng trong bình thì mực nước dâng lên một đoạn h = 4 cm. a) Nếu nhấn chìm thanh trong nước hoàn toàn thì mực nước sẽ dâng cao bao nhiêu so với đáy? Cho khối lương riêng của thanh và nước lần lượt là D = 0,8 g/cm3, 3 D0 = 1 g/cm . b) Tìm lực tác dụng vào thanh khi thanh chìm hoàn toàn trong nước. Cho thể tích thanh là 50 cm3. Giải: a) Gọi S và l là tiết diện và chiều dài của thanh. S Trọng lượng của thanh là P = 10.D.S.l. Khi thanh nằm cân bằng, phần thể tích nước dâng lên cũng chính là phần thể tích V1 của thanh chìm h trong nước. Do đó V1 = S0. h. H P Do thanh cân bằng nên P = FA FA D0 S0 hay 10.D.S.l = 10.D0.S0. h => l = . . h (1) D S S Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, nước dâng 0 lên 1 lượng bằng thể tích của thanh. Gọi H là phần nước dâng lên lúc này ta có: S.l = S0. H (2). D Từ (1) và (2) suy ra H = 0 . h F D Và chiều cao của cột nước trong bình lúc này là S D H H' H H H 0 . h 25 cm. D c) Lực tác dụng vào thanh H’ H P F = FA’ – P = 10. V.(D0 – D) F = 10.50.10-6.(1000 - 800) = 0,1 N. F’A --------------------------------------------------- S0 Buổi 11: Ngày dạy: / ../.20 BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Một bỡnh hỡnh trụ cú diện tớch đỏy là 400cm2, đựng 6lớt nước. a/ Tớnh độ cao của cột nước trong bỡnh. b/ Người ta thả vào bỡnh một cục nước đỏ cú thể tớch 2dm3. Hỏi phần nước đỏ nổi trờn mặt nước cú thể tớch là bao nhiờu? c/ Khi nước đỏ tan hết cột nước trong bỡnh cao bao nhiờu? ( Biết trọng lượng riờng của nước và nước đỏ lần lượt là 10000N/m3, 9200N/m3), 20