Cách giải bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét cực hay
Cách giải bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét cực hay
Với Cách giải bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét cực hay Vật Lí lớp 8 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí 8.
A. Phương pháp giải
Học sinh cần nắm kiến thức về lực đẩy Ác si mét, công thức tính lực đẩy Ác si mét và điều kiện nổi của một vật
1. Lực đẩy Ác si mét
Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.
2. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét:
Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: FA= d.V
Trong đó:
d: là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)
V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m3)
3. Khi nào vật chìm, khi nào vật nổi?
Gọi P là trọng lượng của vật, F là lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi vật ngập hoàn toàn trong chất lỏng.
- vật chìm xuống khi: P > F
- Vật nổi lên khi: P < F
- Vật lơ lửng trong chất lỏng: P = F
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Lực đẩy Ac si mét phụ thuộc vào các yếu tố:
A. Trọng lượng riêng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
B. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của vật.
C. Trọng lượng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
D. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
Lời giải:
Đáp án D
- Lực đẩy Ác-si-mét được xác định bằng công thức FA= d.V. Trong đó d: là trọng lượng riêng của chất lỏng, V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
- Vì vậy 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.
Ví dụ 2: Trong các câu sau, câu nào đúng?
A. Lực đẩy Ac si met cùng chiều với trọng lực.
B. Lực đẩy Ac si met tác dụng theo mọi phương vì chất lỏng gây áp suất theo mọi phương.
C. Lực đẩy Ac si met có điểm đặt ở vật.
D. Lực đẩy Ac si met luôn có độ lớn bằng trọng lượng của vật.
Lời giải:
Đáp án B
Lực đẩy Ac si met có điểm đặt ở vật. Có phương thẳng đứng và có chiều hướng từ dưới lên trên.
Ví dụ 3: Một thỏi nhôm và một thỏi thép có thể tích bằng nhau cùng được nhúng chìm trong nước. Nhận xét nào sau đây là đúng?
A. Thỏi nào nằm sâu hơn thì lực đẩy Ác si met tác dụng lên thỏi đó lớn hơn.
B. Thép có trọng lượng riêng lớn hơn nhôm nên thỏi thép chịu tác dụng của lực đẩy Ác si met lớn hơn.
C. Hai thỏi nhôm và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Ác si met như nhau vì chúng cùng khối lượng.
D. Hai thỏi nhôm và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Ác si met như nhau vì chúng chiếm thể tích trong nước như nhau.
Lời giải:
Đáp án D
- 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. Hai vật này có cùng thể tích nên phần thể tích nước bị chúng chiếm chỗ là như nhau.
- Vì vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào chúng là như nhau
C. Bài tập vận dụng
Câu 1: Ta biết công thức tính lực đẩy Acsimét là FA= d.V. Ở hình vẽ bên thì V là thể tích nào?
A. Thể tích toàn bộ vật
B. Thể tích chất lỏng
C. Thể tích phần chìm của vật
D. Thể tích phần nổi của vật
Đáp án C
V là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Trong trường hợp này thì V là thể tích của phần bị chìm dưới mực chất lỏng của vật.
Câu 2: 10cm3 nhôm (có trọng lượng riêng 27.000N/m3) và 10cm3 (trọng lượng riêng 130.00N/m3) được thả vào một bể nước. Lực đẩy tác dụng lên khối nào lớn hơn?
A. Nhôm
B. Chì
C. Bằng nhau
D. Không đủ dữ liệu kết luận
Đáp án C
- Hai vật này đều chìm dưới nước và chúng có thể tích bằng nhau nên thể tích của phần chất lỏng bị chúng chiếm chỗ là như nhau.
- Vì vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào chúng là như nhau.
Câu 3: Hai vật đặc được làm từ nhôm (có trọng lượng riêng 27.000N/m3) và chì (trọng lượng riêng 130.00N/m3) được thả vào một bể nước. Hai vật có cùng khối lượng 2kg. Lực đẩy tác dụng lên khối nào lớn hơn?
A. Nhôm
B. Chì
C. Bằng nhau
D. Không đủ dữ liệu kết luận
Đáp án A
- Hai vật này có cùng khối lượng mà trọng lượng riêng của nhôm bé hơn của chì nên vật làm bằng nhôm sẽ có thể tích lớn hơn.
- Do đó lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật làm bằng nhôm sẽ lớn hơn.
Câu 4: Ba quả cầu có cùng thể tích , quả cầu 1 làm bằng nhôm, quả cầu 2 làm bằng đồng, quả cầu 3 làm bằng sắt. Nhúng chìm cả 3 quả cầu vào trong nước. So sánh lực đẩy Acsimét tác dụng lên mỗi quả cầu ta thấy.
Đáp án 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.
- Ba quả cầu này có thể tích bằng nhau nên khi thả vào trong nước lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào chúng là như nhau
Câu 5: Một quả cầu bằng sắt treo vào 1 lực kế ở ngoài không khí lực kế chỉ 2,7N. Nhúng chìm quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 2,2N. Lực đẩy Acsimét có độ lớn là:
A. 2,7N B. 2,2N
C. 4,9N D. 0,5N
Đáp án D
- Khi treo ngoài không khí số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật. Số chỉ của lực kế giảm đi là do có tác dụng của lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật. Lực đẩy Ac si mét cùng phương ngược chiều với trọng lực của vật.
- Độ lớn lực đẩy Ac si mét là:
2,7 – 2,2 = 0,5 (N)
Câu 6: Một quả cầu bằng nhôm có phần bên trong rỗng. Quả cầu có phần bên ngoài kín để nước không vào được bên trong. Thể tích của quả cầu là 600cm3, khối lượng của quả cầu là 0,5kg. Quả cầu này được thả vào trong bể nước. Hỏi quả cầu có chìm hoàn toàn trong nước không? Tại sao?
- Quả cầu không chìm hoàn toàn trong nước.
- Đổi 60cm3 = 6.10-4 (m3)
- Trọng lượng của quả cầu là: 0,5.10 = 5(N)
- Nếu quả cầu chìm hoàn toàn trong nước thì lực đẩy Ac si mét tác dụng vào nó là:
FA= d.V = 10000.6.10-4 = 6 (N)
FA > P nên vật sẽ nổi trên mặt nước hay vật sẽ không chìm hoàn toàn.
Câu 7: Một vật nặng 3kg đang nổi trên mặt nước. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật bằng bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3
- Vì vật đang nổi trên mặt nước nên lúc này lực đẩy Ác si mét và trọng lực của vật là bằng nhau.
- Trọng lượng của vật là: 3.10 = 30 (N)
- Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật là 30N
Đáp số: 30N
Câu 8: Móc 1 quả nặng vào lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 30N. Nhúng chìm quả nặng đó vào trong nước số chỉ của lực kế thay đổi như thế nào?
- Số chỉ của lực kế sẽ giảm đi.
- Do có tác dụng của lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật, lực này cùng phương ngược chiều với trọng lực nên số chỉ của lực kế sẽ giảm đi.
Câu 9: Một vật móc vào 1 lực kế. Khi treo vật ngoài không khí thì lực kế chỉ 2,2N. Khi nhúng chìm vật vào trong nước lực kế chỉ 1,9N. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3. Tính thể tích của vật?
- Độ lớn lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật là:
2,2 – 1,9 = 0, 3(N)
- Áp dụng công thức:
- Thể tích của vật là:
Đáp số: 30cm3
Câu 10: Một khối nước đá hình lập phương cạnh 5cm, khối lượng riêng 0,9g/cm3. Viên đá nổi trên mặt nước. Tính tỉ số giữa thể tích phần nổi và phần chìm của viên đá từ đó suy ra chiều cao của phần nổi.
- Thể tích của khối nước đá là:
5.5.5 = 125 (cm3)
- Khối lượng của khối nước đá là:
0,9.125 =112,5 (g) = 0,1125 (kg)
- Trọng lượng khối nước đá là:
0,1125. 10 = 1,125 (N)
- Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên khối nước đá là 1,125N
- Thể tích phần nước đá chìm trong nước là:
FA= d.V
- Tỉ số giữa thể tích phần nổi và phần chìm của viên đá là:
(125 – 112,5) : 112,5 = 1/9
- Chiều cao của phần nổi là:
Đáp số: tỉ số 1/9 ; 4,4cm