Vật lí 8 THCS - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email:
[email protected] - Phone:0948249333
Bài 8. ÁP SUẤT CHẤT LỎNG - BÌNH THÔNG NHAU - MÁY NÉN THỦY LỰC
A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT.
I.Sự tồn tại của áp suất chất lỏng.
Do có trọng lượng nên chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và tất cả
các vật ở trong lòng nó.
II.Công thức tính áp suất chất lỏng tại một điểm.
p d .h
h
3
Với d là trọng lượng riêng của chất lỏng (có đơn vị N/m ), h là độ sâu tính từ
A
mặt thoáng chất lỏng đến điểm tính áp suất (có đơn vị m) và p là áp suất tại điển đang
xét (có đơn vị N/m2).
*Lưu ý: Trong một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng nằm
ngang (có cùng độ sâu) có độ lớn như nhau.
III.Bình thông nhau.
-Bình thông nhau là một bình có cá nhánh nối thông đáy với nhau.
-Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các
nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao.
IV.Máy ép chất lỏng.
Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của bình thông nhau là sự truyền áp suất đi nguyên
vẹn theo mọi hướng, do đó người ta đã tạo ra máy ép dùng chất lỏng.
F S
Công thức:
f
s
Trong đó: F, f là các lực tác dụng lên pit-tông lớn và pit-tông nhỏ. S, s là diện tích của các pit-tông
lớn và pit-tông nhỏ.
B.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.
Bài 1. Khi nói về áp suất của chất lỏng. Hãy chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sâu đây:
A.Chất lỏng chỉ gây ra áp suất tại những điểm ở đáy bình.
B.Chất lỏng chỉ gây ra áp suất tại những điểm ở thành bình.
C.Chất lổng chỉ gây ra áp suất lên những vật nằm trong nó.
D.Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương, lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong nó.
Bài 2. Hãy chọn phát biểu đúng.
A.Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn
ở cùng một độ cao.
B.Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, lượng chất lỏng ở hai nhánh luôn
bằng nhau.
C.Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng ở nhánh có tiết diện
lớn thấp hơn mực chất lỏng ở nhánh có tiết diện nhỏ.
D.Trong bình thông nhau chứa hai chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn ở
cùng một độ cao.
Bài 3. Một bình chứa đầy nước có khoét ba lỗ giống nhau như hình vẽ. Hỏi ở lỗ nào nước
A
phun ra ngoài xa nhất?
B
A.lỗ A
B.lỗ B
C
C.lỗ C
D.cả ba lỗ giống nhau
Bài 4. Có bốn bình A,B,C,D cùng đựng nước như hình
vẽ. Hỏi áp suất của nước lên đáy bình nào là lớn nhất?
A.bình A
B.bình B
C.bình C
D.bình D
Bài 5.Chỉ ra câu phát biểu đúng.
A
B
C
D
Áp suất chất lỏng:
A.chỉ phụ thuộc trọng lượng riêng của chất lỏng.
B.chỉ phụ thuộc vào độ cao cột chất lỏng.
C.phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và độ cao tính từ điểm cần tính áp suất tới đáy
bình.
D.cả ba đều sai.
Bài 6. Chỉ ra câu phát biểu sai.
Trang 1
Vật lí 8 THCS - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email:
[email protected] - Phone:0948249333
A.Trong cùng một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng nằm
ngang đều bằng nhau.
B.Trong chất lỏng, càng xuống sâu, áp suất càng giảm.
C.Bình thông nhau là bình ít nhất có hai nhánh.
D.Chân đê, chân đập phải làm rộng hơn mặt đê, mặt đập.
Bài 7. Khi lặn xuống nước ta cảm thấy bị ép ở ngực và lỗ tai lùng bùng vì
A.sức ép nước vào ngực.
B.áp suất của cột nước phía trên.
C.áp suất của cột nước phía dưới.
D.thiếu ôxy.
Bài 8. Hai bình hình trụ đựng nước, bình A chứa nhiều nước hơn bình B (hình vẽ). Chọn câu phát biểu
đúng.
A.Áp lực nước tác dụng lên đáy hai bình như nhau vì cùng chứa
nước nên có trọng lượng riêng như nhau.
B.Áp lực nước lên đáy bình B lớn hơn vì độ cao cột nước lớn hơn.
B
A
C. Áp suất nước tác dụng lên đáy bình A lớn hơn vì trọng lượng
cột nước lớn hơn.
D.Áp suất nước lên đáy bình B lớn hơn vì chiều cao cột nước lớn hơn.
Bài 9. Một bình thông nhau gồm hai ống A và b có tiết diện khác nhau ( S A S B
), cùng chứa nước đứng yên (hình vẽ). Đóng khóa K, rót thêm một ít nước vào
ống B, khi mở khóa K thì:
A.nước chảy từ B sang A vì áp suất ở đáy ống b lớn hơn.
A
B
B.nước chảy từ A sang B vì lượng chất lỏng bên A nhiều hơn.
K
C.nước vẫn đứng yên vì chiều cao cột nước hai bên đã bằng nhau lúc
trước.
D.cả ba phương án trên đều sai.
Bài 10. Ba bình (1), (2), (3) lần lượt đựng nước biển, nước
cất và rượu ở cùng một độ cao như hình vẽ. Trong lượng
Nước biển
Rượu
Nước cất
riêng của nước biển, nước cất và rượu lần lượt là
(1)
(3)
(2)
10300 N / m3 ;10000 N / m3 ;8000 N / m3 . Mối liên hệ giữa
áp suất ở đáy của mỗi bình nào sau đây là đúng?
A. p1 p2 p3
B. p2 p3 p1
C. p1 p2 p3
D. p2 p1 p3
Bài 11. Hãy chọn câu trả lời đúng nhất.
Hai bình A và B thông nhau, ở đáy có khóa K. Bình A đựng thủy ngân, bình B đựng nước ở cùng một độ
cao (hình vẽ). Sau khi mở khóa K mực chất lỏng ở hai bình như thế nào? Tại sao?
A.Mực chất lỏng ở bình A cao hơn ở bình B vì lượng nước nhiều hơn.
B.Mực chất lỏng ở bình B cao hơn ở bình A vì áp suất cột thủy ngân lớn
B
A
hơn áp suất cột nước nên một ít thủy ngân ở bình A sẽ chảy sang bình B.
C.Mực chất lỏng ở hai bình ngang nhau vì cột chất lỏng ở hai bình có
Thủy
ngân
Nước
cùng độ cao.
K
D.Mực chất lỏng ở bình B cao hơn vì nước nhẹ hơn thủy ngân.
C.BÀI TẬP TỰ LUẬN.
I.Các lưu ý khi giải toán.
1.Xác định áp suất của chất lỏng.
Bước 1: Tóm tắt và đổi đơn vị. Trong bước này cần xác định được:
-Trọng lượng riêng của chất lỏng.
-Độ sâu tại điểm tính áp suất so với mặt thoáng của chất lỏng.
*Lưu ý:
+Nếu đầu bài cho khoảng cách từ điểm cần tính áp suất tới đáy bình là x, chiều cao cột chất lỏng
trong bình là y thì độ sâu của cột chất lỏng trong bình không phải là x, không phải y mà là h y x .
+Công thức tính trọng lượng riêng theo khối lượng riêng: d 10.D với D là khối lượng riêng.
Bước 2: Tính áp suất của cột chất lỏng theo công thức p d .h với h tính theo đơn vị mét (m).
Bước 3: Viết kết quả.
2.So sánh áp suất .
Trang 2
Vật lí 8 THCS - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email:
[email protected] - Phone:0948249333
p1 d1 h1
suy ra kết quả cần tìm.
p2 d 2 h2
3.Bình thông nhau.
-Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mức chất lỏng ở các nhánh luôn
luôn ở cùng điị cao, bất kể hình dáng hay kích thước của các nhánh bình thông nhau.
-Trường hợp hai nhánh của bình thông nhau chứa chất lỏng khác nhau thì căn cứ vào đặc điểm: áp
suất tại đáy bình thông nhau do hai chất lỏng gây ra phải bằng nhau. Tức là p1 p2 d1.h1 d 2 .h2 . Nếu:
Lập tỉ số
d1 d 2 thì h1 h2 và ngược lại.
4.Máy ép chất lỏng.
F S
Áp dụng công thức:
f
s
Trong đó: F, f là các lực tác dụng lên pit-tông lớn và pit-tông nhỏ. S, s là diện tích của các pit-tông
lớn và pit-tông nhỏ.
II.Bài tập.
1.Xác định áp suất chất lỏng.
Bài 1. Tính toán và điền cá số thích hợp vào các ô trống trong bảng sau:
Trọng lượng riêng của chất
Độ sâu h (m)
Áp suất p (N/m2)
lỏng (N/m3)
10300
500
30
300000
7000
175000
Bài 2. Một bể chứa nước, khoảng cáh từ mặt nước tới đáy bể là 1m. Hãy tính áp suất tại điểm cáh đáy bể
0,2m. Cho trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3. (ĐS: 8000Pa)
Bài 3. Độ cao của cột rượu trong một ống chia độ là 18cm. Biết khối lượng riêng của rượu là 800kg/m3.
Tính:
a.Áp suất của cột rượu gây ta tại điểm A cách mặt thoáng là 6cm. (ĐS: 480Pa)
b.Áp suất của cột rượu gây ra tại điểm B cách đáy ống 3cm. (ĐS: 1200Pa)
Bài 4. Một tàu ngầm đang di chuyển ở dưới biển , áp kế đặt ngoài vỏ tàu chỉ áp sất 2020000 N/m 2, một
lúc sau áp kế chỉ 860000 N/m2. Độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm là bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng
của nước biển 10300 N/m3.
Bài 5. Có hai bình A và B; bình A chứa nước, bình B chứa xăng. Biết trọng lượng riêng của nước là
10000N/m3 và của xăng là 7000N/m3, cột nước trong bình A có độ cao 70cm.
a.Tính áp suất của cột nước gây lên đáy bình A. (ĐS: 7000Pa)
b.Để áp suất ở đáy bình B bằng áp suất của cột nước gây lên đáy bình A thì cột xăng trong bình B
phải có độ cao bao nhiêu? (ĐS: 1m)
Bài 6. Người ta đổ nước vào một cái thùng cao 1,5m; mực nước trong thùng cách miệng thùng 30cm.
Biết khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. Tính áp suất của cột nước gây ra tịa điểm A cách miệng
thùng 50cm; tại điểm B cách mặt thoáng 60cm và tại điểm C tại đáy thùng. (ĐS:
pA 2000 Pa; pB 6000 Pa; pC 12000 Pa )
Bài 7. Để đo áp suất của đáy một vùng biển người ta có thể dùng máy siêu âm bằng cách: Phát thẳng
đứng tia siêu âm từ máy phát đặt trên tàu và khi tia siêu âm gặp đáy biển thì nó sẽ phản xạ lại vào máy
thu. Tính áp suất tại đáy biển biết rằng máy thu nhận được âm phản xạ sau khi phát 4 giây. Cho biết vận
tốc truyền siêu âm trong nước biển là 1500m/s và trọng lượng riêng của nước biển là 10300N/m 3. (ĐS:
p 309.105 N / m2 )
A
Bài 8*. Đáy của một bình A (có thể dịch chuyển được) có khối lượng 200g.
a.Đổ nước vào trong bình A sao cho mực chất lỏng ở trong bình và ngoài chậu
ngang nhau thì đáy của A có thể rời ra không? Tại sao?
b.Hãy tính độ chênh lệch tối thiểu giữa mực nước trong bình và ngoài chậu để đáy của
bình A không rời ra. Biết tiết diện ngang của bình A là 20cm2. (ĐS: 10cm)
2.Bình thông nhau.
Trang 3
Vật lí 8 THCS - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email:
[email protected] - Phone:0948249333
Bài 1. Cho bình thông nhau chứa 2 lít nước. Biết tiết diện của nhánh A là 20dm2, của nhánh B là 5dm2.
Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3.
a.Tính độ cao của cột nước trong hai nhánh của bình. (ĐS: 0,8m)
b.Tính áp suất ở đáy bình. (ĐS: 8000Pa)
c.Nếu đổ thêm dầu vào nhánh B vói chiều cao 15cm thì độ chênh lệch giữa hai mặt thoáng trong
hai nhánh bằng bao nhiêu? Cho trọng lượng riêng của dầu là 8000N/m3 và bỏ qua lượng nước ở ống
thông giữa hai nhánh. (ĐS: 3cm)
Bài 2. Hai bình hình trụ có tiết diện lần lượt là 25cm2 và 15cm2 được nối nhau bằng một ống nhỏ có khóa.
Ban đầu khóa đóng lại, bình lớn đựng nước, bình nhỏ đựng dầu có trọng lượng riêng lần lượt là
10000N/m3, 12000N/m3 và có cùng độ cao 60cm
a.Tìm độ chênh lệch giữa nước và dầu trong hai bình khi mở khóa.
B.Ta phải đổ tiếp vào bình nhỏ một lượng chất lỏng không hòa tan có trọng lượng riêng là
8000N/m3 cho đến khi mặt thoáng ở hai bình bằng nhau. Tính độ cao cột chất lỏng đổ thêm đó.
Bài 3. Một bình thông nhau chứa nước biển. người ta đổ thêm xăng vào một nhánh. Mặt thoáng ở hai
nhánh chênh lệch nhau 18mm. Tính độ cao của cột xăng, cho biết trọng lượng riêng của nước biển là 10
300 N/m3, của xăng là 7000 N/m3. (ĐS: 5,6cm)
Bài 4. Trong một bình thông nhau chứa thuỷ ngân người ta đổ thêm vào một nhánh axít sunfuric và
nhánh còn lại đổ thêm nước, khi cột nước trong nhánh thứ hai là 65cm thì thấy mực thuỷ ngân ở hai
nhánh ngang nhau . Tìm độ cao của cột axít sunfuric. Biết rằng trọng lượng riêng của axít sunfuric và của
nước lần lượt là 18000 N/m3 và 10000 N/m3. Kết quả có thay đổi không nếu tiết diện ngang của hai
nhánh không giống nhau.
Bài 5. Một bình thông nhau có hai nhánh giống nhau chứa thuỷ ngân . Đổ vào nhánh A một cột nước cao
30cm vào nhánh B một cột dầu cao 5cm . Tính độ chênh lệch mức thuỷ ngân ở hai nhánh A và B . Biết
trọng lượng riêng của nước, của dầu và của thuỷ ngân lần lượt là 10000 N/m3, 8000 N/m3 và 136000
N/m3.
3.Máy ép chất lỏng.
Bài 1. Một máy dùng chất lỏng có tiết diện pit-tông nhỏ là 1,5cm2, của pit-tông lớn là 120cm2. Lực tác
dụng lên pit-tông nhỏ là 100N. Hãy tính lực tác dụng lên pit-tông lớn. (ĐS: 8000N)
Bài 2. Điền giá trị thích hợp vào ô trống.
Tiết diện pit-tông nhỏ s Tiết diện pit-tông lớn S Lực tác dụng lên pitLực tác dụng lên pit2
2
(cm )
(cm )
tông nhỏ f (N)
tông lớn F (N)
1,5
180
20
5
100
2000
160
50
8000
2
40
2000
Bài 3. Đường kính pit-tông nhỏ của một kích dùng dầu là 3 cm. Hỏi diện tích tối thiểu của pít-tông lớn là
bao nhiêu để tác dụng một lực 100N lên pít-tông nhỏ có thể nâng được một ôtô có khối lượng 2000 kg?
Bài 4. Trong một máy ép dùng chất lỏng , mỗi lần pit-tông nhỏ đi xuống một đoạn 0,4m thì pit-tông lớn
được nâng lên một đoạn 0,02m. Lực tác dụng lên vật đặt trên pittông lớn là bao nhiêu nếu tác dụng vào
pittông nhỏ một lực 800N.
Trang 4