Bài tập về Lực đẩy Acsimet- Sự nổi bồi dưỡng HSG Vật lý 8

BÀI TẬP VỀ LỰC ĐẨY ACSIMET- SỰ NỔI

Phương Pháp Giải:

- Dựa vào điều kiện cân bằng: “Khi vật cân bằng trong chất lỏng thì P = F_A”

P: Là trọng lượng của vật,

F_A là lực đẩy acsimet tác dụng lên vật (F_A = d.V).

Bài 1:Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40cm² 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 khối lượng riêng của nước là D₀ = 1000 Kg/m³

b) Bây giờ khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện DS = 4 cm², sâu Dh và lấp đầy chì có khối lượng riêng D₂ = 11 300 kg/m³ khi thả vào trong nước người ta thấy mực nước bằng với mặt trên của khối gỗ. Tìm độ sâu Dh của lỗ

Giải:

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.

P = F_A    ⇒ 10.m =10.D₀.S.(h-x)    

\(\Rightarrow {\rm{x }} = {\rm{ h - }}\frac{m}{{{D_0}.S}} = 6cm\)

b) Khối gỗ sau khi khoét lổ có khối lượng là .

  m₁ = m - Dm = D₁.(S.h - DS. Dh)

Với D₁ là khối lượng riêng của gỗ.

Khối lượng m₂ của chì lấp vào là:

\({m_2} = {D_2}\Delta S.\Delta h\)

Khối lượng tổng cộng của khối gỗ và chì lúc này là

M = m₁ + m₂ = m + (D₂ - \(\frac{m}{{Sh}}\)  ).DS.Dh

Vì khối gỗ ngập hoàn toàn trong nước nên.

10.M=10.D₀.S.h 

\(\Rightarrow {\rm{ h = }}\frac{{{D_0}S.h - m}}{{({D_2} - \frac{m}{{S.h}})\Delta S}} = 5,5cm\)

Bài 2: Một cốc đựng hòn sỏi có khối lượng m_sỏi = 48 g, khối lượng riêng là D_sỏi= .10³ kg/m³. Thả cốc này vào bình hình trụ chứa chất lỏng có khối lượng riêng là D₀ = 800 kg/m³ thì thấy độ cao cột chất lỏng trong bình là H = 20 cm. Lấy hòn sỏi ra khỏi cốc (vẫn thả cốc ở trong bình) rồi thả vào bình thì mực nước trong bình lúc này là h.

Cho tiết diên đáy của bình là S= 40 cm² và hòn sỏi không thấm nước.

Hãy tính h = ?

Giải:

Lúc đầu (Hình vẽ 1) ta có:

P_cốc + P_sỏi = F_A = V_chìm.D₀.g          (1).

Lúc sau (Hình vẽ 2) ta có:

P_cốc = F_A’ = V’_chìm. D₀.g.               (2).

Lấy (1) trừ cho (2) ta được:

P_sỏi = (V_chìm – V’_chìm).D₀.g            

 ⇒ V_chìm – V’_chìm = \(\frac{{{P_{soi}}}}{{{D_0}.g}}\)       (3). Lấy g = 10m/s².

Thay vào (3) ta được:

V_chìm – V’_chìm = 6.10^-4 (m³).

⇒ Khi chưa thả hòn sỏi vào bình thì mực nước trong bình giảm 1 lượng:

h₁ = \(\frac{{{V_{chim}} - V{'_{chim}}}}{S} = \frac{{{{6.10}^{ - 4}}}}{{{{40.10}^{ - 5}}}}\) = 1,5 (cm).

Tiếp theo khi thả hòn sỏi vào bình thì mực nước trong bình lại dâng lên một đoạn là: 

h₂ = \(\frac{{{V_{soi}}}}{S} = \frac{{{m_{soi}}}}{{S.{D_{soi}}}}\)= 0,6 (cm).

Do vậy khi lấy hòn sỏi ra khỏi cốc và thả vào bình thì mực nước trong bình sẽ là:

h = H – h₁ + h₂ = 20–1,5+0,6 = 19,1cm.

Bài 3:Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện là S = 200 cm²,cao h = 50 cm, được thả nổi trong một hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Tính công thực hiện để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ.

Biết: d_gỗ = 8000 N/m³ ;  d_nước = 10000 N/m³ ;

Và nước trong hồ có độ sâu là H = 1 m.

Giải:

Thể tích của vật là:   

V = S.h = 0,01 m³.

Trọng lượng của vật là:    

P = V.d_g = 0,01.8000 = 80 N.

Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật là:   

F_A = P = 80 N.

Chiều cao phần vật chìm trong nước là:    

h₁ =\(\frac{{{F_A}}}{{{d_n}.S}}\) = 0,4 m.

 Chiều cao phần vật nổi trên mặt nước là:  

l = h – h₁ = 0,5 – 0,4=0,1m.

Lực F cần tác dụng để vật ngập hoàn toàn trong nước là:

F + P = F’_A  ⇒  F = F’_A – P = d_n.S.h – d_g.S.h.

⇒ F =  0,02.0,5.(10000-8000) = 20 N.

Lực tác dụng lên vật để nhấn chìm vật ngập hoàn toàn trong nước tăng dần từ 0 đến giá trị F. Nên công tác dụng trong giai đoạn này là:

A₁ = \(\frac{1}{2}F\).l = 10.0,1 = 1 J.

Công tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy bể là:

A₂ = F.(H-h) = 20.0,5 = 10 J.

Vậy công tổng cộng cần tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy hồ là:

A = A₁ + A₂ = 1 + 10 = 11 J.

...

---Để xem tiếp nội dung Chuyên đề Bài tập về Lực đẩy Acsimet- Sự nổi, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Bài tập về Lực đẩy Acsimet- Sự nổi bồi dưỡng HSG Vật lý 8 có đáp án. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Các bài tập nâng cao chủ đề Ròng rọc môn Vật lý 8 có đáp án

• Hướng dẫn giải 1 số dạng toán về Chuyển động cơ học Vật lý 8

• 91 câu hỏi trắc nghiệm Chuyên đề Lực đẩy Ác-si-mét có đáp án môn Vật lý 8

​Chúc các em học tập tốt !