Bài 12. Sự nổi

1
Tại sao khi thả vào nước thì hòn bi gỗ nổi, còn hòn bi sắt lại chìm?
Thế tại sao con tàu bằng thép nặng hơn hòn bi thép lại nổi, còn hòn bi thép lại chìm?
Vì hòn bi gỗ nhẹ hơn
? !
2
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
C1 Một vật ở trong chất lỏng chịu tác dụng của những lực nào, phương và chiều của chúng có giống nhau không?
Vật chịu tác dụng của trọng lực P và lực đẩy Ác-si-mét FA. Hai lực này cùng phương, ngược chiều.
Trọng lực P hướng xuống dưới.
Lực đẩy Ác-si-mét FA hướng lên trên.
C2 Có thể xãy ra 3 trường hợp sau đây đối với trọng lượng P của vật và độ lớn FA của lực đẩy Ác-si-mét.
a) P > FA b) P = FA c) P < FA
Hãy vẽ các véctơ lực tương ứng với 3 trường hợp trên và chọn cụm từ thích hợp cho các chổ trống của các câu sau:
a) P > FA
Vật sẽ: chuyển động xuống dưới
Chìm xuống đáy bình
3
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
C2 Có thể xãy ra 3 trường hợp sau đây đối với trọng lượng P của vật và độ lớn FA của lực đẩy Ác-si-mét.
a) P > FA b) P = FA c) P < FA
Hãy vẽ các véctơ lực tương ứng với 3 trường hợp trên và chọn cụm từ thích hợp cho các chổ trống của các câu sau:
b) P = FA
Vật sẽ đứng yên
Lơ lửng trong nước
4
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
C2 Có thể xãy ra 3 trường hợp sau đây đối với trọng lượng P của vật và độ lớn FA của lực đẩy Ác-si-mét.
a) P > FA b) P = FA c) P < FA
Hãy vẽ các véctơ lực tương ứng với 3 trường hợp trên và chọn cụm từ thích hợp cho các chổ trống của các câu sau:
c) P < FA
Vật sẽ chuyển động lên trên.Nổi lên mặt thoáng.
Vậy điều kiện để vật nỗi,vật chìm là gì?
5
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
Một vật nhúng trong chất lỏng thì:
Chìm xuống khi: P > FA
Lơ lửng khi: P = FA
Nổi lên khi: P < FA
P: trọng lượng của vật.
FA: Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.
6
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
C3: Tại sao miếng gổ thả vào nước lại nổi?
Vì trọng lượng riêng của miếng gỗ nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước
C4 Khi miếng gổ nổi lên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác-si-mét có bằng nhau không? Tại sao?
Bằng nhau vì vật đứng yên nên hai lực này là hai lực cân bằng.
7
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
C5 Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét được tính bằng biểu thức FA = d.V, trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là gì? Trong các câu trả lời sau đây, câu nào là không đúng?
V là thể tích phần nước bị miếng gỗ chiếm chổ.
V là thể tích của cả miếng gỗ.
V là thể tích phần miếng gỗ chìm trong nước.
V là thể tích được gạch chéo trong hinh 12.2.
V là thể tích phần nước bị miếng gỗ chiếm chổ.
V là thể tích của cả miếng gỗ.
V là thể tích phần miếng gỗ chìm trong nước.
V là thể tích được gạch chéo trong hinh 12.2.
8
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
Khi vật nổi trong chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét: FA = d.V, trong đó V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng, (không phải là thể tích của vật), d là trọng lượng riêng của chất lỏng.
9
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
III. Vận dụng
C6 Biết P = dv.V (trong đó dv là trọng lượng riêng của chất làm nên vật, V là thể tích vật), và FA = dl.V (trong đó dl là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật nhúng ngập vào trong chất lỏng thì:
- Vật sẽ chìm xuống khi: dv > dl
- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dv = dl
- Vật sẽ nỗi lên mặt thoáng chất lỏng khi: dv < dl
Ta có: vật chìm xuống khi: P > FA  dv.V > dl.V  dv > dl.
Ta có: vật lơ lửng khi: P = FA  dv.V = dl.V  dv = dl.
Ta có: vật noåi leân khi: P < FA  dv.V < dl.V  dv < dl.
10
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
III. Vận dụng
C7 Hãy giúp Bình trả lời An trong phần mở bài, biết rắng con tàu không phải là khối thép đặc mà có nhiều khoảng trống.
Hòn bi bằng thép có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên bị chìm. Còn con tàu làm bằng thép nhưng có các khoảng trống để cho trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên con tàu nỗi lên mặt nước được.
11
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
III. Vận dụng
C8 Thả một hòn bi thép vào thuỷ ngân thì hòn bi nỗi hay chìm? Tại sao? (cho biết dthép=73000N/m3;dthuỷngân =136000N/m3).
Hòn bi bằng thép nỗi lên mặt thuỷ ngân được vì dthép < dthuỷ ngân.
12
Bài 12: SỰ NỔI
I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng.
III. Vận dụng
C9 Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước. Vật M chìm xuống đáy bình còn vật N lơ lửng trong nước. Gọi PM, FAM là trọng lượng và lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật M; PN, FAN là trọng lượng và lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật N. Hãy chọn dấu “=”; “>”; “<” thích hợp cho các ô trống.

FAM  FAN FAM  PM FAN  PN PM  PN
<
<
=
>
13
Ghi nhớ:
Nhúng một vật vào chất lỏng thì: +Vật chìm xuống khi trọng lượng P lớn hơn lực đẩy Ac-si-mét:P>FA + Vật nổi lên khi: P14
BÀI TẬP
12.1: Một vật hình cầu có thể tích V thả vào một chậu nước thấy vật chỉ bị chìm trong nước một phần tư, ba phần tư còn lại nổi trên mặt nước. Tính khối lượng riêng của chất làm quả cầu biết khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
Giải:
Gọi D` là khối lượng riêng của chất làm nên vật trọng lượng của vật: P=d` .V= 10.D`.V Lực đẩy A�c-si-mét: AD FA=d. V? FA= 10.D. V Khi vật nổi ta có P=FA hay 10.D`.V= 10.D. .V
KLR của vật là: D`= = =250kg/m3
15
12.2: Một vật có khối lượng 0,5 kg và khối lượng 10,5 g/cm3 được thả vào một chậu nước. Vật bị chìm xuống đáy hay nỗi trên mặt nước? Tại sao?. Tìm lực đẩy Ac-si-mét tác dụng lên vật.( biết trọng lượng riêng của nước d=10000N/m3
Tóm tắt: m=0,5kg=500g D=10,5g/cm3 dn=10000N/m3
FA=?
Giải: Trọng lượng của vật: P=10.m=10.0,5=5N. Thể tích của vật : D= ?V=
?V= =47,6cm3=0,0000476m3
Lực đẩy A�c-si-met lớn nhất( khi vật chìm hoàn toàn trong nước ): FA=d.V= 10000. 0,0000476=0,476N Nhận xét: P>FAVật chìm xuống đáy. Lực FA tác dụng lên vật khi đó bằng đúng lực đẩy FAlớn nhất(0,476N)
16
12.3: Một cục nước đá có thể tích V=360cm3 nỗi trên mặt nước. Tính thể tích của phần nước ló ra khởi mặt nước biết khối lượng riêng của của nước đá là 0,92g/cm3, trọng lượng riêng của nứoc là dn= 10000N/m3.
Tóm tắt: V=360cm3 Dnđ=0,92g/cm3 dN=10000N/m3
Vló =?
Giải: Khối lượng của cục nước đá: m=V.D=360.0,92=331,2g= 0,3312kg Trọng lượng cục nước đá : P=10.m= 10.0,3312=3,312N. Khi nước đá nổi trọng lượng của cục nước đá bằng đúng trọng lượng của nứớc bị chiếm chỗ tức bằng lực đẩy A�c-si-mét . Thể tích phần chìm trong nước là: V`= = = 0,0003312m3 = = 331,2cm3 thể tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nước:Vló =V-V` = 360-331,2 = = 28,8cm3
17
Hướng dẫn giải bài 12.7
Ta có : FA= P - PN ( vì khi vật chìm trong nước thì trọng lượng của vật nhỏ hơn trọng lượng của vật khi ở ngoài không khí vì nó chịu thêm một lực đẩy Acsimet )
Tương tự ta có : dn.V= d.V - Pn
Suy ra: V=

Mà P=d.V thay vào ta có kết quả