Bài 8. Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau

NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG
CÁC THẦY CÔ GIÁO VỀ DỰ HỘI THẢO ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
Sơn Trạch, tháng 10 năm 2008
I, Kiểm tra bài củ:
Áp suất là gì?
Viết công thức tính áp suất?
Nêu đơn vị các đại lượng có trong công thức?
Hãy quan sát bức ảnh sau đây:
Tại sao khi lặn sâu người thợ lặn phải mặc bộ giáp lặn chịu được áp suất lớn ?
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
I, SỰ TỒN TẠI CỦA ÁP SUẤT
TRONG LÒNG CHẤT LỎNG.
II, CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT
CHẤT LỎNG
III, BÌNH THÔNG NHAU.
IV, VẬN DỤNG.
V, CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
Ta đã biết, khi đặt vật rắn lên mặt bàn, vật rắn sẽ tác dụng lên mặt bàn một áp suất theo phương của trọng lực.
Còn khi đổ một chất lỏng vào trong bình thì chất lỏng có gây áp suất lên bình không, nếu có thì áp suất này có giống áp suất của chất rắn không?
Do có trọng lượng nên vật rắn gây ra áp suất theo phương của trọng lực (phương thẳng đứng)
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

1, Thí nghiệm 1
Một bình hình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình được bịt bằng màng cao su mỏng.
Hãy quan sát hiện tượng xảy ra đối với các màng cao su trước và sau khi ta đổ nước vào bình.
C1: Các màng cao su bị biến dạng chứng tỏ điều gì?
 Màng cao su bị biến dạng chứng tỏ chất lỏng gây ra áp lực lên đáy bình, thành bình.
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

1, Thí nghiệm 1
C2:Có phải chất lỏng chỉ tác dụng áp suất lên bình theo một hướng như chất rắn không?
Hãy quan sát và trả lời câu hỏi:
 Chất lỏng tác dụng áp suất không theo một phương như chất rắn mà theo mọi phương lên đáy bình, thành bình
Chất lỏng có gây ra áp suất trong lòng nó không?
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 2
Lấy một bình hình trụ thuỷ tinh có đĩa D tách rời làm đáy. Muốn D đậy kín đáy ống ta phải dùng tay kéo dây buộc đĩa lên.
Tiến hành
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 1
Lấy một bình hình trụ thuỷ tinh có đĩa D tách rời làm đáy. Muốn D đậy kín đáy ống ta phải dùng tay kéo dây buộc đĩa lên.
A
B
C
C3: Thí nghiệm này
chứng tỏ điều gì?
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 1
3, Kết luận
C4: Dựa vào thí nghiệm trên, hãy chọn từ thích hợp cho các chổ trống trong kết luận sau đây:
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên ………..……..bình, mà lên cả……………bình và các vật ở………………….. chất lỏng
(1)
(2)
(3)
đáy
thành
trong lòng
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 1
3, Kết luận
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng
II, CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT CHẤT LỎNG

Giả sử có một khối chất lỏng hình trụ diện tích đáy là S, chiều cao là h. Hãy dựa vào công thức tính áp suất em mà đã học trong bài trước để chứng minh công thức áp suất trong lòng chất lỏng: p=d.h
Gợi ý: Viết công thức tính áp suất?
Do có trọng lượng nên chất lỏng gây ra áp suất, vậy áp lực đúng bằng trọng lượng của khối chất lỏng (thay F bởi P)
Tính trọng lượng của khối chất lỏng theo thể tích và trọng lượng riêng của chất lỏng như thế nào?
Mà: P = d.V = d. S.h
Công thức: p = h.d trong đó: p là áp suất ở đáy cột chất lỏng (N/m2))
d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)
h là chiều cao (độ sâu) của cột chất lỏng (m)
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 1
3, Kết luận
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng
II, CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT CHẤT LỎNG
p = h.d
Thí dụ: Một thùng cao 2m đựng đầy nước.
a, Tính áp suất của nước lên đáy thùng (với d = 10000 N/m3).
b, So sánh độ lớn của áp suất tại 3 điểm A, B, C cùng một độ sâu (hình vẽ)
Giải
a, Áp dụng công thức áp suất chất lỏng:
p = h.d = 2.10000 = 20000 (N/m2)
b, Ta có: pA= d.hA; pB= d.hB; pC = d.hC
Mà hA=hB=hC nên pA=pB=pC.

Vậy: Trong cùng một chất lỏng đứng yên, tại những điểm cùng một độ sâu (cùng nằm trên một mặt ngang) thì áp suất có độ lớn như nhau
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 1
3, Kết luận
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng
II, CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT CHẤT LỎNG
p = h.d
III, BÌNH THÔNG NHAU:
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

Hãy dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng và đặc điểm của áp suất chất lỏng nêu ở trên để so sánh áp suất pA, pB và dự đoán xem khi nước trong bình đã đứng yên thì các mực nước sẽ ở trạng thái nào trong các trạng thái dưới đây?(hình a, b, c)
Thế nào là bình thông nhau?
Hãy so sánh áp suất tại 2 điểm A và B cùng nằm trên một mặt nằm ngang để có được câu trả lời đúng?
Hình a:
Vì hA>hB nên pA>pB.
Do áp suất chênh lệch nên nước từ nhánh cao hơn chảy sang nhánh có mức nước thấp hơn
Hình b:
Vì hAHình c:
Vì hA=hB nên pA=pB.
Vậy độ cao của mực chất lỏng trong hai nhánh bằng nhau.
Làm thí nghiệm kiểm tra:
Đổ nước vào trong bình thông nhau.
Quan sát và so sánh độ cao của cột nước trong hai nhánh của bình thông nhau
Tìm từ thích hợp cho chổ trống trong kết luận dưới đây:
 Kết luận: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các
mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở …………………….độ cao.
cùng một
K
Dầu
Nước
A
B
Hai bình A và B thông nhau. Bình A đựng dầu, bình B đựng nước tới cùng một độ cao.
Nước
Hỏi sau khi mở khóa K thì nước và dầu có chảy từ bình nọ sang bình kia không? (Biết trọng lượng riêng của nước lớn hơn trọng lượng riêng của dầu)
Tiết 10: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU
1, Thí nghiệm 1
2, Thí nghiệm 1
3, Kết luận
Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng
II, CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT CHẤT LỎNG
p = h.d
III, BÌNH THÔNG NHAU:
I, SỰ TỒN TẠI ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG

Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng một độ cao.
IV, VẬN DỤNG
C6: Hãy trả lời câu hỏi nêu ra ở đầu bài?
Tại sao khi lặn sâu người thợ lặn phải
mặc bộ giáp lặn chịu được áp suất lớn ?
 Khi lặn sâu xuống tức là độ sâu của cột chất lỏng tăng lên nên áp suất mà nước tác dụng lên cơ thể người là rất lớn. Do vậy cần mang áo lặn để chịu được áp suất này.
IV, VẬN DỤNG
C7 Một thùng cao 1,2m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước lên đáy thùng và một điểm cách đáy thùng một đoạn 0,4m. (Cho dnước=10000N/m3)
Giải
Áp suất nước ở đáy thùng là:

p1 = d.h1 = 10000.1,2 = 12000(N/m2).

Áp suất nước ở điểm A cách đáy thùng 0,4m là:

pA = d.hA = 10000.0,8 = 8000(N/m2).
ĐS: p1 = 12000 N/m2
pA = 8000 N/m2
IV, VẬN DỤNG
C8 Trong hai ấm vẽ ở hình 8.7 ấm nào đựng được nhiều nước hơn?
Mức nước trong vòi và trong ấm có điều gì đặc biệt? Vì sao?
Gợi ý
Ấm và vòi chính là hệ thống bình thông nhau. Do đó, nước ở trong ấm và vòi ấm luôn luôn ngang bằng nhau. Vòi trong hình a cao hơn vòi trong hình b nên ấm trong hình a chứa được nhiều nước hơn trong hình b.
C9 Hình 8.8 vẽ một bình kín có gắn thiết bị để biết mực chất lỏng chứa trong nó. Bình A được làm bằng vật liệu không trong suốt. Thiết bị B được làm bằng vật liệu trong suốt. Hãy giải thích hoạt động của thiết bị này.
Hai thiết bị A và B chính là hệ thống bình thông nhau nên mực chất lỏng trong hai bình ngang bằng nhau. Vậy nhìn vào mực chất lỏng ở bình B thì biết được mực chất lỏng trong bình A
Tiến hành
s
S
Có thể em chưa biết:
Máy dùng chất lỏng
Theo nguyên lí Pascal thì áp suất tác dụng lên chất lỏng đựng trong bình kín được truyền đi nguyên vẹn.
Vậy nếu như pittông lớn có diện tích lớn hơn pit-tông nhỏ bao nhiêu lần thì lực nâng F có độ lớn hơn lực f bấy nhiêu lần. Nhờ đó mà ta có thể nâng cả một chiếc ô tô bằng sức người.
Khi tác dụng một lực f lên pit-tông nhỏ có diện tích s, lực này gây áo suất p = f/s lên chất lỏng. Chất lỏng truyền nguyên vẹn áp suất này đến pit-tông có diện tích S và gây lên lực nâng F lên pit-tông này.
Hướng dẫn học ở nhà:
1, Tìm thêm các ứng dụng bình thông nhau trong đời sống.
2, Học phần ghi nhớ trong sách giáo khoa.
3, Làm bài tập 8.1; 8.2; 8.3; 8.4 sách bài tập trang 13 - 14
Một số gợi ý:
8.1. Bốn bình A, B, C, D cùng đựng nước.
a) Áp suất của nước lên đáy bình nào là lớn nhất? Hãy chọn câu trả lời đúng:
A. Bình A
B. Bình B
C. Bình C
D. Bình D
Gợi ý
Hãy so sánh độ cao của nước trong các bình?
b) Áp suất của nước lên đáy bình nào là nhỏ nhất?
Hãy chọn câu trả lời đúng nhất:
A, Bình A.
B, Bình C.
C, Bình D.
D, Bình C và bình D.
Bài 8.4:
a, So sánh áp suất trong hai trường hợp để biết tàu đã nổi lên hay chìm xuống. (Khi chìm xuống thì độ sâu tăng, nên áp suất lớn hơn)
Bài 8.2:
Đã hướng dẫn ở phần III.