BỒI DƯỠNG LÍ 9

LUYỆN TẬP VỀ ĐIỀU KIỆN VẬT NỔI, CHÌM, LƠ LỬNG
* Phương pháp giải : So sánh trọng lượng P của vật với lực đẩy Ác-Si-mét
+ Khi vật nổi thì P < FA
+ Khi vật chìm thì P > FA
+ Khi vật lơ lửng trong lòng chất lỏng (Vật nổi lên mặt thoáng chất lỏng cân bằng )
thì P = FA
* Bài tập 1: Một vật bằng kim loại, nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước trong bình dâng lên thêm 50cm3. Nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 3,9N. cho biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3.
a)Tính lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên vật
b) Xác định khối lượng riêng của chất làm lên vật





Bài giải
a) Khi thả vật vào bình thì thể tích nước dâng lên thêm 50cm3 đó chính là thể tích của vật.
Do đó lực đẩy Ác-Si-Mét tác dụng lên vật là
FA = d.V = 10000.0,00005 = 0,5(N)
b) Khi treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 3,9N đó cũng là trọng lượng của vật do đó ta có P = F = 3,9(N)
Từ công thức p = d.V
d =
= 78000(N/m3)
Vậy khối lượng riêng của chất làm vật là
Từ d = 10D
D =
= 7800(kg/m3)
* Bài tập 2: Một cục nước đá có thể tích V = 500cm3 nổi trên mặt nước. Tính thể tích của phần ló ra khỏi mặt nước biết KLR của nước đá là 0,92g/cm3 và trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3

Bài giải
Do cục nước đá nổi trên mặt nước nên trọng lượng của
cục đá đúng bằng trọng lượng của nước bị chiếm chỗ, tức là
bằng lực đẩy Ác-Si-Mét nên ta có
P = FA= d2.V2 ( V2 là thể tích phần chìm trong nước)

V2 =
Mà P = 10m, mặt khác m = V.D = 500.0,92 = 460(g) = 0,46(kg)
Vậy P = 10.0,46 = 4,6(N)
Do đó thể tích phần nhúng chìm trong nước là
V2 =
=
= 0,00046(m3= 460(cm3)
Vậy thể tích phần cục đá nhô ra khỏi nước là
V1 = V - V2 = 500 - 460 = 40(cm3)
* Bài tập 3: Một qủa cầu có trọng lượng riêng d1 = 8200N/m3, thể tích V1 = 100m3, nổi trên mặt một bình nước, Người ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu.
a) Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu
b) Nếu tiếp túc rót thêm dầu thì thể tích phần ngập trong nước của quả cầu có thay đổi không?
Cho biết trọng lượng riêng của dầu d2 =7000N/m3, của nước d3 = 10000N/m3
Bài giải
a)Gọi V2; V3 lần lượt là thể tích của quả cầu ngập
trong dầu và trong nước, theo bài ra ta có
V1 = V2 + V3
V2 = V1 - V3 (1)
Do quả cầu cân bằng trong dầu và trong nước nên
ta có trọng lượng của quả cầu bằng lực đẩy Ác-Si-Mét
V1d1 = V2d2 + V3d3 (2)
Thay (1) vào (2) ta được V1d1 = (V1 - V3 )d2 + V3d3


Hay V1d1 = v1d2 + (d3 - d2) V3
V3 =
(cm3)
Vậy thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu là 40(cm3)
b) Từ biểu thức V3 =
ta thấy V3 chỉ phụ thuốc vào V1, d1,d2, d3. Tức là không phụ thuộc vào độ sâu của quả cầu trong dầu cũng như lượng dầu đã đổ thêm. Do đó nếu tiếp tục rót thêm dầu thì phần ngập trong nước của quả cầu vẫn không thay đổi.
* Bài tập 4: Một khối kình hộp đáy vuông chiều
cao h = 10cm nhỏ hơn cạnh đáy, bằng gỗ có
KLR là D1 = 880kg/m3 được thả nổi trong một
bình nước (Hình vẽ)
a) Tính chiều cao của phần nhô lên khỏi mặt nước của hình hộp
b)Đổ thêm vào bình 1 chất dầu không trộn lẫn được với nước có KLR là D2= 700kg/m3. Tính chiều cao của phần chìm trong nước, trong dầu của gỗ
Bài giải
a) Gọi V là thể tích của vật, V1 là thể tích phần chìm trong nước, vì vật nổi nên ta có
P = FA
Mà