Đề thi học sinh giỏi vật lí9

A.ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Trong chương trình Vật lý trung học cơ sở (THCS), vấn đề áp suất chất lỏng là một trong những vấn đề quan trọng của chương trình; trong vấn đề áp suất chất lỏng, phần kiến thức về bình thông nhau là một phần cơ bản và quan trọng , đó là một chuyên đề trong chương trình giảng dạy nâng cao hay bồi dưỡng học sinh giỏi bậc THCS. Theo tôi chuyên đề về bình thông nhau là một chuyên đề hay và khó. Những bài tập về bình thông nhau luôn là một công cụ tốt, để rèn luyện trí thông minh, tư duy sáng tạo và khả năng liên hệ thực tế. Vì vậy dạng bài tập về bình thông nhau luôn được các cuộc thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh, cấp quốc gia và các kỳ thi tuyển vào các trường chuyên THPT quan tâm.
Loại bài tập về bình thông nhau lại được ít đề cập trong sách giáo khoa Vật lý lớp 8 nên vốn kiến thức hiểu biết của học sinh (HS) về vấn đề này còn rất nhiều hạn chế. Vì vậy nên các em rất ngại khi giải loại bài tập này, thường tỏ ra lúng túng, mắc sai lầm và thậm chí không giải được bài tập.
Xuất phát từ những lý do trên, để giúp HS giỏi bộ môn Vật lý có một định hướng về phương pháp giải các bài tập về bình thông nhau, nên tôi đã chọn đề tài này. Vì vậy, tôi chọn và rút ra cho mình một vài kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giỏi giải một số dạng bài tập về bình thông nhau”.
II. MỤC TIÊU:
Hình thành cho HS một cách tổng quan về phương pháp giải một số dạng bài tập về “ Bình thông nhau”, từ đó các em có thể vận dụng một cách thành thạo và linh hoạt trong việc giải các bài tập thuộc dạng này, giúp các em nắm vững kiến thức để vận dụng vào cuộc sống một cách thiết thực và có hiệu quả, góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển HS giỏi.
B. NỘI DUNG
I. Hệ thống những kiến thức cơ bản có liên quan đến dạng bài tập:
1. Áp suất: áp suất là độ lớn của áp lực lên một đơn vị diện tích bị ép.
Công thức tính áp suất:
.
Trong đó: F : là áp lực (N)
S : Diện tích bị ép (m2)
p : là áp suất (N/m2 hoặc Pa)
2. Áp suất do cột chất lỏng gây ra tại một điểm cách mặt chất lỏng một đoạn h : p = d.h = 10D.h
Với : h là khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt thoáng chất lỏng (m).
d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3).
D là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3).
p là áp suất do cột chất lỏng gây ra (N/m2).
*.Áp suất tại một điểm trong lòng chất lỏng : p = p0 + d.h
Với : po là áp suất khí quyển (N/m2).
d.h là áp suất do cột chất lỏng gây ra.
p là áp suất tại điểm cần tính.
Chú ý: Các điểm trong lòng chất lỏng trên cùng mặt phẳng nằm ngang có áp suất bằng nhau.
3 . Bình thông nhau :
+ Bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng ở hai nhánh luôn bằng nhau.
+ Bình thông nhau chứa nhiều chất lỏng khác nhau đứng yên, mực mặt thoáng không bằng nhau nhưng các điểm trên cùng mặt phẳng nằm ngang có áp suất bằng nhau. (Hình vẽ)
Ta có : pA = po + d2h2
pB = po + d1h1
Và : pA = pB
II. Một số hiện tượng vật lý liên quan đến dạng bài tập :
- Khi trộn hai chất lỏng không hòa lẫn vào nhau thì chất lỏng có trọng lượng riêng lớn hơn ở phía dưới , còn chất lỏng có trọng lượng riêng nhỏ hơn thì ở phía trên.
- Khi ép xuống trên hai mặt chất lỏng của hai nhánh trong bình thông nhau hai lực khác nhau thì hai mặt thoáng của hai nhánh chênh lệch nhau.
- Nguyên lý Paxcan : áp suất tác dụng lên chất lỏng đựng trong bình kín được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.
III. Giải một số bài tập mẫu :
DẠNG 1: BÌNH THÔNG NHAU CÓ TIẾT DIỆN NHÁNH NHƯ NHAU
* Phương pháp giải chung :
- Bước 1: Đọc, tóm tắt, tìm hiểu đề bài ( vẽ hình, đổi đơn vị nếu cần thiết )
- Bước 2: Gọi tên các đại lượng (nếu cần)
- Bước 3: Xét áp suất tại hai điểm cùng nằm trên mặt phẳng nằm ngang
- Bước 4: Lập phương