Hệ thống bài tập thực nghiệm vật lý

HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ 8
Bài 1. Hãy xác định trọng lượng riêng của 1 chất lỏng với dụng cụ: một lực kế, một chậu nước và một vật nặng. Nêu các bước tiến hành và giải thích.
Cách làm:
Móc lực kế vào vật xác định trọng lượng của vật trong không khí P1
Móc lực kế vào vật xác định trọng lượng của vật trong nước P2
Móc lực kế vào vật xác định trọng lượng của vật trong chất lỏng cần đo P3
Giải thích:
Từ giá trị P1 và P2 xác định được V thể tích vật nặng

Ta có

- Sau đó lập biểu thức tính:
với dn là trọng lượng riêng của nước
Bài 2: Xác định khối lượng riêng của một miếng kim loại với các dụng cụ sau: Lực kế, bình nước( nước có khối lượng riêng là Dn) , sợi dây mảnh.
HD.
Bước 1. Treo miếng kim loại ngoài không khí xác định trọng lượng P của miếng kim loại.
Bước 2. Nhúng miếng kim loại vào trong nước, lực kế chỉ F = P - FA mà FA= dn.V
Bước 3. Tính trọng lượng riêng của miếng sắt bằng công thức.


Bài 3. Cho một thước thẳng có độ chia đến mm dài và quay được quanh một trục cố định ở giá thí nghiệm. Một bình hình trụ lớn đựng nước có khối lượng riêng Dn, một bình hình trụ lớn đựng dầu, một lọ nhỏ rổng, một lọ nhỏ chứa cát có nút kín, hai sợi dây mảnh. Trình bày phương án xác định khối lượng riêng của dầu hoả.
HD.
B1. Lắp thước vào giá thí nghiệm để được một đòn bẩy.
B2. Treo lọ rổng bên trái, lọ cát bên phải và điều chỉnh để đòn bẩy cân bằng.
Ta có: Polo = Pl (1)
B3. Nhúng lọ cát vào bình nước và điều chỉnh để đòn bẩy cân bằng.
Ta có:
(2)
Từ (1) và (2) ta có:
mà



(3)
B4. Lặp lại thí nghiệm bằng thay bình nước bằng bình dầu hoả, tìm vị trí treo lọ cát để đòn bấy cân bằng.
Ta lại có:
(4)
Thay (3) vào (4), ta có:


Bài 4. Một quả cầu rổng bằng đồng thả vào trong cốc nước thì chìm. Chỉ với các dụng cụ là lực kế và cốc nước hãy xác định thể tích phần rổng ( nước có trọng lượng riêng dn, đồng có trọng lượng riêng dcu)
HD.
B1. Dùng lực kế xác định khối lượng quả cầu trong không khí.
Ta có: P = dcu.V (1) , V là thể tích phần đồng tạo nên quả cầu.
B2. Thả quả cầu ngập hoàn toàn trong cốc nước và cân( quả cầu không chạm đáy)
Ta được: P` = P – FA = P – dH20.V` (2) với V` là thể tích quả cầu.
Từ (1) và (2) ta có: V =
và

Ta có, thể tích phần rổng là:

Bài 5 : Một bình thông nhau với hai nhánh có đường kính d1 = 10cm và d2 = 20 cm chứa nước. Xác định sự thay đổi của mực nước ở hai nhánh khi thả một miếng gỗ có khối lượng m = 500g vào trong bình thông nhau nói trên. Biết khối lượng riêng của nước Dn = 1000kg/m3 .
HD.
Giả sử lượng nước trong bình có thể tích V, S1 và S2 lần lượt là tiết diện của mỗi nhánh, mực nước ở hai bên bình thông nhau là ngang nhau, có độ cao h :
V = h .S1 + h .S2 (1)
Khi thả miếng gỗ có khối lượng m vào một nhánh, gỗ sẽ nổi trên mặt nước và làm dịch chuyển khối nước có thể tích V`. Vì bình thông nhau nên mực nước ở hai nhánh trở lại ngang nhau và có độ cao là h` , ta có:
V + V` = h` .S1 + h` .S2 (2)
Từ (1) và (2) ta suy ra: h (S1 + S2) + V` = h` (S1 + S2) (3)
Độ cao thay đổi một đoạn:

(4)
Mặt khác, khi miếng gỗ nổi, trọng lượng của nó bằng lực đẩy Acsimet :

(5)
và tiết diện:
(6)