A. LÍ THUYẾT – Thả một vật vào chất lỏng thì: +) Vật chìm xuống khi trọng lượng P của vật lớn hơn lực đẩy Ác-si-mét F: P > F +) Vật nổi lên khi: P < F +) Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: P = F. – Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét: F = d.V’. Chú ý: Trọng lượng của vật trong không khí là P, thả vật vào chất lỏng, vật chịu lực đẩy Ác-si-mét, trọng lượng vật trong chất lỏng gọi là trọng lượng riêng biểu kiến P: Ta có P’ = P – F.

B. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

I. ĐIỀU KIỆN ĐỂ VẬT NỔI, VẬT CHÌM

Câu 1. Vật nằm trong chất lỏng chịu tác dụng của lực đẩy Ácsimét và trọng lực P. Hai lực này đều có phương thẳng đứng, trong đó lực đẩy Acsimét có chiều từ dưới lên trên còn trọng lực có chiều từ trên xuống dưới.

Câu 2.

II. ĐỘ LỚN CỦA LỰC ĐẨY ÁOSIMÉT KHI VẬT NỔI TRÊN MẶT THOÁNG CỦA CHẤT LỎNG

Câu 3. Do trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn so với trọng lượng riêng của nước nên khi thả miếng gỗ vào nước nó sẽ nổi.

Câu 4. Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác-si-mét bằng nhau. Miếng gỗ nổi và đứng yên trên mặt nước nghĩa là trọng lực P và lực đẩy Ác-si-mét cân bằng nhau.

Câu 5. Chọn B.

III. VẬN DỤNG

Câu 6. So sánh trọng lượng của vật và lực đẩy Ác-si-mét do chất lỏng tác dụng lên vật: P = d₁.V và F = d₁.V. Nếu:

– d_v > d₁ thì P > F: Vật sẽ chìm xuống

– d_v = d₁ thì P = F: Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng.

– d_v < d₁ thì P < F: Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng

Câu 7. Do cấu trúc của hòn bi thép và chiếc tàu bằng thép khác nhau nên trọng lượng riêng hai vật này khác nhau. Tàu bằng thép rất nặng nhưng lại rỗng bên trong (trong là không khí hay những vật liệu nhẹ khác) do đó nếu xét cả con tàu thì trọng lượng riêng của tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên tàu nổi trên mặt nước. Trong khi đó trọng lượng riêng của viên bi thép lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên nó chìm.

Câu 8. Do trọng lượng riêng của thép (78000N/m³) nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân (136000 N/m³) nên khi thả hòn bi thép vào thủy ngân thì hòn bị sẽ nổi.

Câu 9.

C. HƯỚNG DẪN GIẢI SÁCH BÀI TẬP TRANG 34-35-36

12.1. Chọn B. Bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.

12.2. Khi vật nổi trên chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét cân bằng với trọng lượng của vật nên lực đẩy Ác-si-mét trong hai trường hợp đó bằng nhau (và bằng trọng lượng của vật).

+) Trường hợp thứ nhất: F₁ = d₁V₁

+) Trường hợp thứ hai: F₂ = d₂V₂

Mà F₁ = F₂ và V₁ > V₂ (V₁, V₂ là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ). Do đó, trọng lượng riêng của chất lỏng thứ hai lớn hơn trọng lượng riêng của chất lỏng thứ nhất hay d₁ < d₂.

12.3.

– Lá thiếc mỏng được vo tròn lại thả xuống nước thì chìm vì trọng lượng riêng của lá thiếc lớn hơn trọng lượng riêng của nước.

– Lá thiếc mỏng đó được gấp thành thuyền thả xuống nước lại nổi vì trọng lượng riêng của thuyền nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước (thể tích của thuyền lớn hơn rất nhiều thể tích của lá thiếc vo tròn nên d_{tb thuyền} < d_nước).

12.4. Khi vật nổi trên chất lỏng nghĩa là trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét. Nhưng lực Ác-si-mét bằng trọng lượng của phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Khối lượng riêng của vật càng nhỏ hơn so với khối lượng riêng của chất lỏng thì phần vật chìm trong chất lỏng sẽ càng nhỏ. Như vậy mẫu thứ nhất là li-e, mẫu thứ hai là gỗ khô.

12.5. Mực nước trong bình không thay đổi do lực đẩy Ác-si-mét trong cả hai trường hợp đều có độ lớn bằng trọng lượng của miếng gỗ và quả cầu (thể tích nước bị chiếm chỗ trong cả hai trường hợp đó cũng bằng nhau).

12.6. Trọng lượng riêng của xà lan có độ lớn bằng độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên xà lan. Khi đó:

P= F = d x V = 10000 x 4,2 x 05 = 40000N.

12.7. Giả thiết: d = 26000N/m³

P_n = 150N

d_n = 10000 N/m³

P=?

Nhúng chìm vật trong nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên vật nhẹ hơn ngoài không khí. Do lực đẩy Ác-si-mét chính là hiệu số giữa trọng lượng của vật ở ngoài không khí với trọng lượng của vật ở trong nước nên:

F = P – P_n.

Trong đó: P là trọng lượng của vật ở trong không khí

  P_n là trọng lượng của vật ở trong nước

Hay         d_nV = dV – P_n.

Trong đó: V là thể tích của vật

d_n là trọng lượng riêng của nước

d là trọng lượng riêng của vật

Trọng lượng của vật ở ngoài không khí là:

12.8. Chọn B. Nhẫn nổi vì d_Ag < d_Hg.

12.9. Chọn C. Vật sẽ chìm xuống đáy rồi nằm im tại đáy khi d_v > d_l

2.10. Chọn C. d₃ > d₂ > d₁ > d₄.

12.11. Chọn A. F₁ = F₂ và P₁ > P_2.

12.12 Chọn C Lực đẩy Ác-si-met mới đầu lớn hơn trọng lượng   quả cầu, sau đó giảm dần tới bằng trọng lượng của vật.

12.13 Lực nâng phao là: F = F_A – P = 200N.

12.14. Lực đẩy Ác-si-met tác dụng lên chai là: F_A = V x d_n = 15N.

Trọng lượng của chai: P = 2,5N

Để chai chìm trong nước cần đổ vào chai một lượng nước có trọng lượng tối thiểu là: P = F_A – P = 12,5N.

Thể tích nước cần đổ vào chai là: = 0,00125m³ = 1,25 lít.

12.15. Lực đẩy Ác-si-met lớn nhất tác dụng lên xà lan là:

F_m = V x d_n = 10 x 4,2 x 10000 = 800000N.

Trọng lượng tổng cộng của xà lan và kiện hàng là:

P = 10 x 50000 + 10 x 40000 = 900000N

Vì P > F_m nên không thể đặt hai kiện hàng lên xà lan được.

12.16. Vì nước biển chết chứa nhiều muối nên trọng lượng riêng của nó lớn hơn trọng lượng riêng của cơ thể người, do đó người có thể nổi trên mặt nước.

D. BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Câu 1. Gọi P là trọng lượng của vật, F_A là lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi vật được chìm ngập hoàn toàn trong chất lỏng. Hãy chọn điều kiện đúng để cho vật lơ lửng trong chất lỏng?

A. FA < P.                  B. Fa = P.             C. FA ≤ P.            D. FA ≥ P.

Câu 2. Kim và thuyền được làm cùng một chất. Tại sao kim nhẹ thì chìm nhưng thuyền nặng hơn rất nhiều lại nổi? Gọi d_k, d_t, d_n là trọng lượng riêng của kim, trọng lượng riêng trung bình của thuyền và trọng lượng riêng của nước. Hãy chọn câu giải thích đúng trong các câu sau:

A. Vì d_k > d_n

B. Vì d_k > d_t.

C. Vì d_n > d_t

D. Vì d_k > d_n > d_t

Câu 3. Hai vật 1 và 2 có cùng thể tích được thả vào trong nước. Vật 1 chìm xuống đáy còn vật 2 lơ lửng trong nước. Gọi P₁, F₁ và P₂, F₂ là trọng lượng, lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật 1 và 2. Phép so sánh nào sau đây là sai?

A. F₁ = F_2.

B. P₂ < P₁.

C. F₂ < P_2.

D. F₁ < P₁.

Câu 4. Một vật khi thả vào nước (có trọng lượng riêng 10000N/m³) thấy nó bị chìm mất ở thể tích của vật. Hỏi khối lượng của vật nhận giá trị nào sau đây:

A. D = 6000 kg/m³ ·

B. D = 700 kg/m³

C. D = 600 kg/m³.

D. D = 1660kg/m³

HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1. FA = P. Chọn B.

Câu 2. Vì d_k > d_n > d_t. Chọn B.

Câu 3. Vật 1 chìm, vật 2 lơ lửng, thể tích hai vật bằng nhau, ta có:

Nguồn website giaibai5s.com