1. Lực đẩy Ác-si-mét
- Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy từ dưới lên với lực có độ lớn bằng một trọng lượng của phần chất lỏng mà được chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.
- Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét : FA = d.V
- Trong đó: d là trọng lượng riêng của chất lỏng.
V là thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ.
2. Sự nổi của vật
Một vật có trọng lượng P được nhứng vào trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét FA:
- Khi vật nổi: P < FA.
- Khi vật chìm: P > FA.
- Khi vật lơ lửng trong lòng chất lỏng: P = FA.
II. Phương pháp giải
1. Dạng 1: Tính lực đẩy Ác-si-mét
Để xác định lực đẩy Ác-si-mét lên một vật nhúng vào chất lỏng, cần nhớ lực này có phương thẳng đứng, chiều hướng lên trên và độ lớn tính bằng công thức:
FA = d. V
Chú ý:
- Khi vật nổi: V là phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ [khác với thể tích của vật] .
- Khi vật chìm hay lơ lửng trong chất lỏng: Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ cũng là thể tích của vật.
- Khi vật nhúng hoàn toàn trong chất lỏng thì V = $\frac{m}{D}$, với m, D lần lượt là khối lượng và khối lượng riêng của vật.
Ví dụ 1: Một vật có khối lượng 0,42kg, khối lượng riêng D = 10,5 g/cm3 được nhúng hoàn toàn trong nước. Tìm lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật, cho trọng lượng riêng của nước d = 10000 N/m3.
Hướng dẫn:
Thể tích của vật xác định từ công thức: V = $\frac{m}{D}$
Với m = 0,42kg = 420g => V = $\frac{420}{10,5}$ = 40 [cm3] = 0,00004 [m3]
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật:
FA = d.V = 0,00004.10000 = 0,4N
2. Dạng 2: Sự nổi - Xác định lực đẩy Ác-si-mét bằng lực kế
Để xác định lực đẩy Ác-si-mét bằng lực kế, cần biết khi vật nằm cân bằng trong chất lỏng thì trọng lượng của vật bằng với lực kéo của lực kế và lực đẩy Ác-si-mét:
P = F + FA suy ra FA = P - F
Ví dụ 2: Treo một vật vào lực kế, lực kế chỉ 10N. Nếu nhúng vật chìm trong nước, lự kế chỉ 6N. Hãy xác định lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.
Hướng dẫn:
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật:
FA = P - F = 10 - 6 = 4N
B. Bài tập và hướng dẫn giải
Bài 1: Một vật có khối lượng 0,6kg và khối lượng riêng D = 10,5 g/cm3 được thả vào một chậu nước. Vật bị chìm xuống đáy hay nổi trên mặt nước? Tại sao? Tìm lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật. Cho trọng lượng riêng của nước d = 10000 N/m3.
Bài 2: Thả một vật hình cầu có thể tích V vào trong nước thấy $\frac{1}{3}$ thể tích của vật bị chìm trong nước.
a, Tính khối lượng riêng của chất làm quả cầu, biết khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m3.
b, Biết khối lượng vật 0,2 kg. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.
=> Xem hướng dẫn giải
Bài 3: Móc một vật A vào một lực kế thì thấy lực kế chỉ 7N, nhưng khi nhúng vật vào trong nước thì thấy lực kế chỉ 4N. Hãy xác định thể tích của vật và trọng lượng riêng của chất làm vật. Cho trọng lượng riêng của nước là d = 10000 N/m3
Bài 4: Treo một vật nặng vào lực kế, trong không khi lực kế chỉ 6N. Khi vật được nhúng chìm trong nước có trọng lượng riêng 10 000 N/m3, lực kế chỉ 3,6N. Khi vật được nhúng chìm trong chất lỏng khác, lực kế chỉ 4,08N. Bỏ qua lực đẩy Ác-si-mét của không khí, trọng lượng riêng của chất lỏng đó bằng bao nhiêu?
=> Xem hướng dẫn giải
Bài 5: Một quả 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 tục rót thêm dầu thì thể tích phần ngập trong nước của quả cầu có thay đổi không?
Trọng lượng riêng của dầu d2 = 7000N/m3 và của nước d3 = 10000N/m3.
=> Xem hướng dẫn giải
Từ khóa tìm kiếm: chuyên đề vật lý lớp 8, các dạng bài tập vật lý 8, chuyên đề lý 8 Lực đẩy Ác-si-mét - Sự nổi, bài tập vật lý 8 phần cơ học
- Câu 1 : Thả một vật làm bằng kim loại vào bình đo thể tích có vạch chia độ thì nước trong bình từ mức 130 cm3 dâng lên đến mức 175 cm3 . Nếu treo vật vào một lực kế trong điều kiện vẫn nhúng hoàn toàn trong nước thì lực kế chỉ F = 4,2 N . Cho trọng lượng riêng của nước d = 10000N/m3a- Tính lực đẩy Ac si mét tác dụng lên vật.b- Tính khối lượng riêng của chất làm nên vật.
- Câu 2 : Một vật có khối lượng 567g làm bằng chất có khối lượng riêng 10,5 g/cm3 được nhúng hoàn toàn trong nước. Tìm lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật, cho TLR của nước là 104 N/m3.
- Câu 3 : Một vật làm bằng kim loại, nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước trong bình dâng lên thêm 100cm3[ khi vật chìm trong nước].Nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 7,8N.Biết trọng lượng riêng của nước d= 10000N/m3.Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật và xác định khối lượng riêng của chất làm nên vật.
- Câu 4 : Một vật có khối lượng 0,5kg và khối lượng riêng 10,5g/cm3 được thả vào một chậu nước.Vật bị chìm xuống đáy hay nổi lên mặt nước? Tại sao ?Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.Cho trọng lượng riêng của nước d = 10000N/m3.
- Câu 5 : Một quả cầu bằng sắt có khối lượng 0,5 kg được thả vào trong dầu. Biết lực đẩy tác dụng lên quả cầu là 0,5 N. Cho biết trọng lượng riêng của dầu là d1 = 8000 N/m3. Tính trọng lượng riêng d2 của sắt.
- Câu 6 : Một quả cầu có trọng lượng riêng d1=8200N/m3, thể tích V1=100cm3, nổi trên mặt một bình nước. Người ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu. Trọng lượng riêng của dầu là d2=7000N/m3 và của nước là d3=10000N/m3.Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu.
- Câu 7 : Một viên bi sắt rỗng ở giữa. Khi nhúng vào nước nó nhẹ hơn khi để ngoài không khí 0,15 N, Tìm trọng lượng của viên bi đó khi nó ở ngoài không khí, Biết dn = 10000 N/m3 ; dsắt = 78000 N/m3. Thể tích phần rỗng của viên bi là Vrỗng = 5 cm3.
- Câu 8 : Một khối gỗ hình hộp lập phương có cạnh a = 10cm được thả vào trong nước. Phần khối gỗ nổi trên mặt nước có độ dài l0 = 3cm.a. Tính khối lượng riêng của gỗ. Biết trọng lượng riêng của nước là dn = 10.000N/m3.b. Nối khối gỗ vào một vật nặng có khối lượng riêng Dvat =1.200kg/m3 bằng sợi dây mảnh [có khối lượng không đáng kể] qua tâm của mặt dưới khối gỗ ta thấy phần nổi của khối gỗ có chiều dài là l1 = 1cm. Tìm khối lượng mv của vật nặng và lực căng T của sợi dây.
- Câu 9 : Một quả cầu làm bằng kim loại có khối lượng riêng 7500 kg/m3 nổi trên mặt nước, tâm của quả cầu nằm trên cùng mặt phẳng với mặt thoáng của nước . Quả cầu có một phần rỗng có dung tích 1 dm3 . Tính trọng lượng của quả cầu .[Cho khối lượng riêng của nước 1000 kg/m3].
- Câu 10 : Một quả cầu bằng đồng có khối lượng 100 g thể tích 20 cm3. Hỏi quả cầu rỗng hay đặc? Thả vào nước nó nổi hay chìm? [Biết khối lượng riêng của đồng là 8 900 kg/m3 , trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m3]
- Câu 11 : Một miếng thép có một lỗ hổng ở bên trong. Dùng lực kế đo trọng lượng của miếng thép trong không khí thấy lực kế chỉ 370N. Nhúng ngập miếng thép trong nước thì thấy lực kế chỉ 320 N. Hãy xác định thể tích của lỗ hổng? Trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3: của thép là 78 000N/m3
- Câu 12 : Một khối gỗ hình trụ có tiết diện đáy S = 50 cm2 chiều cao h = 4 cm. thả khối gỗ vào nước ta thấy phần gỗ nổi trên mặt nước có độ cao h’ = 1 cm. Cho TLR của nước là 10000N/m3.a] Tính trọng lượng riêng của gỗ.b] Tính áp suất của nước tác dụng lên đáy dưới của miếng gỗ.
- Câu 13 : Một vật dạng hình hộp chữ nhật có bề dày b = 30 mm, đáy có kích thước a = 40 mm và c = 60 mm. Vật được thả trong một thùng chứa nước ở dưới và dầu hoả ở trên. Vật lơ lửng giữa mặt phân cách giữ nước và dầu và phần chìm trong nước bằng bề dày của khối. Xác định lực đẩy lên vật. Cho biết TLR của nước và dầu hoả lần lượt là d1 = 104N/m3 ‘ d2 = 0,81.104N/m3
- Câu 14 : Một khối gỗ hình lập phương có cạnh 12 cm nổi giữa mặt phân cách của dầu và nước, ngập hoàn toàn trong dầu, Mặt dưới của hình lập phương thấp hơn mặt phân cách 4 cm. Tìm khối lượng của thỏi gỗ. Biết khối lượng riêng của dầu: D1 = 0,8 g/cm3; của nước D2 = 1 g/cm3.
- Câu 15 : Một quả cầu có trọng lượng riêng d1 = 8200N/m3, có thể tích V1 = 100cm3, nỏi trên mặt một bình nước. Người ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu. Trọng lượng riêng của dầu là d2 = 7000N/m3 và của nước là d3 =10000N/m3. a]Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu. `b] Nếu tiếp tục rót thêm dầu vào thì thể tích phần ngập trong nước của quả cầu thay đổi như thế nào ?
- Câu 16 : Một khối gỗ nếu thả trong nước thì nổi , nếu thả trong dầu thì nổi thể tích. Hãy xác định khối lượng riêng của dầu, biết khối lượng riêng của nước là 1g/ cm3.
- Câu 17 : Một cục nước đá nổi trong một cốc nước. Hỏi khi cục nước đá tan hết thì mực nước trong cốc thay đổi như thế nào ? Giải thích ?
- Câu 18 : Trong một bình nước hình trụ có một khối nước đá nổi được giữ bằng một sợi dây nhẹ, không giãn [xem hình vẽ bên]. Biết lúc đầu sức căng của sợi dây là 10N. Hỏi mực nước trong bình sẽ thay đổi như thế nào, nếu khối nước đá tan hết? Cho diện tích mặt thoáng của nước trong bình là 100cm2 và khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
- Câu 19 : Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40cm2 cao h = 10 cm.Có khối lượng m = 160 ga] Thả khối gỗ vào nước.Tìm chiều cao của phần gỗ nổi trên mặt nước. Cho khối lượng riêng của nước là D0 = 1000 kg/m3 [= 1g/cm3]b] Bây giờ khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện DS = 4 cm2, sâu Dh và lấp đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11 300 kg/m3[= 11,3 cm3 ] khi thả vào trong nước người ta thấy mực nước bằng với mặt trên của khối gỗ. Tìm độ sâu Dh của lỗ.
- Câu 20 : Hai quả cầu đặc có thể tích mỗi quả là V = 100 cm3,được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không co giãn thả trongnước [hình vẽ]. Khối lượng quả cầu bên dưới gấp 4 lần khốilượng quả cầu bên trên. Khi cân bằng thì thể tích quả cầubên trên bị ngập trong nước.Hãy tính: a. Khối lượng riêng của các quả cầu? b.Lực căng của sợi dây? [Khối lượng riêng của nước là D= 1000kg/m3]