Giải Vật Lí 8 Bài 12: Sự nổi

Trịnh Thị Giang Ngày: 11-05-2022 Lớp 8

1.1 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 8 Bài 12: Sự nổi chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Sự nổi lớp 8.

Giải bài tập Vật Lí lớp 8 Bài 12: Sự nổi

Trả lời câu hỏi giữa bài

Trả lời bài C1 trang 43 sgk vật lí 8: Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của những lực nào, phương và chiều của chúng có giống nhau không?

Phương pháp giải:

Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.

Lời giải:

Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của trọng lực P và lực đẩy Ác – si - mét $F_{A}$ . Hai lực này cùng phương thẳng đứng nhưng ngược chiều nhau. Trọng lực P hướng từ trên xuống dưới còn lực đẩy Ác-si-mét $F_{A}$ hướng từ dưới lên trên.

Trả lời bài C2 trang 43 sgk vật lí 8: Có thể xảy ra ba trường hợp sau đây đối với trọng lượng P của vật và độ lớn FA của lực đẩy Ác-si–mét:

a) FA < P b) FA = P c) FA > P

Hãy vẽ các vectơ lực tương ứng với ba trường hợp trên hình 12.1a, b, c và chọn cụm từ thích hợp trong số các cụm từ sau đây cho các chỗ trống ở phía các câu phía dưới hình 12.1:

(1) Chuyển động lên trên (nổi lên mặt thoáng)

(2) Chuyển động xuống dưới (chìm xuống đáy bình).

(3) Đứng yên (lơ lửng trong chất lỏng).

Lời giải:

a) Chuyển động xuống dưới (chìm xuống đáy bình).

b) Đứng yên (lơ lửng trong chất lỏng).

c) Chuyển động lên trên (nổi lên mặt thoáng).

Trả lời bài C3 trang 44 sgk vật lí 8: Tại sao miếng gỗ thả vào nước lại nổi ?

Lời giải:

Do trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn so với trọng lượng riêng của nước nên khi thả miếng gỗ vào nước thì nó sẽ chịu lực đẩy Ác-si-mét, khi nó ngập trong nước thì lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lực P nên nó đẩy khối gỗ lên làm khối gỗ nổi.

Trả lời bài C4 trang 44 sgk vật lí 8: Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác- si- mét có bằng nhau không ? Tại sao ?

Phương pháp giải:

Nếu ta thả một vật ở trong lòng chất lỏng thì:

+ Vật chìm xuống khi: $F_{A} < P$

+ Vật nổi lên khi: $F_{A} > P$

+ Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: $F_{A} = P$

Lời giải:

Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, miếng gỗ ở trạng thái cân bằng nên nó chịu tác dụng của hai lực cân bằng.

=> $P = F_{A}$

Trả lời bài C5 trang 44 sgk vật lí 8: Độ lớn của lực đẩy Ác - si- mét được tính bằng biểu thức: FA = d.V, trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là gì ? Trong các câu trả lời sau đây, câu nào là không đúng?

A. V là thể tích của phần nước bị gỗ chiếm chỗ.

B. V là thể tích của cả miếng gỗ.

C. V là thể tích của phần miếng gỗ chìm trong nước.

D. V là thể tích được gạch chéo trong hình 12.2.

Lời giải:

Từ hình vẽ và từ công thức FA = d.V, ta có V là

+ Thể tích của phần nước bị chiếm chỗ => A đúng.

+ Thể tích của phần miếng gỗ chìm trong nước => C đúng.

+ Thể tích được gạch chéo trong hình => D đúng

=> B - sai

Chọn đáp án B

Trả lời bài C6 trang 44 sgk vật lí 8: Biết P = dV.V (trong đó dV là trọng lượng riêng của chất làm vật, V là thể tích của vật) và FA = dl.V (trong đó dl là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật là một khối đặc nhúng ngập vào trong chất lỏng thì:

- Vật sẽ chìm xuống khi : dV > dl

- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dV = dl

- Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: dV < dl

Phương pháp giải:

Nếu ta thả một vật ở trong lòng chất lỏng thì:

+ Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác-si-mét FA nhỏ hơn trọng lực P: FA < P.

+ Vật nổi lên khi: FA > P.

+ Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: FA = P.

Lời giải:

Ta có trọng lượng của vật được tính bằng công thức $P = d_{V} . V$ và lực đẩy Ác – si - mét được tính bằng công thức: $F_{A} = d_{l} . V$

Theo tính chất của vật nổi hay chìm trong chất lỏng ta có:

+ Vật sẽ chìm xuống khi : $P > F_{A} \to d_{V} > d_{l}$ (đpcm)

+ Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi : $P = F_{A} \to d_{V} = d_{l}$ (đpcm)

+ Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi : $P < F_{A} \to d_{V} < d_{l}$ (đpcm)

Trả lời bài C7 trang 44 sgk vật lí 8: Hãy giúp Bình trả lời An trong phần mở bài, biết rằng con tàu không phải là một khối thép đặc mà có nhiều khoảng rỗng.

" Đố nhau:

An - Tại sao khi thả vào nước thì hòn bi gỗ nổi, còn hòn bi sắt lại chìm ?

Bình - Vì hòn bi gỗ nhẹ hơn.

An - Thế tại sao con tàu bằng thép nặng hơn hòn bi thép lại nổi còn hòn bi thép thì chìm ?

Bình = ?! "

Lời giải:

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.

Trả lời bài C8 trang 44 sgk vật lí 8: Thả một hòn bị thép vào thủy ngân thì bi nổi hay chìm ? Tại sao ?

Phương pháp giải:

Nếu vật là một khối đặc và được nhúng ngập trong lòng chất lỏng thì:

+ Vật sẽ chìm xuống khi: $P > F_{A} \to d_{V} > d_{l}$

+ Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi : $P = F_{A} \to d_{V} = d_{l}$

+ Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi : $P < F_{A} \to d_{V} < d_{l}$

Trong đó:

- dV là trọng lượng riêng của chất làm vật

- dl là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Lời giải:

Do trọng lượng riêng của hòn bi thép nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân ( $d_{V} < d_{l}$ )

=> Viên bi nổi.

Trả lời bài C9 trang 44 sgk vật lí 8: Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước. Vật M chìm xuống đáy bình còn vật N lơ lửng trong chất lỏng. Gọi PM, FAM là trọng lượng và lực đẩy Ác-si–mét tác dụng lên vật M; PN, FAN là trọng lượng và lực đẩy Ác-si–mét tác dụng lên vật N. Hãy chọn dấu "="; "<"; ">" thích hợp cho các ô trống

a) FAM ... FAN

b) FAM ... PM

c) FAN ... PN

d) PM ... PN

Phương pháp giải:

Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: $F_{A} = d V$

Trong đó:

+ d là trọng lượng riêng của chất lỏng.

+ V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Lời giải:

a) Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước nên lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật là bằng nhau: $F_{A_{M}} = F_{A_{N}}$ . (1)

b) Vật M chìm xuống đáy bình nên $F_{A_{M}} < P_{M}$ (2)

c) Vật N lơ lửng trong chất lỏng nên $F_{A_{N}} = P_{N}$ (3)

d) Từ (1), (2) và (3) ta suy ra: $P_{M} > P_{N}$ .

Lý thuyết Bài 12: Sự nổi

1. Điều kiện để vật nổi, vật chìm

Nếu ta thả một vật ở trong lòng chất lỏng thì:

+ Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác si mét nhỏ hơn trọng lượng :

+ Vật nổi lên khi:

+ Vật lơ lửng trong chất lỏng khi:

2. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét

Khi vật lơ lửng trong chất lỏng thì lực đẩy Ác – si – mét

Trong đó:

+ là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng (không phải thể tích của vật)

+ là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Chú ý: Khi nhúng chìm vật rắn vào trong một bình chất lỏng thì có ba trường hợp xảy ra: Vật chìm xuống; Vật nằm lơ lửng trong lòng chất lỏng; Vật nổi lên trên mặt chất lỏng.

- Trường hợp vật đang chìm xuống, nằm lơ lửng trong chất lỏng và đang nổi lên, là những trường hợp tương đối dễ để phân tích và HS thường mắc phải sai lầm.

Tuy nhiên, trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình và nhất là trường hợp vật nằm yên trên mặt chất lỏng, là những trường hợp mà học sinh dễ nhầm lẫn.

- Trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình, học sinh thường chỉ hiểu trong trường hợp này mà không chú ý là khi đã nằm yên ở đáy bình thì các lực tác dụng lên vật phải cân bằng nhau:

Trong đó: là lực của đáy bình tác dụng lên vật.

- Trường hợp vật nằm yên trên mặt chất lỏng, HS thường cho rằng trong trường hợp này FA > P mà không thấy là khi vật đã nằm yên thì các lực tác dụng lên vật phải cân bằng nhau:

Tới đây, học sinh lại hay mắc sai lầm về giá trị độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét trong khi áp dụng công thức , học sinh thường cho là thể tích của vật, không thấy chỉ là thể tích của phần vật bị chìm trong chất lỏng.

Do vậy HS cần lưu ý rằng:

+ Khi vật nằm yên, các lực tác dụng vào vật phải cân bằng nhau.

+ Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì với là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng.

Sơ đồ tư duy về sự nổi