Bài 12: Sự nổi

Lý thuyết

Bài 12.1 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Khi vật nổi trên chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét có cường độ.

A. bằng trọng lượng của phần vật chìm trong nước.

B. bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiêm chỗ.

C. bằng trọng lượng của vật.

D. bằng trọng lượng riêng của nước nhân với thể tích của vật.

Hướng dẫn giải

=> Chọn B

Bài 12.2 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Cùng một vật, nổi trên hai chất lỏng khác nhau (H.12.1). Hãy so sánh lực đẩy Ác- si-mét trong hai trường hợp đó. Trọng lượng riêng của chất lỏng nào lớn hơn ? Tại sao?

Hướng dẫn giải

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 (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.

Bài 12.3 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Tại sao một lá thiếc mỏng, vo tròn lại rồi thả xuống nước thì chìm, còn gấp thành thuyền thả xuống nước lại nổi?

Hướng dẫn giải

- Lá thiếc mỏng được vo tròn lại, thả xuống nước thì chìm, vì trọng lượng riêng của lá thiếc lúc đó lớn hơn trọng lượng riêng của nước (d_thiếc > d_nước)

- Lá thiếc lúc đó được gấp thành thuyền, thả xuống nước lại nổi, vì trọng lượng riêng trung bình của thuyền nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước (thể tích của thuyền lớn hơn rất nhiều lần thể tích của lá thiếc vo tròn nên d_thuyền< d_nước )

Bài 12.4 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Hình 12.2 vẽ hai vật giống nhau về hình dạng và kích thước nổi trên nước. Một làm bằng li-e (khối lượng riêng 200kg/m³) và một làm bằng gỗ khô (khối lượng riêng 600kg/ m³). Vật nào là li-e ? Vật nào là gỗ khô? Giải thích

Hướng dẫn giải

Vật nổi trên chất lỏng khi trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩy Ac-si-met. Nhưng F_A bằng trọng lượng của phần thế 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. Theo bài ra thì mẫu thứ nhất là li-e, mẫu thứ hai là gỗ.

Bài 12.5 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Nếu quay ngược miếng gỗ cho quả cầu nằm trong nước thì mực nước có thay đổi không ?, Tại sao ?. Gắn một quả cầu bằng chì vào giữa mặt đang nổi trên nước của một miếng gỗ (H.12.3).

Hướng dẫn giải

Fa = P_vật không đổi nên thể tích nước bị chiếm chỗ không đổi và mực nước trong bình không đổi.

Bài 12.6 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Một chiếc sà lan có dạng hình hộp dài 4m, rộng 2m. Xác trọng lượng của sà lan biết sà lan ngập sâu trong nước 0,5m. Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³.

Hướng dẫn giải

Trọng lượng của sà lan:

p = F_A = dV = 10 000 x 4 x 2 x 0,5 = 40 000N

Bài 12.7 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Một vật có trọng lượng riêng là 26000N/m³. Treo vật vào một kế rồi nhúng vật ngập trong nước thì lực kế chỉ 150N. Hỏi nếu treo vật ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiêu ? Cho biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³.

Hướng dẫn giải

F_A = P - P_n ⇒ d_nV = dV - P_n

Với P là số chỉ của lực kế khi treo vật vào lực kế ở ngoài không khí;

P_n là số chỉ của lực kế khi vật ở trong nước;

d là trọng lượng riêng của vật,

d_n là trọng lượng riêng của nước.

Suy ra: \(V = {{{P_n}} \over {d - {d_n}}} \Rightarrow P = d.{{{P_n}} \over {d - {d_n}}} = 243,75N\)

Bài 12.8 trang 34 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Nếu thả một chiếc nhẫn đặc bằng bạc (Ag) vào thủy ngân (Hg) thì

A. nhẫn chìm vì d_Ag > d_Hg

B. nhẫn nổi vì d_Ag < d_Hg

C. nhẫn chìm vì d_Ag < d_Hg                      

D. nhẫn nổi vì d_Ag > d_Hg

Hướng dẫn giải

=> Chọn B

Bài 12.9 trang 35 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Thả một vật đặc có trọng lượng riêng d_v vào một bình đựng chất lỏng có trọng lượng riêng d_l thì

A. vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nổi lên lơ lửng trong chất lỏng khi d_V > d_l

B. vật sẽ chim xuống đáy rồi lại nổi lên một phần mặt chất lỏng khi dv = d_l

C. vật sẽ chìm xuống đáy rồi nằm im tại đáy khi d_V > d_l

D. vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nối một nửa trên mặt chất lỏng khi dv = 2d_l.

Hướng dẫn giải

=> Chọn C

Bài 12.10 trang 35 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Cùng một vật được thả vào bốn bình đựng bốn chất lỏng khác nhau (H.12.4). Hãy dựa vào hình vẽ và so sánh trọng lượng riêng của các chất lỏng

A. d₁ > d₂ > d₃ > d₄    

B. d₄ > d₁> d₂ > d₃

C. d₃ > d₂ > d₁ > d₄                              

D. d₄ > d₁ > d₃ > d₂

Hướng dẫn giải

Chọn C. d₃ > d₂ > d₁ > d₄

Khi vật chìm thì lực đẩy Ác- si –mét F_A < P nên d₁ < d_v trọng lượng riêng của chất lỏng d4 là nhỏ nhất. Khi vật lơ lửng trong chất lỏng thì lực đẩy Ác – si – mét F_A = P nên d₁ = d_v mà các vật đều giống nhau nên d_v là như nhau nên d₁ > d₄.

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 (bằng trọng lượng của vật).

+ Trường hợp thứ hai: F₂ = d₂V₂

+ Trường hợp thứ ba: F₃ = d₃V₃

Mà F₂ = F₃ và V₂ > V₃ (V₂, V₃ là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ). Do đó, trọng lượng riêng của chất lỏng thứ hai nhỏ hơn trọng lượng riêng của chất lỏng thứ ba hay d₂ < d₃.

Từ trên ta có : d₃ > d₂ > d₁ > d₄

Bài 12.11 trang 35 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Hai vật 1 và 2 có cùng thể tích được thả vào một bình đựng nước. Vật 1 chìm xuống đáy bình, vật 2 lơ lửng trong nước. Nếu gọi P₁ là trọng lượng của vật 1, F₁ là lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật 1; P₂ là trọng lượng của vật 2, F₂ là lực đáy Ác-si-mét tác dụng lên vật 2 thì

A. F₁ = F₂ và P₁ > P₂                               

B. F₁1 > F₂ và P₁> P₂

C. F₁ = F₂ và P₁ = P₂                                 

D. F₁1 < F₂ và P₁ > P₂

Hướng dẫn giải

Chọn A. F₁ = F₂ và P₁ > P₂

Bài 12.12 trang 35 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Dùng tay ấn một quả cầu rỗng bằng kim loại xuống đáy một bình đựng nước. Khi bỏ tay ra, quả cầu từ từ nổi lên và nổi một phần trên mặt nước. Hiện tượng trên xảy ra vì:

A. trọng lượng riêng của chất làm quả cầu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước

B. lực đẩy Ác-si-mét luôn bằng trọng lượng của quả cầu

C. lực đẩy Ác-si-mét mới đầu lớn hơn trọng lượng quả cầu, sau đó giảm dần tới bằng trọng lượng của quả cầu

D. lực đẩy Ác-si-mét mới đầu lớn hơn trọng lượng quả cầu, sau đi giảm dần tới nhỏ hơn trọng lượng của quả cầu

Hướng dẫn giải

=> Chọn c

Bài 12.13 trang 35 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Một phao bơi có thể tích 25dm³ và khối lượng 5kg, hỏi lực năng tác dụng vào phao khi dìm phao trong nước ? Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³

Hướng dẫn giải

Lực nâng phao là: F = F_A – P = 200N

Bài 12.14 trang 36 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Một chai thủy tinh có thể tích 1,5 lít và khối lượng 250g. Phải đổ vào chai ít nhất bao nhiêu nước để chìm nó trong nước ? Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³

Hướng dẫn giải

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên chai: F_A = Vd_n = 15N

Trọng lượng của chai: P = 10m = 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 \(V' = {{P'} \over {{d_n}}} = 0,00125{m^3}\) = 1,25 lít

Bài 12.15 trang 36 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Một xà lan có dạng hình hộp chữ nhật, kích thước 10m x 4m x 2m. Khối lượng của xà lan và các thiết bị đặt trên xà lan bằng 50 tấn. Hỏi có thể đặt vào xà lan hai kiện hàng, mỗi kiện nặng 20 tấn không ? Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³

Hướng dẫn giải

Lực đẩy Ac-si-met lớn nhất tác dụng lên xà lan:

F_m = Vd_n = 10.4.2.10 000 = 800 000N

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

P = 10.50 000 + 10.40 000 = 900 000N

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

Bài 12.16 trang 36 Sách bài tập (SBT) Vật lí 8

Người ta đến thăm Biển Chết không phải chỉ vì phong cảnh mà còn vì một điều kì lạ là mọi người đều có thể nổi trên mặt biển dù không biết bơi. Em hãy giải thích tại sao?

Hướng dẫn giải

Vì nước ở Biển Chết chứa nhiều muối nên trọng lượng riêng của nó lớn hơn trọng lượng riêng của cơ thể người, nhờ đó người có thể nổi trên mặt nước.