Vật lí 10 trang 132 Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng
Vật lí 10 trang 132 Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng
Giải Vật lí 10 trang 132 Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng sách Kết nối tri thức có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa vật lí 10 KNTT. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo
Vật lí 10 trang 131 bài 34
Câu hỏi 1 trang 131 SGK vật lí 10
Tại sao khối lượng riêng của một chất lại phụ thuộc vào nhiệt độ?
Lời giải
Khối lượng riêng được tính bằng thương số giữa khối lượng và thể tích.
– Khối lượng luôn không thay đổi.
– Thể tích tăng (giảm) khi nhiệt độ tăng (giảm).
Do đó, khối lượng riêng của một chất phụ thuộc vào nhiệt độ.
Câu hỏi 2 trang 131 SGK vật lí 10
Một hợp kim đồng và bạc có khối lượng riêng là 10,3 g/cm3. Tính khối lượng của bạc và đồng có trong 100 g hợp kim. Biết khối lượng riêng của đồng là 8,9 g/cm3, của bạc là 10,4 g/cm3.
Lời giải
Gọi m1, V1, ρ1 lần lượt là khối lượng, thể tích, khối lượng riêng của bạc.
m2, V2, ρ2 lần lượt là khối lượng, thể tích, khối lượng riêng của đồng.
– Thể tích của khối hợp kim là:
ρ = \(\frac{m}{V}\) => V = \(\frac{m}{\rho }\) = \(\frac{100}{10,3}\) = \(\frac{1000}{103}\)cm3
– Thể tích của khối hợp kim bằng thể tích của bạc và đồng có trong hợp kim.
Ta có: V = V1 + V2 ⇔ V = \(\frac{m_{1} }{\rho ^{1} } + \frac{m_{2} }{\rho ^{2} }\); với m = m1 + m2 = 100g
⇔ \(\frac{1000}{103}\) = \(\frac{m_{1} }{10,4}\) = \(\frac{100 – m_{1} }{8,9}\)
=> m1 ≈ 94,24g
=> m2 ≈ 5,76g
Vậy khối lượng của bạc là 94,24g khối lượng của đồng là 5,76g
Vật lí 10 trang 132 bài 34
Câu hỏi trang 132 SGK vật lí 10
Hãy dựa vào thí nghiệm vẽ ở Hình 34.2, cho biết độ lớn của áp lực phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc như thế nào.
Lời giải
Độ lớn của áp lực phụ thuộc vào khối lượng của vật và diện tích bề mặt tiếp xúc.
– Từ (1) và (3) ta thấy đối với vật có cùng khối lượng, diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn thì áp lực càng nhỏ và ngược lại.
– Từ (1) và (2) ta thấy đối với vật có cùng diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng càng lớn thì áp lực càng lớn và ngược lại.
Câu hỏi 1 trang 132 SGK vật lí 10
Trong Hình 34.3, lực nào sau đây là lực đàn hồi, lực ma sát, áp lực?
a) Lực của chân em bé tác dụng lên sàn nhà.
b) Lực của tay em bé kéo hộp đồ chơi.
c) Lực của hộp đồ chơi tác dụng lên sàn nhà.
Lời giải
a) Chân em bé tác dụng lên sàn nhà một lực là áp lực.
b) Tay em bé kéo hộp đồ chơi làm dây căng ra xuất hiện lực đàn hồi.
c) Hộp đồ chơi có bánh xe đang lăn trên sàn nhà xuất hiện lực ma sát giữa bề mặt tiếp xúc của bánh xe và sàn nhà.
Câu hỏi 2 trang 132 SGK vật lí 10
Chứng minh rằng áp lực của cuốn sách tác dụng lên mặt bàn nằm nghiêng một góc α (Hình 34.4) có độ lớn là: FN = P.cosα
Lời giải
– Phân tích trọng lực \(\vec{P}\) thành hai thành phần \(\vec{P_{1} }\), \(\vec{P_{2} }\) ta được:
– Thành phần \(\vec{P_{1} }\) ép lên mặt phẳng nghiêng theo phương vuông góc nên mặt phẳng nghiêng nên đóng vai trò là áp lực.
=> FN = P1 = P.cosα (đpcm)
Câu hỏi 1 trang 132 SGK vật lí 10
Tại sao xe tăng nặng hơn ô tô nhiều lần lại có thể chạy bình thường trên đất bùn (Hình 34.5a), còn ô tô bị lún bánh và sa lầy trên chính quãng đường này (Hình 34.5b)?
Lời giải
Xe tăng dùng xích có bản rộng (diện tích bị ép lớn) nên áp suất gây ra bởi trọng lượng của xe tăng nhỏ. Còn ô tô chạy bằng bánh có diện tích bị ép nhỏ nên áp suất gây ra bởi trọng lượng của ô tô lớn hơn.
Vì vậy, xe tăng nặng hơn ô tô nhiều lần vẫn có thể chạy bình thường trên đất bùn còn ô tô thì bị lún bánh và sa lầy trên chính quãng đường này.
Câu hỏi 2 trang 132 SGK vật lí 10
Trong hai chiếc xẻng vẽ ở Hình 34.6, xẻng nào dùng để xén đất tốt hơn, xẻng nào dùng để xúc đất tốt hơn? Tại sao?
Lời giải
– Xẻng trong hình 34.6a dùng để xúc đất tốt hơn vì có mũi vuông nên phần diện tích bề mặt lớn hơn, do đó mỗi lần xúc sẽ xúc được nhiều đất hơn.
– Xẻng trong hình 34.6b dùng để xén đất tốt hơn vì có mũi nhọn, diện tích bị ép nhỏ nên gây ra áp suất lớn lên đất, dễ đi sâu được vào đất hơn do đó sẽ dễ xén đất hơn.
Câu hỏi 3 trang 132 SGK vật lí 10
Một người nặng 50 kg đứng trên mặt đất nằm ngang. Biết diện tích tiếp xúc của mỗi bàn chân với đất là 0,015 m2. Tính áp suất người đó tác dụng lên mặt đất khi:
a) Đứng cả hai chân.
b) Đứng một chân.
Lời giải
Người đứng trên mặt đất nằm ngang thì trọng lực bằng áp lực (P = FN )
Áp lực của người là: FN = m.g = 50.10 = 500 (N)
a) Khi người đó đứng cả hai chân thì: S = 2. 0,015 = 0,03 (m2 )
=> Áp suất của người đó tác dụng lên mặt đất là: \(p = \frac{{{F_N}}}{S} = \frac{{500}}{{0,03}} \approx 16666,67(Pa)\)
b) Khi người đó đứng một chân thì: S = 0,015 m2
=> Áp suất của người đó tác dụng lên mặt đất là: \(p = \frac{{{F_N}}}{S} = \frac{{500}}{{0,015}} \approx 33333,33(Pa)\)
Vật lí 10 trang 133 bài 34
Câu hỏi trang 133 SGK vật lí 10
Một khối chất lỏng đứng yên có khối lượng riêng , hình trụ diện tích đáy S, chiều cao h (Hình 34.8). Hãy dùng công thức tính áp suất ở trên để chứng minh rằng áp suất của khối chất lỏng trên tác dụng lên đáy bình có độ lớn là p = ρ.g.h
Trong đó:
p là áp suất của chất lỏng tác dụng lên đáy bình;
ρ là khối lượng riêng của chất lỏng;
g là gia tốc trọng trường;
h là chiều cao của cột chất lỏng, cũng là độ sâu của chất lỏng so với mặt thoáng.
Lời giải
Ta có: \(p = \frac{F_{N} }{S} = \frac{m.g}{S} = \frac{\rho.V.g }{S} = \frac{\rho.S.h.g }{S} = \rho .h.g (đpcm)\)
Vật lí 10 trang 134 bài 34
Câu hỏi trang 134 SGK vật lí 10
Một khối hình lập phương có cạnh 0,30 m, khối lập phương chìm \(\frac{2}{3}\) trong nước. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3. Tính áp suất của nước tác dụng lên mặt dưới của khối lập phương và xác định phương, chiều, cường độ của lực gây ra bởi áp suất này.
Lời giải
– Áp suất của nước tác dụng lên mặt dưới của khối lập phương là:
p = ρ.g.h = 1000.9,8.\(\frac{2}{3}\).0,3 = 1960 N/m2
– Lực gây ra bởi áp suất này là lực đẩy Ác-si-mét có:
+ Phương: thẳng đứng.
+ Chiều: từ dưới lên trên.
+ Độ lớn: FA = ρ.g.V = 1000.9,8.0,3.0,3.\(\frac{2}{3}\).0,3 = 176,4 N
Câu hỏi 1 trang 134 SGK vật lí 10
Tính độ chênh lệch áp suất của nước giữa 2 điểm thuộc 2 mặt phẳng nằm ngang cách nhau 20 cm.
Lời giải
Đổi 20 cm = 0,2 m
Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3, lấy g = 9,8 m/s2.
Độ chênh lệch áp suất của nước giữa 2 điểm thuộc 2 mặt phẳng nằm ngang cách nhau 20 cm là:
∆p = ρ.g.∆h = 1000.9,8.0,2 = 1960 N/m2
Câu hỏi 2 trang 134 SGK vật lí 10
Hãy dùng phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên để chứng minh rằng áp suất ở các điểm nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì bằng nhau.
Lời giải
– Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên: ∆p = ρ.g.∆h
– Các điểm nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì đều có cùng một độ cao h => ∆h = 0 => ∆p = 0
=> Áp suất ở các điểm nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì bằng nhau.
Câu hỏi 3 trang 134 SGK vật lí 10
Hãy dùng phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên để chứng minh định luật Archemedes đã học ở lớp 8 cho trường hợp vật hình hộp chữ nhật có chiều cao h, làm bằng vật liệu có khối lượng riêng ρ.
Lời giải
Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên: ∆p = ρ.g.∆h
⇔ \(\frac{F}{S}\) = ρ.g.∆h
⇔ F = ρ.g.∆h.S
⇔ F = ρ.g.V (đpcm)