Bài 8: Áp suất chất lỏng – Bình thông nhau (Vật lý 8 học kì 1)

0
2854
bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-thumbnail

Trong bài viết này, HOCMAI muốn gửi tới các em học sinh khối 8 bài Bài 8 Áp suất chất lỏng – Bình thông nhau nằm trong chương trình Vật lý 8. Bài học hôm nay được áp dụng rất nhiều trong khoa học, kỹ thuật và xây dựng. Bình thông nhau là gì và cách vận hành ra sao, xin mời các em hãy tham khảo bài viết dưới đây để giải đáp được câu hỏi này nhé!

Bài viết tham khảo thêm:

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ 8 BÀI 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU

I – SỰ TỒN TẠI CỦA ÁP SUẤT CHẤT LỎNG

Chất lỏng tạo áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và tất cả sự vật ở trong lòng nó.

II – CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT CHẤT LỎNG

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-1

Công thức này cũng được áp dụng cho một điểm bất kì ở trong lòng chất lỏng, chiều cao của cột chất lỏng cũng chính là độ sâu của điểm đó xét so với mặt thoáng.

Chú ý: Ở trong một chất lỏng đứng yên, áp suất của những điểm ở trên cùng một mặt phẳng nằm ngang (có cùng độ sâu h) thì có độ lớn như nhau.

III –  BÌNH THÔNG NHAU

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-2

– Bình thông nhau: là một bình có hai nhánh mà nối thông đáy với nhau.

– Trong một bình thông nhau có chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở những nhánh khác nhau đều có cùng một độ cao.

– Trong bình thông nhau có chứa cùng một loại chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm ở trên cùng mặt phẳng nằm ngang thì đều bằng nhau.

Một trong những ứng dụng khá cơ bản của bình thông nhau và sự truyền áp suất bên trong chất lỏng là: máy ép dùng chất lỏng.

– Khi tác dụng một lực f lên một pittong lớn có diện tích là s, lực này sẽ gây áp suất p = f/s lên chất lỏng.

Áp suất này sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn xét theo mọi hướng tới pittong lớn có diện tích là S và gây nên một lực nâng F lên pittong này.

Công thức của máy ép dùng chất lỏng là: F/f = S/s

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-3

IV. MÁY THỦY LỰC

Cấu tạo gồm có: hai xi lanh (một nhỏ, một to) được nối liền thông với nhau, chứa đầy chất lỏng ở bên trong.

Trong máy thủy lực, nhờ có chất lỏng mà có thể truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất, vậy nên ta luôn có: F/f = S/s

Trong đó:

+ f là lực tác dụng lên pittong, có tiết diện s

+ F là lực tác dụng lên pittong, có tiết diện S

B. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 8 BÀI 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU

Bài C1 (trang 28 | SGK Vật Lý 8):

Cho một bình trụ có đáy C và những lỗ A, B ở thành bình được bịt lại bằng một màng cao su mỏng (H.8.3a). Hãy quan sát hiện tượng sẽ xảy ra khi ta đổ nước vào trong bình và cho biết hai màng cao su bị biến dạng (H.8.3b) thì chứng tỏ điều gì?

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-4

Lời giải:

Những màng cao su bị căng phồng ra thì chứng tỏ rằng chất lỏng gây áp suất lên thành bình và đáy bình.

Bài C2 (trang 28 | SGK Vật Lý 8):

Sử dụng thí nghiệm ở trong hình vẽ (câu 1) và hãy cho biết có phải chất lỏng chỉ có tác dụng áp suất lên bình theo một phương như đối với chất rắn không?

Lời giải:

Chất lỏng tạo áp suất lên bình theo mọi phương chứ không chỉ theo một phương như đối với chất rắn.

Bài C3 (trang 29 | SGK Vật Lý 8):

Lấy ra một bình trụ thủy tinh có một đĩa D tách rời sử dụng làm đáy. Muốn D đậy kín đáy ống ra cần phải sử dụng tay kéo dây buộc lấy đĩa D lên (H.8.4a). Khi nhấc bình vào sâu trong nước rồi buông tay và kéo sợi dây ra, đĩa D vẫn không rời khỏi đáy bình kể cả khi quay bình theo nhiều phương khác nhau (H.8.4b). Thí nghiệm này đã chứng minh điều gì?

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-5

Lời giải:

Điều này chứng tỏ rằng chất lỏng tạo ra áp suất theo mọi phương lên những vật ở trong lòng nó.

Bài C4 (trang 29 | SGK Vật Lý 8):

Dựa theo những thí nghiệm trên, chọn từ thích hợp để cho những chỗ trống trong kết luận sau đây:

Chất lỏng không chỉ tạo áp suất lên ……… bình, mà còn lên cả …… bình và những vật ở …… chất lỏng.

Lời giải:

Chất lỏng không chỉ tạo áp suất lên đáy bình, mà còn lên cả thành bình và những vật ở trong lòng chất lỏng.

Bài C5 (trang 30 | SGK Vật Lý 8):

Đổ nước vào trong một bình có hai nhánh thông với nhau (hoặc gọi là bình thông nhau). Hãy dựa theo công thức đã học để tính áp suất chất lỏng và đặc điểm của áp suất chất lỏng đã nêu ở trên để so sánh được áp suất pA, pB và dự đoán xem nước có trong bình đã đứng yên thì mực nước sẽ ở trạng thái nào trong ba trạng thái được vẽ ở hình 8.6a, b, c.

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-6

Xét thí nghiệm như ở trong hình 8.6a, b, c, tìm ra từ thích hợp điền chỗ trống trong kết luận dưới đây:

Kết luận: Trong bình thông nhau có chứa cùng một loại chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở………độ cao.

Lời giải:

Mực nước ở trong bình sẽ ở trạng thái như mô tả trong hình 8.6c SGK (mực nước ở hai nhánh là bằng nhau).

Kết luận: Trong bình thông nhau có chứa cùng một loại chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng độ cao.

Bài C6 (trang 31 | SGK Vật Lý 8):

Trả lời câu hỏi ở phần đầu bài: Tại sao khi lặn sâu, người thợ lặn cần phải mặc bộ áo lặn chịu được áp suất lớn?

Lời giải:

Khi lặn sâu xuống dưới lòng biển, áp suất do nước biển gây ra là rất lớn, con người nếu không mặc lên người áo lặn thì sẽ không thể chịu được áp suất này.

Bài C7 (trang 31 | SGK Vật Lý 8):

Một thùng độ cao 1,2m, cho đựng đầy nước. Tính áp suất của nước tác dụng lên đáy thùng và tác dụng lên một điểm cách đáy thùng 0,4m.

Lời giải:

Trọng lượng riêng của nước là: d = 10000 N/m³.

Áp suất tác dụng lên phần đáy thùng là:

p = d.h1 = 10000.1,2 = 12000 N/m².

Áp suất đã tác dụng lên điểm cách đáy thùng 0,4 m là:

p = d.h2 = 10000.(1,2 – 0,4) = 8000 N/m²

Bài C8 (trang 31 | SGK Vật Lý 8):

Trong hai ấm ở trong hình 8.8, ấm nào đựng được nhiều nước hơn?

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-6

Lời giải:

Ta thấy phần vòi ấm và phần thân của ấm chính là kiểu bình thông nhau, mực nước ở trong ấm và ở trong vòi luôn có cùng độ cao vì vậy ấm có vòi cao hơn thì sẽ đựng được nhiều nước hơn.

Bài C9 (trang 31 | SGK Vật Lý 8):

Hình 8.9 là một bình kín có gắn thiết bị sử dụng để đo mực chất lỏng trong nó. Bình A được làm bằng chất liệu không trong suốt. Thiết bị B thì được làm bằng chất liệu trong suốt. Hãy giải thích hoạt động của thiết bị ấy.

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-8

Lời giải:

Phần thân A và ống B là hai nhánh của một bình thông nhau, mực chất lỏng của hai nhánh này thì luôn bằng nhau, quan sát mực chất lỏng ở trong nhánh B (nhờ có ống trong suốt) ta biết được mực chất lỏng của bình A.

Bài C10 (trang 31 | SGK Vật Lý 8):

Người ta sử dụng một lực 1000N để nâng được một vật nặng 50000N bằng một chiếc máy thủy lực. Hỏi rằng diện tích pittông nhỏ và lớn của cái máy thủy lực này có đặc điểm gì?

Lời giải:

Để nâng được một vật nặng F = 50000N bằng một lực là f = 1000N thì diện tích S của cái pit-tông lớn và diện tích s của cái pit-tông nhỏ của máy thủy lực cần phải thỏa mãn điều kiện sau:

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-8

Vậy diện tích của pit-tông lớn bằng 50 lần với diện tích của pit-tông nhỏ.

C. GIẢI SÁCH BÀI TẬP VẬT LÝ 8 BÀI 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU

Bài 8.1 (trang 26 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Bốn hình A, B, C, D cùng cho đựng nước (H.8.1).

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-10

a) Áp suất của nước áp dụng lên đáy bình nào là lớn nhất?

A) Bình A

B) Bình B

C) Bình C

D) Bình D

b) Áp suất của nước áp dụng lên đáy bình nào là nhỏ nhất?

A) Bình A

B) Bình B

C) Bình C

D) Bình D

Lời giải:

a) Chọn A vì ở trong tất cả các bình đều là nước, vậy nên trọng lượng riêng của chất lỏng là bằng nhau, bình nào mà có cột chất lỏng cao nhất thì áp suất sẽ là lớn nhất.

b) Chọn D vì ở trong tất cả các bình đều là nước, vậy nên trọng lượng riêng của chất lỏng là bằng nhau, bình nào mà có cột chất lỏng thấp nhất thì áp suất sẽ là nhỏ nhất.

Bài 8.2 (trang 26 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Hai bình A, B thông với nhau. Bình B đựng nước, bình A đựng dầu tới cùng một độ cao (như hình H.8.2). Khi mở khóa K, dầu và nước có chảy từ bình này sang bình kia không?

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-11

A) Không, bởi vì độ cao của cột chất lỏng ở hai bình là bằng nhau.

B) Dầu sẽ chảy sang nước bởi vì lượng dầu lớn hơn

C) Dầu sẽ chảy sang nước bởi vì dầu nhẹ hơn

D) Nước sẽ chảy sang dầu bởi vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất lên cột dầu do trọng lượng riêng của dầu nhỏ hơn nước.

Lời giải:

Chọn D

Khi mở khóa K nước sẽ chảy sang dầu bởi vì áp suất cột nước lớn hơn so với áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn so với dầu.

Bài 8.3 (trang 26 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Hãy so sánh áp suất tại những điểm: A, B, C, D và E trong một bình đựng chất lỏng được minh họa như ở hình 8.3

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-12

Lời giải:

Ta có: p = d.h

Trong cùng một loại chất lỏng, trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau, vậy nên áp suất trong chất lỏng sẽ phụ thuộc vào độ sâu của cột chất lỏng và so với mặt thoáng. Căn cứ vào hình bên, ta có thể thấy: Pe < Pc = Pb < Pd < Pa

(Pc = Pb bởi vì hai điểm này ở ngang nhau).

Bài 8.4 (trang 27 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một cái bình có lỗ nhỏ O ở đáy và thành bên là một pittông A (hình H.8.4). Người ta cho đổ nước tới miệng bình. Có một tia nước phun ra từ lỗ O.

a) Khi mực nước hạ xuống dần từ miệng bình đến điểm O thì hình dạng của tia nước sẽ thay đổi như thế nào?

b) Người ta cho kéo pittông tới vị trí A’ rồi lại tiếp tục đổ nước cho tới miệng bình. Tia nước đã phun từ O có gì thay đổi không? Giải thích vì sao?

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-13

Lời giải:

Hình dạng của tia nước có phụ thuộc vào áp suất mà nước tác dụng lên thành bình tại điểm O. Áp suất đó mà càng lớn thì tia nước sẽ càng vọt ra xa bình.

a) Mực nước sẽ hạ dần từ miệng bình cho tới điểm O, vậy thì áp suất tác dụng lên điểm O sẽ giảm dần. Vì vậy tia nước giảm dần về phía thành bình. Khi mực nước tiến sát tới điểm O, áp suất trở nên rất nhỏ, không tạo ra được tia nước, và nước sẽ chạy dọc theo phía thành bình xuống tới đáy bình.

b) Khi kéo pittông từ vị trí A cho đến vị trí A’, đáy bình sẽ được nâng cao cho đến gần điểm O, nhưng khoảng cách từ O đến với miệng bình không thay đổi, nên áp suất mà nước đã tác dụng vào điểm O không thay đổi.

Bài 8.5 (trang 27 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Câu nào sau đây là để nói về áp suất chất lỏng là đúng?

A) Chất lỏng luôn gây áp suất theo phương thẳng đứng từ trên xuống.

B) Áp suất của chất lỏng luôn phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng.

C) Chất lỏng thì gây áp suất theo mọi phương.

D) Áp suất của chất lỏng chỉ phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng.

Lời giải:

Chọn C

Chất lỏng luôn gây áp suất theo mọi phương lên thành bình, đáy bình và cả trong lòng của chất lỏng.

Bài 8.6 (trang 27 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Hình 8.6 đã minh họa mặt cắt của một con đê chắn nước, cho thấy rằng mặt đê bao giờ cũng hẹp hơn so với chân đê. Đê được cấu tạo như thế là nhằm để?

bai-8-ap-suat-chat-long-binh-thong-nhau-13

A) tiết kiệm phần đất đắp đê.

B) làm thành một mặt phẳng nghiêng, tạo điều kiện thuận lợi cho con người muốn đi lên mặt đê.

C) có thể trồng được cỏ lên trên đê, giúp giữ cho đê khỏi bị lở.

D) chân đê có thể chịu áp suất lớn hơn nhiều so với cả mặt đê.

Lời giải:

Chọn D

Mặt đê hẹp hơn so với chân đê để chân đê có thể chịu được áp suất lớn hơn nhiều so với cả mặt đê.

Bài 8.7 (trang 28 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một chiếc ống thủy tinh hình trụ đựng bên trong chất lỏng, đang được đặt thẳng đứng. Nếu nghiêng ống đó sao cho chất lỏng không bị chảy ra khỏi ống, thì áp suất của chất lỏng gây ra ở đáy bình.

A) tăng

B) giảm

C) không đổi

D) bằng không.

Lời giải:

Chọn B

Vì chiều cao của cái cột chất lỏng giảm nên áp suất của nó cũng giảm.

Khi nghiêng cái ống đi thì khoảng cách từ mặt thoáng chất lỏng đến đáy bình sẽ giảm (tức chiều cao của cột chất lỏng cũng giảm) vậy nên áp suất của nó giảm.

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 8 BÀI 8: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG – BÌNH THÔNG NHAU

Vậy là các em học sinh khối 8 thân yêu đã cùng với HOCMAI soạn xong bài Bài 8: Áp suất chất lỏng – Bình thông nhau. Kiến thức về bình thông nhau, áp suất chất lỏng tuy thật dễ hiểu nhưng rất hữu dụng phải không nào? Con người chúng ta đã sử dụng kiến thức ấy trong nhiều mặt của đời sống. Các em có thể tham khảo thêm thật nhiều bài học bổ ích nữa tại website hoctot.hocmai.vn.