Bài tập 12: Sự nổi


12.1. 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 chiếm chỗ.

C. bằng trọng lượng của vật .

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

Giải

=> Chọn B. bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.

 


12.2. 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 ?

Giải

FA1 = d1.V1 , FA2 = d2.V2 . Do FA1 = FA2 và V1 > V2 => d­1 < d2

 


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

Giải

- Lá thiết 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 (dthiếc > dnước)

- 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 dthuyền< dnước )

 


12.4. Hình 12.2. vẽ hai vật giống nhau vẽ 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.

Giải

Vật nổi trên chất lỏng khi trọng lượng của vật cân bằng với lực đầy Ac-si-met. Nhưng. FA bằng trọng lượng của phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Khối lượng riêng của vật càng nhỏ hơn so với khối lượng riêng của chất lỏng thì vật chìm trong chất lỏng sẽ càng nhỏ. Theo bài ra thì mẫu thứ nhất là li-e, mẫu thứ hai là gỗ khô.

 


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

Giải

FA = Pvật không đổi nên thể tích nước bị chiếm chỗ không đổi và mực nước trong bình không đổi.

 


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

Giải

Trọng lượng của sà lan:

P = FA = dV = 10 000 x 4,2 x 0,5 = 40 000N

 


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

Giải

FA = P – Pn => dnV =  Dv - Pn

Với P là số chỉ của lực kế khi treo vật vào lực kế ở ngoài không khí; Pn là số chỉ của lực kế khi vật ở trong nước; d là trọng lượng riêng của vật; dn là trọng lượng riêng của nước.

Suy ra: V = …..

 


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

A. nhẫn chìm vì dAg < dHg                  

B. nhẫn nổi vì dAg < dHg

C. nhẫn chìm vì dAg < dHg                  

B. nhẫn nổi vì dAg < dHg

Giải

=> Chọn B. nhẫn nổi vì dAg < dHg

 


12.9. Thả một vật đặc có trọng lượng riêng dv, vào một bình đựng chất lỏng có trọng lượng riêng là dl thì

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

B. vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nổi lên một phần mặt chất lỏng khi dV = dl

C. vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nằm im tại đáy khi dV > dl

D. vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nổi lên một nửa trên mặt chất lỏng khi dV = 2dl

Giải

=> Chọn C. vật sẽ chìm xuống đáy rồi lại nằm im tại đáy khi dV > dl

 


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

A. d1 > d2 > d3 > d4               

B. d4 > d1 > d2 > d4

C. d3 > d2 > d1 > d4                

B. d4 > d1 > d3 > d2

Giải

=> Chọn C. d3 > d2 > d1 > d4  

 


12.11. Hai vật 1 và 2 có cùng thể tích được thả vào một bình đựng nước. Vật 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 đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật 2 thì

A. F1 = F2 và P1 > P2              

B. F1 > F2 và P1 > P2

C. F1 = F2 và P1 = P2              

B. F1 < F2 và P1 > P2

Giải

=> Chọn A. F1 = F2 và P1 > P2  

 


12.12. 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 nhỏ dần tới nhỏ hơn trọng lượng của quả cầu

Giải

=> Chọn C. lực đẩy Ác-si-mét mới đầu lớn hơn trọng lượng quả cầu, sau đó nhỏ dần tới nhỏ hơn trọng lượng của quả cầu

 


12.13. 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

Giải

Lực nâng phao là: F = FA – P = 200N

 


12.14. 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

Giải

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên chai: FA = Vdn = 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’ = FA – P = 12,5N

Thể tích nước cần đổ vào chai là V’ = P’/dn = 0,00125m3 = 1,25 lít

 


12.15. 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

Giải

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

FA = Vdn = 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 > FA nên không thể đặt hai kiện hàng lên xà lan được.

 


12.16. Đố vui. Hàng năm có rất nhiều du khách đến thăm Biển Chết (nằm giữa I-xra-ren và Gioóc-đa-ni) Biển mang tên này, vì nước ở đây rất mặn, khiến các sinh vật biển không thể sinh sống được.

Người ta đến thăm Biển Chết không phải chỉ vì phong cảnh mà còn vì một điều kỳ lạ là mọi người có thể nổi trên mặt biển dù không biết bơi (H.12.5). Em hãy giải thích tại sao ?

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.