Bài toán liên quan đến lực đẩy Archimedes lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài toán liên quan đến lực đẩy Archimedes lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài toán liên quan đến lực đẩy Archimedes.

Bài toán liên quan đến lực đẩy Archimedes lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật có điểm đặt tại vị trí trùng với trọng tâm của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ, có phương thẳng đứng, có chiều từ dưới lên trên, có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị chiếm chỗ.

F_A = ρ.g.V

Trong đó:

F_A: lực đẩy Archimedes

ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³)

V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³)

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Một khối hộp có dạng hình lập phương nặng 1g đặt trong nước nguyên chất có khối lượng riêng ρ = 1000kg/m³. Mỗi cạnh của hộp có độ dài 1cm. Khối hộp này sẽ:

A. nổi lên.

B. chìm xuống.

C. đứng yên trong nước.

D. Không đủ dữ liệu để kết luận.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

- Đổi khối lượng riêng ρ = 1000 kg/m³ = 1g/cm³.

Trọng lượng của khối hộp P = mg

Lực đẩy Archimedes lên khối hộp đó: F_A = ρ.g.V

Do m = 1g. ρ.V = 1.1 = 1g

Từ đó ta thấy P và F_A có độ lớn bằng nhau. Vì vậy vật này đứng yên trong nước.

Lưu ý: Các lực khác ngoài 2 lực này triệt tiêu nhau.

Ví dụ 2: Có ba hình lập phương giống hệt nhau đứng cân bằng trên mặt nước như hình vẽ. Phần thể tích chìm trong nước của vật nào là lớn nhất?

A. Vật A.

B. Vật B.

C. Vật C.

D. Cả 3 đáp án đều sai.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Vì ba khối lập phương đều đứng cân bằng và giống hệt nhau nên lực đẩy Archimedes lên cả ba vật phải bằng nhau: F_A = F_B = F_C = ρ.g.V.

Dễ thấy phần thể tích chìm trong nước của cả ba vật phải bằng nhau, đáp án D.

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Một quả cầu có thể tích 20 cm³ lơ lửng trong nước, khối lượng riêng của nước là 1 g/cm³, lấy g = 9,8 m/s², lực đẩy Archimedes tác dụng lên quả cầu là

A. 0,3 N.

B. 0,32 N.

C. 0,196 N.

D. 0,98 N.

Đáp án đúng là C

Đổi 20 cm³ = 20.10^-6 m³; ρ = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.

Ta có: F_A = ρ.g.V = 1000.9,8.20.10^-6 = 0,196 N

Bài 2: Một vật nổi được trên bề mặt chất lỏng là do

A. lực đẩy Archimedestác dụng lên vậtlớn hơn trọng lực của vật.

B. lực đẩy Archimedestác dụng lên vật nhỏ hơn trọng lực của vật.

C. lực đẩy Archimedestác dụng lên vật cân bằng với trọng lực của vật.

D. Tất cả đều sai.

Đáp án đúng là: C

Trạng thái nổi lên hay chìm xuống của vật ở trong nước phụ thuộc vào chênh lệch độ lớn giữa trọng lực và lực đẩy Archimedes tác dụng vào vật. Vật nổi được trên mặt nước là dolực đẩy Archimedestác dụng lên vật cân bằng với trọng lựccủa vật.

Bài 3: Một vật ở trong lòng chất lỏng và đang chuyển động đi xuống, khi đó độ lớn giữa lực đẩy Archimedes và trọng lượng của vật như thế nào?

A. Độ lớn giữa lực đẩy Archimedes bằng trọng lượng của vật.

B. Độ lớn giữa lực đẩy Archimedes nhỏ hơn trọng lượng của vật.

C. Độ lớn giữa lực đẩy Archimedes lớn hơn trọng lượng của vật.

D. Không xác định được.

Đáp án đúng là: B

Trạng thái nổi lên hay chìm xuống của vật ở trong nước phụ thuộc vào chênh lệch độ lớn giữa trọng lực và lực đẩy Archimedes tác dụng vào vật. Một vật ở trong lòng chất lỏng và đang chuyển động đi xuống, có nghĩa là, độ lớn giữa lực đẩy Archimedes nhỏ hơn trọng lượng (độ lớn của trọng lực) của vật.

Bài 4: Một hòn đá được thả rơi vào chất lỏng. Sau một khoảng thời gian, người ta quan sát thấy hòn đá chuyển động thẳng đều. Khi đó, các lực tác dụng lên vật được biểu diễn như hình dưới. Hình dưới đã biểu diễn đủ các lực tác dụng lên vật chưa? Nếu chưa, hãy bổ sung và tính độ lớn của lực còn thiếu.

A. Chưa đủ, thiếu lực cản của nước có phương thẳng đứng, chiều hướng lên, độ lớn 2N.

B. Đã đủ các lực.

C. Chưa đủ, thiếu lực cản của nước có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, độ lớn 2N.

D. Chưa đủ, thiếu lực cản của nước có phương thẳng đứng, chiều hướng lên, độ lớn 3N.

Đáp án đúng là A

Hình dưới còn thiếu lực cản của nước:

Khi hòn đá chuyển động thẳng đều: $F_c=P-F_A=2,5-0,5=2N$

Bài 5: Một quả cầu có thể tích 20 cm³ lơ lửng trong nước, khối lượng riêng của nước là 1 g/cm³, lấy g = 9,8 m/s², lực đẩy Archimedes tác dụng lên quả cầu là

A. 0, 3 N.

B. 0,32 N.

C. 0,196 N.

D. 0,98 N.

Đáp án đúng là C

Đổi 20 cm³ = 20.10^-6 m³; ρ = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.

Ta có: F_A = ρ.g.V = 1000.9,8.20.10^-6 = 0,196 N.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

• Vận dụng hiểu biết về lực cản và lực nâng của chất lưu giải thích hiện tượng
• Bài toán vận dụng các định luật Newton
• Xác định moment lực, ngẫu lực
• Vận dụng quy tắc moment để tìm điều kiện cân bằng
• Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều
• Vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng để giải thích hiện tượng

Để học tốt lớp 10 các môn học sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---