Cách giải bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét (cực hay)

Bài viết Cách giải bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét.

Cách giải bài tập về Lực đẩy Ác-si-mét (cực hay)

A. Phương pháp giải

Học sinh cần nắm kiến thức về lực đẩy Ác si mét, công thức tính lực đẩy Ác si mét và điều kiện nổi của một vật

1. Lực đẩy Ác si mét

   Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.

2. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét:

Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: F_A= d.V

Trong đó:

   d: là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³)

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

3. Khi nào vật chìm, khi nào vật nổi?

Gọi P là trọng lượng của vật, F là lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi vật ngập hoàn toàn trong chất lỏng.

- vật chìm xuống khi: P > F

- Vật nổi lên khi: P < F

- Vật lơ lửng trong chất lỏng: P = F

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Lực đẩy Ac si mét phụ thuộc vào các yếu tố:

A. Trọng lượng riêng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

B. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của vật.

C. Trọng lượng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

D. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Lời giải:

Đáp án D

- Lực đẩy Ác-si-mét được xác định bằng công thức F_A= d.V. Trong đó d: là trọng lượng riêng của chất lỏng, V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

- Vì vậy lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Ví dụ 2: Trong các câu sau, câu nào đúng?

A. Lực đẩy Ac si met cùng chiều với trọng lực.

B. Lực đẩy Ac si met tác dụng theo mọi phương vì chất lỏng gây áp suất theo mọi phương.

C. Lực đẩy Ac si met có điểm đặt ở vật.

D. Lực đẩy Ac si met luôn có độ lớn bằng trọng lượng của vật.

Lời giải:

Đáp án B

   Lực đẩy Ac si met có điểm đặt ở vật. Có phương thẳng đứng và có chiều hướng từ dưới lên trên.

Ví dụ 3: Một thỏi nhôm và một thỏi thép có thể tích bằng nhau cùng được nhúng chìm trong nước. Nhận xét nào sau đây là đúng?

A. Thỏi nào nằm sâu hơn thì lực đẩy Ác si met tác dụng lên thỏi đó lớn hơn.

B. Thép có trọng lượng riêng lớn hơn nhôm nên thỏi thép chịu tác dụng của lực đẩy Ác si met lớn hơn.

C. Hai thỏi nhôm và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Ác si met như nhau vì chúng cùng khối lượng.

D. Hai thỏi nhôm và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Ác si met như nhau vì chúng chiếm thể tích trong nước như nhau.

Lời giải:

Đáp án D

- Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Hai vật này có cùng thể tích nên phần thể tích nước bị chúng chiếm chỗ là như nhau.

- Vì vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào chúng là như nhau

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Ta biết công thức tính lực đẩy Acsimét là F_A= d.V. Ở hình vẽ bên thì V là thể tích nào?

A. Thể tích toàn bộ vật

B. Thể tích chất lỏng

C. Thể tích phần chìm của vật

D. Thể tích phần nổi của vật

Lời giải:

Đáp án C

   V là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Trong trường hợp này thì V là thể tích của phần bị chìm dưới mực chất lỏng của vật.

Câu 2: 10cm³ nhôm (có trọng lượng riêng 27.000N/m³) và 10cm³ (trọng lượng riêng 130.00N/m³) được thả vào một bể nước. Lực đẩy tác dụng lên khối nào lớn hơn?

A. Nhôm

B. Chì

C. Bằng nhau

D. Không đủ dữ liệu kết luận

Lời giải:

Đáp án C

- Hai vật này đều chìm dưới nước và chúng có thể tích bằng nhau nên thể tích của phần chất lỏng bị chúng chiếm chỗ là như nhau.

- Vì vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào chúng là như nhau.

Câu 3: Hai vật đặc được làm từ nhôm (có trọng lượng riêng 27.000N/m³) và chì (trọng lượng riêng 130.00N/m³) được thả vào một bể nước. Hai vật có cùng khối lượng 2kg. Lực đẩy tác dụng lên khối nào lớn hơn?

A. Nhôm

B. Chì

C. Bằng nhau

D. Không đủ dữ liệu kết luận

Lời giải:

Đáp án A

- Hai vật này có cùng khối lượng mà trọng lượng riêng của nhôm bé hơn của chì nên vật làm bằng nhôm sẽ có thể tích lớn hơn.

- Do đó lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật làm bằng nhôm sẽ lớn hơn.

Câu 4: Ba quả cầu có cùng thể tích , quả cầu 1 làm bằng nhôm, quả cầu 2 làm bằng đồng, quả cầu 3 làm bằng sắt. Nhúng chìm cả 3 quả cầu vào trong nước. So sánh lực đẩy Acsimét tác dụng lên mỗi quả cầu ta thấy.

Lời giải:

Đáp án B

- Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

- Ba quả cầu này có thể tích bằng nhau nên khi thả vào trong nước lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào chúng là như nhau

Câu 5: Một quả cầu bằng sắt treo vào 1 lực kế ở ngoài không khí lực kế chỉ 2,7N. Nhúng chìm quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 2,2N. Lực đẩy Acsimét có độ lớn là:

A. 2,7N      B. 2,2N

C. 4,9N      D. 0,5N

Lời giải:

Đáp án D

- Khi treo ngoài không khí số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của vật. Số chỉ của lực kế giảm đi là do có tác dụng của lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật. Lực đẩy Ac si mét cùng phương ngược chiều với trọng lực của vật.

- Độ lớn lực đẩy Ac si mét là:

   2,7 – 2,2 = 0,5 (N)

Câu 6: Một quả cầu bằng nhôm có phần bên trong rỗng. Quả cầu có phần bên ngoài kín để nước không vào được bên trong. Thể tích của quả cầu là 600cm³, khối lượng của quả cầu là 0,5kg. Quả cầu này được thả vào trong bể nước. Hỏi quả cầu có chìm hoàn toàn trong nước không? Tại sao?

Lời giải:

- Quả cầu không chìm hoàn toàn trong nước.

- Đổi 60cm³ = 6.10^-4 (m³)

- Trọng lượng của quả cầu là: 0,5.10 = 5(N)

- Nếu quả cầu chìm hoàn toàn trong nước thì lực đẩy Ac si mét tác dụng vào nó là:

   F_A= d.V = 10000.6.10^-4 = 6 (N)

F_A > P nên vật sẽ nổi trên mặt nước hay vật sẽ không chìm hoàn toàn.

Câu 7: Một vật nặng 3kg đang nổi trên mặt nước. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật bằng bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³

Lời giải:

- Vì vật đang nổi trên mặt nước nên lúc này lực đẩy Ác si mét và trọng lực của vật là bằng nhau.

- Trọng lượng của vật là: 3.10 = 30 (N)

- Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật là 30N

Đáp số: 30N

Câu 8: Móc 1 quả nặng vào lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 30N. Nhúng chìm quả nặng đó vào trong nước số chỉ của lực kế thay đổi như thế nào?

Lời giải:

- Số chỉ của lực kế sẽ giảm đi.

- Do có tác dụng của lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật, lực này cùng phương ngược chiều với trọng lực nên số chỉ của lực kế sẽ giảm đi.

Câu 9: Một vật móc vào 1 lực kế. Khi treo vật ngoài không khí thì lực kế chỉ 2,2N. Khi nhúng chìm vật vào trong nước lực kế chỉ 1,9N. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³. Tính thể tích của vật?

Lời giải:

- Độ lớn lực đẩy Ac si mét tác dụng vào vật là:

   2,2 – 1,9 = 0, 3(N)

- Áp dụng công thức:

   

- Thể tích của vật là:

   

Đáp số: 30cm³

Câu 10: Một khối nước đá hình lập phương cạnh 5cm, khối lượng riêng 0,9g/cm³. Viên đá nổi trên mặt nước. Tính tỉ số giữa thể tích phần nổi và phần chìm của viên đá từ đó suy ra chiều cao của phần nổi.

Lời giải:

- Thể tích của khối nước đá là:

   5.5.5 = 125 (cm³)

- Khối lượng của khối nước đá là:

   0,9.125 =112,5 (g) = 0,1125 (kg)

- Trọng lượng khối nước đá là:

    0,1125. 10 = 1,125 (N)

- Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên khối nước đá là 1,125N

- Thể tích phần nước đá chìm trong nước là:

F_A= d.V

   

- Tỉ số giữa thể tích phần nổi và phần chìm của viên đá là:

   (125 – 112,5) : 112,5 = 1/9

- Chiều cao của phần nổi là:

   

Đáp số: tỉ số 1/9 ; 4,4cm

D. Bài tập bổ sung

Bài 1. Thả một vật làm bằng kim loại  vào bình đo thể tích có vạch chia độ thì nước trong bình từ mức 130 cm³ dâng lên đến mức 175 cm³ . Nếu treo vật vào một lực kế trong điều kiện vẫn nhúng hoàn toàn trong nước thì lực kế chỉ F = 4,2 N . Cho trọng lượng riêng của nước d = 10 000 N/m³

a, Tính lực đẩy Ac si mét tác dụng lên vật.

b, Tính khối lượng riêng của chất làm nên vật.

Bài 2. Một vật làm bằng kim loại, nếu bỏ vào bình chứa có vạch chia thể tích thì làm cho nước trong bình dâng lên thêm 100 cm³( khi vật chìm trong nước).Nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 7,8N. Biết trọng lượng riêng của nước d = 10 000N/m³. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật và xác định khối lượng riêng của chất làm nên vật.

Bài 3. Một vật có khối lượng 0,5kg và khối lượng riêng 10,5g/cm³ được thả vào một chậu nước.Vật bị chìm xuống đáy hay nổi lên mặt nước? Tại sao? Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật. Cho trọng lượng riêng của nước d = 10 000N/m³.

Bài 4. Một quả cầu bằng sắt có khối lượng 0,5 kg được thả vào trong dầu. Biết lực đẩy tác dụng lên quả cầu là 0,5 N. Cho biết trọng lượng riêng của dầu là d₁ = 8000 N/m³. Tính trọng lượng riêng d₂ của sắt.

Bài 5. Một quả cầu có trọng lượng riêng d₁ = 8 200 N/m³, thể tích V₁ = 100 cm³, nổi trên mặt một bình nước. Người ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu. Trọng lượng riêng của dầu là d₂ = 7 000 N/m³ và của nước là d₃ = 10 000 N/m³. Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu.   

Bài 6. Một khối gỗ hình hộp lập phương có cạnh a = 10cm được thả vào trong nước. Phần khối gỗ nổi trên mặt nước có độ dài l₀ = 3cm.

a. Tính khối lượng riêng của gỗ. Biết trọng lượng riêng của nước là d_n = 10.000N/m³.

b. Nối khối gỗ vào một vật nặng có khối lượng riêng D_vat =1.200kg/m³ bằng sợi dây mảnh (có khối lượng không đáng kể) qua tâm của mặt dưới khối gỗ ta thấy phần nổi của khối gỗ có chiều dài là l₁ = 1cm. Tìm khối lượng m_v của vật nặng và lực căng T của sợi dây.

Bài 7. Một viên bi sắt rỗng ở giữa. Khi nhúng vào nước nó nhẹ hơn khi để ngoài không khí 0,15 N.

a. Tìm trọng lượng của viên bi đó khi nó ở ngoài không khí, Biết d_n = 10000 N/m³ ; d_sắt = 78 000 N/m³.

b. Thể tích phần rỗng của viên bi là V_rỗng = 5 cm³.

Bài 8. Một quả cầu làm bằng kim loại có khối lượng riêng 7500 kg/m³ nổi trên mặt nước, tâm của quả cầu nằm trên cùng mặt phẳng với mặt thoáng của nước. Quả cầu có một phần rỗng có dung tích 1 dm³ . Tính trọng lượng của quả cầu? (Cho khối lượng riêng của nước 1000 kg/m³).

Bài 9. Một miếng thép có một lỗ hổng ở bên trong. Dùng lực kế đo trọng lượng của miếng thép trong không khí thấy lực kế chỉ 370 N. Nhúng ngập miếng thép trong nước thì thấy lực kế chỉ 320 N. Hãy xác định thể tích của lỗ hổng? Trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m³; của thép là 78 000N/m³.

Bài 10. Một vật có khối lượng 567g làm bằng chất có khối lượng riêng 10,5 g/cm³ được nhúng hoàn toàn trong nước. Tìm lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật, cho TLR của nước là 10⁴ N/m³.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 8 cực hay, có lời giải chi tiết khác:

• Dạng 12: Phương pháp tính Áp lực, áp suất cực hay có lời giải
• Dạng 13: Cách giải bài tập về Áp suất khí quyển (cực hay)
• Dạng 14: Cách giải bài tập về Áp suất chất lỏng (cực hay)
• Dạng 15: Cách giải bài tập về Bình thông nhau (cực hay)
• Dạng 16: Cách giải bài tập về Máy nén thủy lực (cực hay)

Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 8 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 8
• Giải sách bài tập Vật lí 8
• Giải VBT Vật Lí 8
• Top 36 Đề thi Vật Lí 8 có đáp án

---