SBT Vật lí 10 Cánh diều Bài 4: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Nguyễn Lê Khánh Vy Ngày: 13-01-2023 Lớp 10

1.8 K

Toptailieu biên soạn và giới thiệu giải Sách bài tập Vật lí 10 trang 27,28 Bài 4: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm các bài tập từ đó nâng cao kiến thức và biết cách vận dụng phương pháp giải vào các bài tập trong SBT Vật lí 10 Bài 4.

SBT Vật lí 10 Cánh diều Bài 4: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Bài 2.37 trang 27 sách bài tập Vật lí 10:Ta thường nói bông nhẹ hơn sắt. Cách giải thích nào sau đây không đúng?

A. Trọng lực tác dụng lên sắt lớn hơn.

B. Khối lượng riêng của bông nhỏ hơn.

C. Mật độ phân tử của sắt lớn hơn mật độ phân tử của bông.

D. Khối lượng của sắt lớn hơn khối lượng của phần bông có cùng thể tích.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

A – sai vì chưa biết rõ khối lượng của sắt và bông trong tình huống này và vị trí so sánh (ở nơi nào trên Trái Đất hay ở một hành tinh khác).

B, C, D – đúng

Bài 2.38 trang 27 sách bài tập Vật lí 10: Do có khối lượng riêng khoảng 1,29 kg/m³ nên trọng lượng của không khí gây ra áp suất lên mặt nước biển vào khoảng 101 kPa. Bề dày của khí quyển Trái Đất được ước lượng bằng

A. 7,83 m.

B. 7,83 km.

C. 78,3 m.

D. 78,3 km.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Áp suất: $p = ρ g h \Rightarrow h = \frac{p}{ρ g} = \frac{101000}{1, 29.10} = 7829, 5 m \approx 7, 83 k m$

Bài 2.39 trang 27 sách bài tập Vật lí 10:Ba quả cầu bằng thép được nhúng vào trong nước như hình 2.7. Nhận xét nào sau đây là đúng về áp suất của nước lên các quả cầu?

(ảnh 1)

A. Áp suất lên quả 2 là lớn nhất vì có thể tích lớn nhất.

B. Áp suất lên quả 1 là lớn nhất vì có thể tích nhỏ nhất.

C. Áp suất lên quả 3 là lớn nhất vì sâu nhất.

D. Áp suất lên ba quả như nhau vì cùng bằng thép và cùng ở trong nước.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Áp suất của chất lỏng tác dụng lên một điểm phụ thuộc vào độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng chất lỏng.

Quả cầu 3 ở vị trí sâu nhất nên h lớn nhất, khi đó áp suất lên quả 3 là lớn nhất.

Bài 2.40 trang 28 sách bài tập Vật lí 10:Khối lượng riêng của thép là 7 850 kg/m³. Một quả cầu thép bán kính 0,150 m có khối lượng 80,90 kg. Cho biết công thức tính thể tích của khối cầu là $V = \frac{4}{3} π r^{3}$ . Chứng tỏ rằng quả cầu này rỗng và tính thể tích phần rỗng.

Lời giải:

Thể tích quả cầu:

$V = \frac{4}{3} π r^{3} = \frac{4}{3} π .0, 150^{3} = 0, 014 (m^{3})$

Nếu quả cầu thép đặc thì sẽ có khối lượng:

$m = ρ . D = 7850.0, 014 = 109, 9 (k g)$

Giá trị này lớn hơn khối lượng của quả cầu nên quả cầu rỗng.

Phần rỗng có khối lượng:

$m_{r} = 109, 9 - 80, 90 = 29 (k g)$

Do đó, thể tích phần rỗng của quả cầu là:

$V_{r} = \frac{m_{r}}{ρ} = \frac{29}{7850} = 0, 004 (m^{3})$

Bài 2.41 trang 28 sách bài tập Vật lí 10:Một chiếc ghế trọng lượng 80 N có bốn chân, diện tích mỗi chân 10 cm². Tính áp suất do ghế tác dụng lên sàn.

Lời giải:

Diện tích bị ép của mặt sàn:

$S = 4. ({10.10}^{- 4}) = {40.10}^{- 4} (m^{2})$

Áp suất do ghế tác dụng lên sàn:

$p = \frac{F}{S} = \frac{80}{{40.10}^{- 4}} = 20000 N / m^{2}$

Bài 2.42 trang 28 sách bài tập Vật lí 10: Đáy một tàu thủy bị thủng ở độ sâu 1,2 m. Người ta tạm sửa bằng cách đặt một miếng vá áp vào lỗ thủng từ phía trong. Biết lỗ thủng rộng 200cm² và khối lượng riêng của nước là . Lực tối thiểu bằng bao nhiêu để được giữ miếng vá? Lấy g = 10 m/s².

Lời giải:

Áp suất lên miếng vá ở độ sâu 1,2m là

$p = p_{o} + ρ . g . h = p_{o} + 1000.10.1, 2 = p_{o} + 12000 (P a)$

Do trong tàu cũng có áp suất khí quyển p₀ nên để giữ được miếng vá từ phía trong, thì lực tối thiểu bằng áp lực của nước lên miếng vá:

$F = ρ . g . h . S = {12000.200.10}^{- 4} = 240 (N)$

Bài 2.43 trang 28 sách bài tập Vậtl í 10:Vì sao càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm?

Lời giải:

Càng lên cao, mật độ khí quyển càng giảm, lực hút của Trái Đất lên các phân tử khí càng giảm và bề dày của khí quyển tính từ điểm đo áp suất càng giảm nên áp suất khí quyển càng giảm.

Bài 2.44 trang 28 sách bài tập Vật lí 10:Một khối lập phương có cạnh 0,20 m nổi trên mặt nước như hình 2.8, phần chìm dưới nước cao 0,15 m. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³.

(ảnh 1)

a. Tính chênh lệch áp suất tác dụng lên mặt đáy và mặt trên của khối lập phương.

b. Tính lực đẩy lên khối lập phương do chênh lệch áp suất này gây ra. Lực này chính là lực đẩy Archimedes của nước lên khối lập phương. Cách tính lực đẩy của nước lên khối lập phương có gì khác nếu cả khối nằm trong nước?

c. Giải thích tại sao nếu khối lập phương là vật đặc đồng chất thì có thể xác định được chất liệu của nó qua thí nghiệm này.

Lời giải:

a. Do mặt trên của khối lập phương không nằm trong nước, không chịu tác dụng của áp suất nước nên chênh lệch áp suất tác dụng lên mặt đáy và mặt trên của khối lập là:

$Δ p = ρ . g . Δ h = 1000.10.0, 15 = 1500 (P a)$

b. Lực đẩy của nước lên đáy của khối lập phương:

$F = Δ p . S = 1500. (0, 20.0, 20) = 60 (N)$

Nếu cả khối lập phương nằm trong nước thì lực đẩy của nước lên khối lập phương là hợp lực của áp lực lên mặt đáy và lên mặt trên của khối. Vì áp suất của nước lên đáy lớn hơn lên mặt trên nên hợp lực có chiều đẩy khối lập phương lên.

c. Khối lập phương chịu tác dụng của trọng lực và lực đẩy Archimedes của nước. Vì vật nằm yên trên mặt thoáng nên hai lực này là hai lực cân bằng, ta có:

F = P = 60 N

Nếu khối lập phương là vật đặc đồng chất thì trọng lượng của vật được tính qua khối lượng riêng của chất liệu: $P = ρ_{v} g V$

Do đó, ta có thể tính được $ρ_{v}$ tức là xác định được chất liệu của khối lập phương.

Bài 2.45 trang 28 sách bài tập Vật lí 10: Một bình chữ U chứa các chất lỏng A và B không hòa tan, không phản ứng với nhau sẽ có trạng thái ổn định như hình 2.9. Thước đo gắn với bình có đơn vị đo là cm.

(ảnh 1)