TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Điều kiện để vật nổi, vật chìm: Nếu ta thả một vật ở trong long chất lỏng thì

Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác si mét FA nhỏ hơn trọng lượng P: FA < P

Vật nổi lên khi :  FA >  P

Vật lơ lửng trong chất lỏng khi:  FA = P

2. Độ lớn của lực đẩy Ác si mét khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng: Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác – si – mét  FA = d. V, trong đó V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng, (không phải thể tích của vật), d là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Lưu ý: Khi nhúng chìm vật rắn vào trong một bình chất lỏng thì có ba trường hợp xảy ra: Vật chìm xuống; Vật nằm lơ lửng trong long chất lỏng; Vật nổi lên trên mặt chất lỏng.

- Trường hợp vật đang chìm xuống, nằm lơ lửng trong chất lỏng và đang nổi lên, là những trường hợp tương đối dễ để phân tích và HS thường mắc phải sai lầm. tuy nhiên, trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình và nhất là trường hợp vật nằm yên trên mặt chất lỏng, là những trường hợp mà HS dễ nhầm lẫn.

- Trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình, HS thường chỉ hiểu trong trường hợp này P > FA mà không chú ý là khi đã nằm yên ở đáy bình thì các lực tác dụng lên vaart phải cân bằng nhau:

    P =   FA + F'

Trong đó F’ là lực của đáy bình tác dụng lên vật.

- Trường hợp vật nằm yên trên mặt chất lỏng, HS thường cho rằng trong trường hợp này  FA > P mà không thấy là khi vật đã nằm yên thì các lực tác dụng lên vật phải cân bằng nhau:

   FA = P

Tới đây, HS lại hay mắc sai lầm về giá trị độ lớn của lực đẩy Ac- si- mét  FA trong khi áp dụng công thức FA = d. V, HS thường cho V là thể tích của vật, không thấy V chỉ là thể tích của phần vật bị chìm trong chất lỏng.

Do vậy HS cần lưu ý rằng:

+ Khi vật nằm yên, các lực tác dụng vào vật phải cân bằng nhau.

+ Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì  FA = d. V với V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng.

GIẢI BÀI TẬP

Bài C1 trang 43 sgk vật lí 8.

Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của những lực nào, phương và chiều của chúng có giống nhau không?

Hướng dẫn giải:

Một vật nằm trong chất lỏng chịu tác dụng của trọng lực P và lực đẩy Ác - si - mét. Hai lực này cùng phương, ngược chiều. Trọng lực P hướng từ trên xuống dưới còn lực FA hướng từ dưới lên trên.

Bài C2 trang 43 sgk vật lí 8.

Có thể xảy ra ba trường hợp sau đây đối với trọng lượng P của vật và độ lớn FA của lực đẩy Ác-si –mét:

a)  FA < P   

b)  FA = P

 c) FA > P

Hãy vẽ vec tơ lực tương tác với ba trường hợp trên hình 12.1a, b, c và chọn cụm từ thích hợp trong số các cụm từ sau đây cho các chỗ trống ở phía các câu phía dưới hình 12.1:

(1) Chuyển động lên trên (nổi lên mặt thoáng)

(2) Chuyển động xuống dưới (chìm xuống đáy bình).

(3) Đứng yên (lơ lửng trong chất lỏng).

Hướng dẫn giải:

a) Vật chuyển động xuống dưới (Chìm xuống đáy bình)

b) Vật đứng yên (lơ lửng trong chất lỏng)

c) chuyển động lên trên (nổi lên mặt thoáng)

Bài C3 trang 44 sgk vật lí 8.

Tại sao miếng gỗ thả vào nước lại nổi?

Hướng dẫn giải:

Miếng gỗ thả vào nước lại nổi vì trọng lượng riêng của miếng gỗ nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.

Bài C4 trang 44 sgk vật lí 8.

Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác- si- mét có bằng nhau không? Tại sao?

Hướng dẫn giải:

Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng của nó và lực đẩy  Ác - si - mét cân bằng nhau, vì vậy đứng yên thì hai lực này là hai lực cân bằng.

Bài C5 trang 44 sgk vật lí 8.

Độ lớn của lực đẩy Ác - si- mét được tính bằng biểu thức: FA = d. V, trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là gì? Trong các câu trả lời sau đây, câu nào là không đúng?

A. V là thể tích của phần nước bị chiếm chỗ.

B. V là thể tích của miếng gỗ.

C. V là thể tích của phần miếng gỗ chìm trong nước.

D. V là thể tích được gạch chéo trong hình 12.2.

Hướng dẫn giải:

Đáp án: D.

Bài C6 trang 44 sgk vật lí 8.

Biết P = dV. V (trong đó dV là trọng lượng riêng của chất làm vật, V là thể tích của vật) và FA = dl. V (trong đó dl là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật là một khối đặc nhúng ngập vào trong chất lỏng thì:

- Vật sẽ chìm xuống khi : dV  > dl

- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dV  = dl

- Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: dV  < dl

Hướng dẫn giải:

Dựa vào gợi ý: và dựa vào C2 ta có:

- Vật sẽ chìm xuống khi P > FA  \[\to \]  dV  > dl

- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khiP = FA \[\to \] dV  = dl

- Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi P < FA   \[\to \] dV  < dl

Bài C7 trang 44 sgk vật lí 8.

Hãy giúp Bình trả lời An trong phần mở bài, biết rằng con tàu không phải là một khối thép đặc mà có nhiều khoảng rỗng.

Hướng dẫn giải:

Hòn bi làm bằng thép có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên bị chìm. Tàu làm bằng thép, nhưng người ta thiết kế sao cho các khoảng trống để trọng lượng riêng của cả con tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước, nên con tàu có thể nổi trên mặt nước.

Bài C8 trang 44 sgk vật lí 8.

Thả một hòn bị thép vào thủy ngân thì bi nổi hay chìm? Tại sao?

Hướng dẫn giải:

Thâ một hòn bi thép vào thủy ngân thì bi thép sẽ nổi vì trọng lượng riêng của thép nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân.

Bài C9 trang 44 sgk vật lí 8.

 Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước. Vật M chìm xuống đáy bình còn vật N lơ lửng trong chất lỏng. Gọi pM, FAM là trọng lượng và lực đẩy Ác- si – mét tác dụng lên vật M; PN, FAN là trọng lượng và lực đẩy Ác- si – mét tác dụng lên vật N. hãy chọn dấu “=”, “<”, “>” thích hợp cho các ô trống

a) FAM    FAN

b) FAM    PM

c) FAN   PN

d) PM    PN

Hướng dẫn giải:

 a) FAM  =  FAN

b) FAM   <  PM

c) FAN =  PN

d) PM  >  PN