PHẦN 2. NĂNG LƯỢNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI

CHỦ ĐỀ 3: KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ ÁP SUẤT

BÀI 16. ÁP SUẤT

(16 câu)

1. NHẬN BIẾT (4 câu)

Câu 1: Áp lực là gì?

Trả lời:

Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép..

Câu 2: Công thức tính áp suất?

Trả lời:

Áp suất được tính bằng áp lục tác dụng lên một đơn vị diện tích mặt bị ép.

(Pa)

Câu 3: Nêu một số đơn vị của áp suất?

Trả lời:

- Paxcan (Pa) (1Pa = 1N/m²)

- Bar (1 bar = 100 000 Pa)

- Atmôtphe (1 atm = 101 300 Pa)

- Milimet thủy ngân (1 mmHg = 133,3 Pa)

Câu 3:  Cách tăng áp suất tác dụng lên bề mặt bị ép?

Trả lời:

- Giữ nguyên áp lực, giảm diện tích mặt bị ép.

- Giữ nguyên diện tích mặt bị ép, tăng áp lực.

- Đồng thời tăng áp lực và giảm diện tích mặt bị ép.

Câu 4:  Nêu một số ví dụ về áp lực trong thực tế. 

Trả lời:

• Người đứng trên bàn, đè lên bàn 1 áp lực qua 2 bàn chân.
• Xe ô tô chạy trên đường đè lên mặt đường 1 áp lực.
• Dùng búa đóng đinh.
• Hòn đá trên mặt đất.
• Kiện hàng trên ô tô

2. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1:   Ở hình 16.1, lực nào sau đây không phải là áp lực? Vì sao?

1. a) Lực do người tác dụng lên xe kéo.
2. b) Lực do xe kéo tác dụng lên mặt đất.
3. c) Lực do các thùng hàng tác dụng lên xe kéo.

Trả lời:

1. a) Lực do người tác dụng lên xe kéo - không phải áp lực, lực do người tác dụng vào xe là lực đẩy
2. b) Lực do xe kéo tác dụng lên mặt đất - là áp lực vì lực của xe kéo tác dụng lên mặt đường chính là trọng lực của máy kéo, có phương vuông góc với mặt bị ép là mặt đường trong trường hợp này
3. c) Lực do các thùng hàng tác dụng lên xe kéo - không phải áp lực vì lực do các thùng hàng tác dụng lên xe kéo là trọng lực 

Câu 2: Tác dụng của áp lực lên mặt bị ép phụ thuộc vào yếu tố nào?.

Trả lời:

Phụ thuộc vào cường độ của áp lực và diện tích bị ép.

Câu 3: a) Vì sao các mũi đinh đều được làm nhọn (hình 16.4a)?

16. b) Vì sao phần lưỡi dao thường được mài mỏng (hình 16.4b)? Vì sao khi thái thức ăn, nhiều khi ta cần tăng lực tác dụng lên dao?
17. c) Vì sao khi làm phẳng nền nhà lát vữa xi măng, người thợ lại cần dùng giày đế phẳng và rộng (hình 16.4c)?

Trả lời:

a, Mũi đinh đều được làm nhọn để làm giảm diện tích tiếp xúc nên tăng áp suất, nên dễ dàng đâm xuyên qua vật.

b, Phần lưỡi dao càng mỏng thì sẽ giảm được diện tích tiếp xúc khi cắt đồ vật, nhờ đó mà chỉ cần tác dụng một lực nhỏ cũng tạo ra một áp suất lớn nên dễ dàng có thể cắt, chặt. 

c, Giày đế phẳng sẽ giảm áp lực lên bê mặt nền, rộng thì diện tích bị ép sẽ lớn dẫn đén áp suất thấp như vậy nền xi măng sẽ không bị lún

Câu 4:  Tìm ví dụ trong thực tế về những trường hợp cần tăng hoặc giảm áp suất và giải thích cách làm tăng hay giảm áp suất trong những trường hợp đó. 

Trả lời:

Giảm áp suất:

• Bánh xe tăng để làm giảm độ lún của vật trên nền đất, người ta làm vật này có mặt tiếp xúc lớn
• Nồi áp suất mở van cho khí bay hết ra ngoài thì mới mở dược nắp nồi

Tăng áp suất 

• Ống hút được làm nhọn để giảm diện tích bị ép nhằm tăng áp suất

Câu 5:  Một ống thủy tinh đặt thẳng đứng 1 đầu kín, 1 đầu hở ở phía trên. Nửa dưới của ống chứa 1 chất khí còn nửa trên chứa đầy thuỷ ngân. Tại sao chỉ cần tăng nhiệt độ của khí trong ống đến 1 giá trị nào đó làm 1 giọt thủy ngân tràn ra thì tất cả thủy ngân trong ống sẽ tràn ra hết?

Trả lời:

- Ban đầu thủy ngân nằm trong ống thì áp suất phía dưới cột thủy ngân bằng với áp suất không khí trong ống

- Khi có một giọt thủy ngân tràn ra thì trọng lượng thủy ngân giảm, làm cho áp suất phía dưới cột thủy ngân giảm, nên áp suất này nhỏ hơn áp suất khí trong ống. Điều đó làm cho không khí sẽ đẩy toàn bộ thủy ngân trong ống ra hết.

3. VẬN DỤNG (5 câu)

Câu 1:  Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có kích thước 1 m x 1 m x 2 m và có trọng lượng 200 N. Tính áp suất khối gỗ tác dụng lên mặt sàn trong hai trường hợp ở hình 16.3.

Trả lời:

a, Diện tích mặt bị ép 

1⋅1=1m² 

Áp suất khối gỗ tác dụng lên mặt sàn là

p = P : S = 200 : 1 = 200 N/m

b, Diện tích mặt bị ép

1⋅2=2m² 

Áp suất khối gỗ tác dụng lên mặt sàn là

p = P : S = 200 : 2 = 100 N/m

Câu 2:  Một xe contener có trọng lượng 26000N. Tính áp suất của xe lên mặt đường, biết diện tích tiếp xúc với mặt đất là 130 dm². Hãy so sánh áp suất đó với áp suất của một người nặng 45kg có diện tích tiếp xúc 2 bàn chân với mặt đất là 200 cm²

Trả lời:

Áp suất của xe tăng lên mặt đường:

Áp lực của người lên mặt đất là:

P₂ = F₂ = 10.m₂ = 10.45 = 450 (N)

Áp suất của người lên mặt đất là:

=> p₁ < p₂

Vậy áp suất của người lớn hơn của xe contener

Câu 3:  Một xe tải 6 bánh có khối lượng 8 tấn, diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt đất là 7,5 cm². Tính áp suất của xe lên mặt đường khi xe đứng yên.

Trả lời:

Trọng lượng của vật là: P = m.10 = 80000 (N)

Diện tích của 6 bánh xe là: S = S₁.6=7,5.10^-4.6

Áp suất của xe tải tác dụng lên mặt đường là: 

Câu 4:   Một xe tải có trọng lượng 340000N

1. Tính áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang, biết rằng diện tích tiếp xúc của xe với mặt đất là 1,5 m²
2. Hãy so sánh áp suất trên với áp suất của một ô tô nặng 20000N có diện tích tiếp xúc của các bánh xe là 250 cm²

Trả lời:

1. Áp suất của xe tải lên mặt đường là: (N/m²)
2. Áp suất của xe ô tô lên mặt đường là:(N/m²)

Vậy áp suất của ô tô lên mặt đường lớn hơn áp suất của xe tải lên mặt đường

Câu 5: Khi đo huyết áp của tim, vòng bít bơm hơi của máy đo huyết áp khi lồng vào tay nên đặt ngang với vị trí tim. Tại sao?

Trả lời:

Mục đích: Để dễ dàng đo được nhịp tim và hoạt động của tim truyền máu đến phổi

4. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1:  Giải thích vì sao khi sử dụng máy thủy lực có thể nâng được ô tô lên cao chỉ với lực của tay?

Trả lời:

Máy thuỷ lực có cấu tạo gồm 2 xilanh, 1 to, 1 nhỏ được nối thông nhau. Trong 2 xilanh có chứa đầy chất lỏng và thường là dầu được đậy kín bằng 2 pít tông. Khi tác dụng 1 lực F lên pít tông nhỏ có diện tích S, lực này gây ra áp suất p =  lên chất lỏng. Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn đến pít tông lớn có diện tích S' gây ra lực nâng F' lên pít tông

F’=p.S’=F.=>

Suy ra diện tích S' lớn hơn diện tích S bao nhiêu lần thì lực F' lớn hơn lực F bấy nhiêu lần. Nhờ vậy mà ta dùng tay nâng được cả chiếc ô tô.

Câu 2: Một ô tô có khối lượng 1400kg, hai trục bánh xe cách một khoảng O₁O₂ = 2,80 m. Trọng tâm G của xe cách trục bánh sau 1,2m.

1. Tính áp lực của mỗi bánh xe lên mặt đường nằm ngang.
2. Nếu đặt thêm lên sàn xe tại trung điểm của O₁O­₂ một vật có khối lượng 200kg thì áp lực của hai bánh xe lên mặt đường là bao nhiêu?

Trả lời:

1. Trọng lượng P của xe phân tích thành 2 phần song song F₁ và F₂ đặt ở hai trục bánh xe và đó cũng là áp lực của 2 bánh xe lên mặt đường

Ta có: P = F₁ + F₂ (1)

Áp dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có: F₁O₁G = F₂O₂G

=>

=> F₂=F₁ (2)

(1) + (2) -> F₁ + F₁ = P

Hay F₁ = P= (14000+2000)6857 (N)

F₂ = P= (14000+2000)9142 (N)