Cùng Top lời giải trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi: “Điều kiện để vật nổi, vật chìm là gì?” và đọc thêm phần kiến thức tham khảo giúp các bạn học sinh ôn tập và tích lũy kiến thức bộ môn Vật Lý 8.
Bạn đang xem: Điều kiện vật nổi vật chìm
Trả lời câu hỏi: Điều kiện để vật nổi, vật chìm là gì?
Điều kiện để một vật nhúng trong chất lỏng bị:
- Chìm xuống khi trọng lượng của vật lớn hơn lực đẩy Ác-si-mét, hay trọng lượng riêng của vật lớn hơn tọng lượng riêng của chất lỏng (P > FA hay d1 > d2), với d1 là trọng lượng riêng của vật, d2 là trọng lượng riêng của chất lỏng.
- Cân bằng “lơ lửng” khi trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét, hay trọng lượng riêng của vật bằng trọng lượng riêng của chất lỏng.
P = FA hay d1 > d2
- Nổi lên trên bề mặt chất lỏng khi trọng lượng riêng của vật nhỏ so với trọng lượng riêng của chất lỏng (d1 > d2)
Kiến thức tham khảo về sự nổi
1. Điều kiện để vật nổi, vật chìm
- Nếu ta thả một vật ở trong lòng chất lỏng thì:
+ Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác si mét FA nhỏ hơn trọng lượng P: FA A > P
+ Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: FA = P
2. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét
Khi vật lơ lửng trong 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.
Chú 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 lòng 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 học sinh 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 học sinh dễ nhầm lẫn.
- Trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình, học sinh 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 vật 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, học sinh 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, học sinh lại hay mắc sai lầm về giá trị độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét FA trong khi áp dụng công thức FA= d.V, học sinh 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 học sinh 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.
3. Bài tập và hướng dẫn giải
Bài tập 1: (Trang 43 - SGK vật lí 88) Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của những lực nào, phương và chiều của chúng có giống nhau không?
Bài làm:
Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của trọng lực P và lực đẩy Ác-si-mét FA. Hai lực này cùng phương thẳng đứng nhưng ngược chiều nhau.
Bài tập 2: (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
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).
Bài làm:
Vẽ 2 lực cùng theo phương thẳng đứng, FA hướng lên trên còn P hướng xuống dưới, độ lớn của lực tỉ lệ với chiều dài của mũi tên biểu diễn lực.
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 tập 3: (Trang 44 - SGK vật lí 8) Tại sao miếng gỗ thả vào nước lại nổi?
Bài làm:
Do miếng gỗ có trọng lượng riêng nhỏ hơn nước nên FA > P → miếng gỗ nổi lên trên mặt nước.
Bài tập 4: (Trang 43 - 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 ?
Bài làm:
Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, miếng gỗ ở trạng thái cân bằng nên nó chịu tác dụng ủa hai lực cân bằng → P = FA
Bài tập 5: (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.
Bài tập 6: (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
Bài làm:
Ta có trọng lượng lượng riêng của vật được tính bằng công thức P = dV.V và lực đẩy Ác-si-mét được tính bằng công thức: FA = d1.V
Theo tính chất của vật nổi hay chìm trong chất lỏng ta có:
- Vật sẽ chìm xuống khi: P > FA → dV > dl (đpcm)
- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: P = FA → dV = dl (đpcm)
- Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: P FA → dV Bài tập 7: (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.
Bài làm:
Con tàu lớn mà vẫn nổi được, do con tàu không phải là một khối thép đặc mà bên trong có nhiều khoảng trống nên trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên nó vẫn có thể nổi trên mặt nước.
Viên bi tuy nhỏ nhưng lại kết cấu đặc nên trọng lượng riêng của viên bi lớn hơn nước nên viên bi chìm.
Xem thêm: Tổng Hợp Lý Thuyết Phép Quay Hay, Chi Tiết Nhất, Lý Thuyết PhéP Quay Hay, Chi Tiết Nhất
Bài tập 8: (Trang 44 - SGK vật lí 8) Thả một hòn bị thép vào thủy ngân thì bi nổi hay chìm? Tại sao?
Bài làm:
Do trọng lượng riêng của viên bi làm bằng thép nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân → Viên bi nổi.
Bài tập 9: (Trang 45 - 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: