Giáo Dục

Phương pháp giải bài tập về chất lỏng chuyển động ổn định môn Vật Lý 10 năm 2021-2022

Để đạt được kết quả cao, ngoài việc tìm hiểu sâu và rộng phần kiến thức ra thì các bạn phải có chiến thuật riêng trong cách giải đề thi, và phải rèn luyện, áp dụng chiến thuật ấy trên tài liệu cụ thể thường xuyên. Đây là: PhÆ°Æ¡ng pháp giải bài tập về chất lỏng chuyển động ổn định môn Vật Lý 10 năm 2021-2022 được Thư Viện Hỏi Đáp tổng hợp, nhằm giới thiệu cho các bạn nhÆ° một tÆ° liệu tham khảo. Chúc các bạn thành công!

1. TÓM TẮT KIẾN THỨC

1.1. CÁC KHÁI NIỆM

a. Sự chảy ổn định (hay chảy thành dòng) của chất lỏng là sự chảy trong đó mỗi phần tử chất lỏng vạch thành những đường nhất định, không cắt nhau. Vectơ vận tốc của mỗi phần tử chất lỏng tại mỗi điểm luôn tiếp tuyến với dòng chảy và luôn không đổi (ổn định).

b. Đường dòng: Đường dòng là quỹ đạo của một hạt chất lỏng. Vận tốc của chất lỏng tại một điểm tiếp tuyến với đường dòng và hai đường dòng không bao giờ cắt nhau.

c. Ống dòng: Ống dòng là tập hợp các đường dòng.

d. Lưu lượng: Lưu lượng chất lỏng là thể tích chất lỏng đi qua một tiết diện của ống dòng trong một đơn vị thời gian.

(A=frac{Delta V}{Delta t}=frac{SvDelta t}{Delta t}=vS) (7.1)

1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ SỰ CHẢY ỔN ĐỊNH CỦA CHẤT LỎNG

a. Phương Trình liên tục:

({{v}_{1}}{{S}_{1}}={{v}_{2}}{{S}_{2}}=A=const) (7.2)

(({{v}_{1}},{{S}_{1}}) là vận tốc và tiết diện ống tại vị trí 1; ({{v}_{2}},{{S}_{2}}) là vận tốc và tiết diện ống tại vị trí 2).

b. Định luật Becnuli

Tổng quát: Trong sự chảy ổn định của chất lỏng, tổng của áp suất trọng lực, áp suất tĩnh và áp suất động luôn được bảo toàn.

({{p}_{p}}+{{p}_{t}}+{{p}_{tilde{n}}}=const)

hay (rho g{{h}_{1}}+{{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}=rho g{{h}_{2}}+{{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2})                    (7.3)

với: (+{{p}_{1left( p right)}}=rho g{{h}_{1}},) ({{p}_{tleft( 1 right)}}={{p}_{1}},) ({{p}_{tilde{n}left( 1 right)}}=frac{1}{2}rho v_{1}^{2}) là áp suất trọng lực, áp suất tĩnh và áp suất động ở vị trí 1.

+ ({{p}_{2left( p right)}}=rho g{{h}_{2}}) , ({{p}_{tleft( 2 right)}}={{p}_{2}}), ({{p}_{tilde{n}left( 2 right)}}=frac{1}{2}rho v_{2}^{2}) là áp suất trọng lực, áp suất tĩnh và áp suất động ở vị trí 2.

Đặc biệt:

– Ống nằm ngang: ({{p}_{pleft( 1 right)}}={{p}_{pleft( 2 right)}}) nên ({{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}={{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2})                      (7.3a)

– Chất lỏng yên tÄ©nh: ({{p}_{tilde{n}left( 1 right)}}={{p}_{tilde{n}left( 2 right)}}) nên (rho g{{h}_{1}}+{{p}_{1}}=rho g{{h}_{2}}+{{p}_{2}})     (7.3b)

– Vận tốc chất lỏng chảy ra khỏi vòi (left( {{S}_{2}}<<{{S}_{1}} right):)

(v=sqrt{2gh}) (7.3c)

Công thức (7.3c) gọi là công thức Torixenli, h là khoảng cách từ lỗ đến mặt thoáng chất lỏng.

– Lá»±c đẩy Acsimet:

({{F}_{A}}=left( {{p}_{2}}-{{p}_{1}} right)S=rho gSleft( {{h}_{2}}-{{h}_{1}} right)=rho gV) (7.3d)

((rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng; (V) là thể tích chiếm chỗ của vật.

c. Một số ứng dụng của định luật Becnuli

– Ống đo Venturi (hình a):

Dùng để đo tốc độ dòng chảy.

(v=sqrt{frac{2{{S}^{2}}Delta p}{rho left( {{S}^{2}}-{{s}^{2}} right)}}) (7.4)

((Delta p={{p}_{2}}-{{p}_{1}}) là hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s của ống)

– Ống Pitô (hình b): Dùng để do tốc độ máy bay.

(v=sqrt{frac{2rho gDelta h}{{{rho }_{kk}}}}) (7.5)

((rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng trong ống chữ U; ({{rho }_{kk}}) là khối lượng riêng của không khí; (Delta h) là độ chênh lệch mực chất lỏng trong ống chữ U

Ngoài ra còn có các ứng dụng khác trong kĩ thuật như lực nâng cánh máy bay, bộ chế hòa khí, máy phun sơn… và trong đời số như bơm xịt nước hoa, bơm xịt diệt côn trùng, phun thuốc trừ sâu…

1.3. CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT TRONG CHẤT LỎNG

a. Lá»±c cản của chất lỏng: ({{F}_{c}}=kv)                         (7.6)

( (v) là vận tốc của vật; k là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của vật và độ nhớt của chất lỏng: quả cầu bán kính r thì (k=6eta pi r), (eta ) là độ nhớt, r là bán kính quả cầu).

b. Vận tóc giới hạn: ({{v}_{gh}}=frac{left( {{rho }_{0}}-rho  right)Vg}{k}) (7.7)

( ({{rho }_{0}}) là khối lượng riêng của chất làm vật; (rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng; V là thể tích của vật)

2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

2.1. Với dạng bài tập về vận tốc chảy của chất lưu.

Phương pháp giải

– Sá»­ dụng công thức: (A=vS=constLeftrightarrow {{v}_{1}}{{S}_{1}}={{v}_{2}}{{S}_{2}}=A.)

– Một số chú ý: Hệ thức của phÆ°Æ¡ng trình liên tục tÆ°Æ¡ng đương với hệ thức ({{V}_{1}}={{V}_{2}}) (thể tích); ({{m}_{1}}={{m}_{2}}) (khối lượng).

2.2. Với dạng bài tập định luật Becnuli.

Phương pháp giải

– Sá»­ dụng phÆ°Æ¡ng trình định luật Becnuli trong trường hợp tổng quát và trong các trường hợp đặc biệt:

({{p}_{p}}+{{p}_{1}}+{{p}_{tilde{n}}}=constLeftrightarrow rho g{{h}_{1}}+{{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}=rho g{{h}_{2}}+{{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2},) (trường hợp tổng quát)

({{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}={{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2}) (ống nằm ngang)

({{p}_{1}}+rho g{{h}_{1}}={{p}_{2}}+rho g{{h}_{2}}) (chất lỏng đứng yên)

(v=sqrt{2gh},) (({{S}_{2}}<<{{S}_{1}}), công thức Torixenli, (v) là vận tốc vòi chảy hoặc lỗ nhỏ)

({{F}_{A}}=left( {{p}_{2}}-{{p}_{1}} right)S=rho gSleft( {{h}_{2}}-{{h}_{1}} right)=rho gh) (định luật Acsimet)

– Một số chú ý: Đơn vị trong hệ (SI:p) ((N/{{m}^{2}}) hoặc (Pa)); (hleft( m right)); (vleft( m/s right)); (rho left( kg/{{m}^{3}} right)); (Sleft( {{m}^{2}} right)); (Vleft( {{m}^{3}} right)); (Fleft( N right).)

2.3. Với các dạng bài tập về các ứng dụng của định luật Becnuli.

Phương pháp giải

– Sá»­ dụng các công thức:

+ Đo tốc độ dòng chảy bằng ống đo Venturi: (v=sqrt{frac{2{{S}^{2}}Delta p}{rho left( {{S}^{2}}-{{s}^{2}} right)}}.)

((Delta p={{p}_{2}}-{{p}_{1}}) là hiệu suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s của ống)

+ Đo tốc độ máy bay bằng ống Pitô: (v=sqrt{frac{2rho gDelta h}{{{rho }_{kk}}}}.)

((rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng trong ống chữ (U;{{rho }_{kk}}) là khối lượng riêng của không khí; (Delta h) là độ chênh lệch mực chất lỏng trong ống chữ U

– Một số chú ý: S và s tÆ°Æ¡ng ứng là diện tích tiết diện đoạn nhỏ và lớn trong ống Venturi. Về đơn vị, cần sá»­ dụng các đơn vị của hệ (SI:p) ((N/{{m}^{2}}) hay (Pa)); (Sleft( {{m}^{2}} right)); (hleft( m right)).

3. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1Một ống Pitô đặt trong một dòng nước chảy với vận tốc v nhÆ° hình vẽ. Biết h=20cm, miệng ống Pitô đặt gần sát mặt nước. Tính v.

Bài giải

Gọi áp suát khí quyển là ({{p}_{0}}). Xét hai điểm A và B ở đầu và cuối cột chất lỏng (đứng yên) trong ống, vận tốc của chúng bằng 0, theo định luật Béc-nu-li ta có:

({{p}_{B}}={{p}_{A}}+rho gh={{p}_{0}}+rho gh)                 (1)

Xét hai điểm B và C trong dòng chất lỏng chuyển động trong ống, ở sát mặt nước (có cùng độ cao h). Vận tốc tại B bằng 0, vận tốc tại C là v. Theo định luật Béc-nu-li ta có:

({{p}_{B}}={{p}_{C}}+frac{1}{2}rho v_{C}^{2}={{p}_{0}}+frac{1}{2}rho {{v}^{2}}) (2)

Từ (1) và (2) ta có: (rho gh=frac{1}{2}rho {{v}^{2}}Rightarrow v=sqrt{2gh})

Thay số: (v=sqrt{2.10.0,2}=2left( m/s right).)

Vậy: Vận tốc của dòng nước là (v=2left( m/s right).)

Câu 2. Một ống tiêm có đường kính ({{d}_{1}}=1cm) lắp với kim tiêm có đường kính ({{d}_{2}}=1mm). Ấn vào píttông với lực (F=10N) thì nước trong ống tiêm phụt ra với vận tốc bằng bao nhiêu? Bỏ qua ma sát và trọng lực.

Bài giải

Gọi áp suất khí quyển là ({{p}_{0}}). Trên hình vẽ, xét hai điểm (A,B) có cùng độ cao rong dòng chảy của thuốc tiêm.

– Áp dụng phÆ°Æ¡ng trình liên tục cho 2 điểm (A,B) : ({{v}_{A}}{{S}_{A}}={{v}_{B}}{{S}_{B}})

(Leftrightarrow {{v}_{A}}.pi frac{d_{1}^{2}}{4}={{v}_{B}}.pi frac{d_{2}^{2}}{4}Rightarrow {{v}_{A}}={{left( frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}} right)}^{2}}.{{v}_{B}})                            (1)

– Áp dụng định luật Béc-nu-li: ({{p}_{A}}+frac{1}{2}rho v_{A}^{2}={{p}_{B}}+frac{1}{2}rho v_{B}^{2})   (2)

– Mặt khác: ({{p}_{A}}={{p}_{0}}+frac{F}{{{s}_{1}}};{{p}_{B}}={{p}_{0}})                                          (3)

– Từ (1), (2) và (3) ta có:

(frac{F}{{{s}_{1}}}=frac{1}{2}rho left( v_{B}^{2}-v_{A}^{2} right)Leftrightarrow frac{F}{pi frac{d_{1}^{2}}{4}}=frac{1}{2}rho left( frac{d_{1}^{4}-d_{2}^{4}}{d_{1}^{4}} right)v_{B}^{2})

(Rightarrow {{v}_{B}}=2{{d}_{1}}sqrt{frac{2F}{pi rho left( d_{1}^{4}-d_{2}^{4} right)}}=2.0,01sqrt{frac{2.10}{3,{{14.10}^{3}}left( 0,{{01}^{4}}-0,{{001}^{4}} right)}}=16left( m/s right).)

Vậy: Nước trong ống tiêm phụt ra với vận tốc là v=16m/s.

Câu 3. SÆ¡ đồ cấu tạo của của một máy phun được vẽ nhÆ° hình vẽ. Biết tiết diện tại (A,B) là ({{S}_{A}},{{S}_{B}}); vận tốc và áp suất khí tại (A) là ({{v}_{A}},{{p}_{A}}); khối lượng riêng của chất lỏng trong chậu là (rho ) và của luồng khí là ({rho }’); áp suất khí quyển trên mặt tháong trong chậu là ({{p}_{0}}). Tìm giá trị cá»±c đại của h để máy có thể hoạt động được.

Bài giải

– Áp dụng phÆ°Æ¡ng trình liên tục cho hai điểm A và B có cùng độ cao trong dòng khí của bÆ¡m, ta có:

({{v}_{A}}{{S}_{A}}={{v}_{B}}{{S}_{B}}Rightarrow {{v}_{B}}=frac{{{S}_{A}}}{{{S}_{B}}}.{{v}_{A}}) (1)

– Áp dụng định luật Béc-nu-li cho hai điểm A và B có cùng độ cao trong dòng khí của bÆ¡m, ta có:

({{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}={{p}_{B}}+frac{1}{2}{rho }’v_{B}^{2}) (2)

– Để bÆ¡m hoạt động được thì nước phải lên được đến B trong bÆ¡m (hình vẽ).

– Áp dụng định luật Béc-nu-li cho hai điểm đầu B và điểm cuối C trong cột nước, với vận tốc của nước tại B là v và vận tốc của nước tại C bằng 0:

({{p}_{B}}+frac{1}{2}rho {{v}^{2}}+rho gh={{p}_{0}})

(Rightarrow {{p}_{B}}={{p}_{0}}-frac{1}{2}rho {{v}^{2}}-rho gh) (3)

– Thay (1) và (3) vào (2) ta được:

({{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}={{p}_{0}}-frac{1}{2}rho {{v}^{2}}-rho gh+frac{1}{2}{rho }'{{left( frac{{{S}_{A}}}{{{S}_{B}}}.{{v}_{A}} right)}^{2}})

(Leftrightarrow rho gh={{p}_{0}}-frac{1}{2}rho {{v}^{2}}+frac{1}{2}{rho }'{{left( frac{{{S}_{A}}}{{{S}_{B}}}.{{v}_{A}} right)}^{2}}-{{p}_{A}}-frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2})

(Leftrightarrow rho gh={{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right)-frac{1}{2}rho {{v}^{2}})

(Rightarrow h=frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right)-frac{1}{2}rho {{v}^{2}} right))

Điều kiện: (vge 0Rightarrow hle frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right) right))

Suy ra: ({{h}_{max }}=frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right) right).)

Vậy để máy có thể hoạt động được thì

({{h}_{max }}=frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right) right).)

—(Để xem Ä‘ầy đủ, chi tiết của tài liệu vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào Thư Viện Hỏi Đáp để tải về máy)—

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung PhÆ°Æ¡ng pháp giải bài tập về chất lỏng chuyển động ổn định môn Vật Lý 10 năm 2021-2022. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net Ä‘ể tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh Ã´n tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

.


Thông tin thêm

Phương pháp giải bài tập về chất lỏng chuyển động ổn định môn Vật Lý 10 năm 2021-2022

[rule_3_plain]

Để đạt được kết quả cao, ngoài việc tìm hiểu sâu và rộng phần kiến thức ra thì các bạn phải có chiến thuật riêng trong cách giải đề thi, và phải rèn luyện, áp dụng chiến thuật ấy trên tài liệu cụ thể thường xuyên. Đây là: PhÆ°Æ¡ng pháp giải bài tập về chất lỏng chuyển động ổn định môn Vật Lý 10 năm 2021-2022 được Thư Viện Hỏi Đáp tổng hợp, nhằm giới thiệu cho các bạn nhÆ° một tÆ° liệu tham khảo. Chúc các bạn thành công!

1. TÓM TẮT KIẾN THỨC

1.1. CÁC KHÁI NIỆM

a. Sự chảy ổn định (hay chảy thành dòng) của chất lỏng là sự chảy trong đó mỗi phần tử chất lỏng vạch thành những đường nhất định, không cắt nhau. Vectơ vận tốc của mỗi phần tử chất lỏng tại mỗi điểm luôn tiếp tuyến với dòng chảy và luôn không đổi (ổn định).

b. Đường dòng: Đường dòng là quỹ đạo của một hạt chất lỏng. Vận tốc của chất lỏng tại một điểm tiếp tuyến với đường dòng và hai đường dòng không bao giờ cắt nhau.

c. Ống dòng: Ống dòng là tập hợp các đường dòng.

d. Lưu lượng: Lưu lượng chất lỏng là thể tích chất lỏng đi qua một tiết diện của ống dòng trong một đơn vị thời gian.

(A=frac{Delta V}{Delta t}=frac{SvDelta t}{Delta t}=vS) (7.1)

1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ SỰ CHẢY ỔN ĐỊNH CỦA CHẤT LỎNG

a. Phương Trình liên tục:

({{v}_{1}}{{S}_{1}}={{v}_{2}}{{S}_{2}}=A=const) (7.2)

(({{v}_{1}},{{S}_{1}}) là vận tốc và tiết diện ống tại vị trí 1; ({{v}_{2}},{{S}_{2}}) là vận tốc và tiết diện ống tại vị trí 2).

b. Định luật Becnuli

Tổng quát: Trong sự chảy ổn định của chất lỏng, tổng của áp suất trọng lực, áp suất tĩnh và áp suất động luôn được bảo toàn.

({{p}_{p}}+{{p}_{t}}+{{p}_{tilde{n}}}=const)

hay (rho g{{h}_{1}}+{{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}=rho g{{h}_{2}}+{{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2})                    (7.3)

với: (+{{p}_{1left( p right)}}=rho g{{h}_{1}},) ({{p}_{tleft( 1 right)}}={{p}_{1}},) ({{p}_{tilde{n}left( 1 right)}}=frac{1}{2}rho v_{1}^{2}) là áp suất trọng lực, áp suất tĩnh và áp suất động ở vị trí 1.

+ ({{p}_{2left( p right)}}=rho g{{h}_{2}}) , ({{p}_{tleft( 2 right)}}={{p}_{2}}), ({{p}_{tilde{n}left( 2 right)}}=frac{1}{2}rho v_{2}^{2}) là áp suất trọng lực, áp suất tĩnh và áp suất động ở vị trí 2.

Đặc biệt:

– Ống nằm ngang: ({{p}_{pleft( 1 right)}}={{p}_{pleft( 2 right)}}) nên ({{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}={{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2})                      (7.3a)

– Chất lỏng yên tÄ©nh: ({{p}_{tilde{n}left( 1 right)}}={{p}_{tilde{n}left( 2 right)}}) nên (rho g{{h}_{1}}+{{p}_{1}}=rho g{{h}_{2}}+{{p}_{2}})     (7.3b)

– Vận tốc chất lỏng chảy ra khỏi vòi (left( {{S}_{2}}<<{{S}_{1}} right):)

(v=sqrt{2gh}) (7.3c)

Công thức (7.3c) gọi là công thức Torixenli, h là khoảng cách từ lỗ đến mặt thoáng chất lỏng.

– Lá»±c đẩy Acsimet:

({{F}_{A}}=left( {{p}_{2}}-{{p}_{1}} right)S=rho gSleft( {{h}_{2}}-{{h}_{1}} right)=rho gV) (7.3d)

((rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng; (V) là thể tích chiếm chỗ của vật.

c. Một số ứng dụng của định luật Becnuli

– Ống đo Venturi (hình a):

Dùng để đo tốc độ dòng chảy.

(v=sqrt{frac{2{{S}^{2}}Delta p}{rho left( {{S}^{2}}-{{s}^{2}} right)}}) (7.4)

((Delta p={{p}_{2}}-{{p}_{1}}) là hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s của ống)

– Ống Pitô (hình b): Dùng để do tốc độ máy bay.

(v=sqrt{frac{2rho gDelta h}{{{rho }_{kk}}}}) (7.5)

((rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng trong ống chữ U; ({{rho }_{kk}}) là khối lượng riêng của không khí; (Delta h) là độ chênh lệch mực chất lỏng trong ống chữ U

– Ngoài ra còn có các ứng dụng khác trong kÄ© thuật nhÆ° lá»±c nâng cánh máy bay, bộ chế hòa khí, máy phun sÆ¡n… và trong đời số nhÆ° bÆ¡m xịt nước hoa, bÆ¡m xịt diệt côn trùng, phun thuốc trừ sâu…

1.3. CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT TRONG CHẤT LỎNG

a. Lá»±c cản của chất lỏng: ({{F}_{c}}=kv)                         (7.6)

( (v) là vận tốc của vật; k là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của vật và độ nhớt của chất lỏng: quả cầu bán kính r thì (k=6eta pi r), (eta ) là độ nhớt, r là bán kính quả cầu).

b. Vận tóc giới hạn: ({{v}_{gh}}=frac{left( {{rho }_{0}}-rho  right)Vg}{k}) (7.7)

( ({{rho }_{0}}) là khối lượng riêng của chất làm vật; (rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng; V là thể tích của vật)

2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

2.1. Với dạng bài tập về vận tốc chảy của chất lưu.

Phương pháp giải

– Sá»­ dụng công thức: (A=vS=constLeftrightarrow {{v}_{1}}{{S}_{1}}={{v}_{2}}{{S}_{2}}=A.)

– Một số chú ý: Hệ thức của phÆ°Æ¡ng trình liên tục tÆ°Æ¡ng đương với hệ thức ({{V}_{1}}={{V}_{2}}) (thể tích); ({{m}_{1}}={{m}_{2}}) (khối lượng).

2.2. Với dạng bài tập định luật Becnuli.

Phương pháp giải

– Sá»­ dụng phÆ°Æ¡ng trình định luật Becnuli trong trường hợp tổng quát và trong các trường hợp đặc biệt:

({{p}_{p}}+{{p}_{1}}+{{p}_{tilde{n}}}=constLeftrightarrow rho g{{h}_{1}}+{{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}=rho g{{h}_{2}}+{{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2},) (trường hợp tổng quát)

({{p}_{1}}+frac{1}{2}rho v_{1}^{2}={{p}_{2}}+frac{1}{2}rho v_{2}^{2}) (ống nằm ngang)

({{p}_{1}}+rho g{{h}_{1}}={{p}_{2}}+rho g{{h}_{2}}) (chất lỏng đứng yên)

(v=sqrt{2gh},) (({{S}_{2}}<<{{S}_{1}}), công thức Torixenli, (v) là vận tốc vòi chảy hoặc lỗ nhỏ)

({{F}_{A}}=left( {{p}_{2}}-{{p}_{1}} right)S=rho gSleft( {{h}_{2}}-{{h}_{1}} right)=rho gh) (định luật Acsimet)

– Một số chú ý: Đơn vị trong hệ (SI:p) ((N/{{m}^{2}}) hoặc (Pa)); (hleft( m right)); (vleft( m/s right)); (rho left( kg/{{m}^{3}} right)); (Sleft( {{m}^{2}} right)); (Vleft( {{m}^{3}} right)); (Fleft( N right).)

2.3. Với các dạng bài tập về các ứng dụng của định luật Becnuli.

Phương pháp giải

– Sá»­ dụng các công thức:

+ Đo tốc độ dòng chảy bằng ống đo Venturi: (v=sqrt{frac{2{{S}^{2}}Delta p}{rho left( {{S}^{2}}-{{s}^{2}} right)}}.)

((Delta p={{p}_{2}}-{{p}_{1}}) là hiệu suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s của ống)

+ Đo tốc độ máy bay bằng ống Pitô: (v=sqrt{frac{2rho gDelta h}{{{rho }_{kk}}}}.)

((rho ) là khối lượng riêng của chất lỏng trong ống chữ (U;{{rho }_{kk}}) là khối lượng riêng của không khí; (Delta h) là độ chênh lệch mực chất lỏng trong ống chữ U

– Một số chú ý: S và s tÆ°Æ¡ng ứng là diện tích tiết diện đoạn nhỏ và lớn trong ống Venturi. Về đơn vị, cần sá»­ dụng các đơn vị của hệ (SI:p) ((N/{{m}^{2}}) hay (Pa)); (Sleft( {{m}^{2}} right)); (hleft( m right)).

3. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1. Một ống Pitô đặt trong một dòng nước chảy với vận tốc v nhÆ° hình vẽ. Biết h=20cm, miệng ống Pitô đặt gần sát mặt nước. Tính v.

Bài giải

Gọi áp suát khí quyển là ({{p}_{0}}). Xét hai điểm A và B ở đầu và cuối cột chất lỏng (đứng yên) trong ống, vận tốc của chúng bằng 0, theo định luật Béc-nu-li ta có:

({{p}_{B}}={{p}_{A}}+rho gh={{p}_{0}}+rho gh)                 (1)

Xét hai điểm B và C trong dòng chất lỏng chuyển động trong ống, ở sát mặt nước (có cùng độ cao h). Vận tốc tại B bằng 0, vận tốc tại C là v. Theo định luật Béc-nu-li ta có:

({{p}_{B}}={{p}_{C}}+frac{1}{2}rho v_{C}^{2}={{p}_{0}}+frac{1}{2}rho {{v}^{2}}) (2)

Từ (1) và (2) ta có: (rho gh=frac{1}{2}rho {{v}^{2}}Rightarrow v=sqrt{2gh})

Thay số: (v=sqrt{2.10.0,2}=2left( m/s right).)

Vậy: Vận tốc của dòng nước là (v=2left( m/s right).)

Câu 2. Một ống tiêm có đường kính ({{d}_{1}}=1cm) lắp với kim tiêm có đường kính ({{d}_{2}}=1mm). Ấn vào píttông với lực (F=10N) thì nước trong ống tiêm phụt ra với vận tốc bằng bao nhiêu? Bỏ qua ma sát và trọng lực.

Bài giải

Gọi áp suất khí quyển là ({{p}_{0}}). Trên hình vẽ, xét hai điểm (A,B) có cùng độ cao rong dòng chảy của thuốc tiêm.

– Áp dụng phÆ°Æ¡ng trình liên tục cho 2 điểm (A,B) : ({{v}_{A}}{{S}_{A}}={{v}_{B}}{{S}_{B}})

(Leftrightarrow {{v}_{A}}.pi frac{d_{1}^{2}}{4}={{v}_{B}}.pi frac{d_{2}^{2}}{4}Rightarrow {{v}_{A}}={{left( frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}} right)}^{2}}.{{v}_{B}})                            (1)

– Áp dụng định luật Béc-nu-li: ({{p}_{A}}+frac{1}{2}rho v_{A}^{2}={{p}_{B}}+frac{1}{2}rho v_{B}^{2})   (2)

– Mặt khác: ({{p}_{A}}={{p}_{0}}+frac{F}{{{s}_{1}}};{{p}_{B}}={{p}_{0}})                                          (3)

– Từ (1), (2) và (3) ta có:

(frac{F}{{{s}_{1}}}=frac{1}{2}rho left( v_{B}^{2}-v_{A}^{2} right)Leftrightarrow frac{F}{pi frac{d_{1}^{2}}{4}}=frac{1}{2}rho left( frac{d_{1}^{4}-d_{2}^{4}}{d_{1}^{4}} right)v_{B}^{2})

(Rightarrow {{v}_{B}}=2{{d}_{1}}sqrt{frac{2F}{pi rho left( d_{1}^{4}-d_{2}^{4} right)}}=2.0,01sqrt{frac{2.10}{3,{{14.10}^{3}}left( 0,{{01}^{4}}-0,{{001}^{4}} right)}}=16left( m/s right).)

Vậy: Nước trong ống tiêm phụt ra với vận tốc là v=16m/s.

Câu 3. SÆ¡ đồ cấu tạo của của một máy phun được vẽ nhÆ° hình vẽ. Biết tiết diện tại (A,B) là ({{S}_{A}},{{S}_{B}}); vận tốc và áp suất khí tại (A) là ({{v}_{A}},{{p}_{A}}); khối lượng riêng của chất lỏng trong chậu là (rho ) và của luồng khí là ({rho }’); áp suất khí quyển trên mặt tháong trong chậu là ({{p}_{0}}). Tìm giá trị cá»±c đại của h để máy có thể hoạt động được.

Bài giải

– Áp dụng phÆ°Æ¡ng trình liên tục cho hai điểm A và B có cùng độ cao trong dòng khí của bÆ¡m, ta có:

({{v}_{A}}{{S}_{A}}={{v}_{B}}{{S}_{B}}Rightarrow {{v}_{B}}=frac{{{S}_{A}}}{{{S}_{B}}}.{{v}_{A}}) (1)

– Áp dụng định luật Béc-nu-li cho hai điểm A và B có cùng độ cao trong dòng khí của bÆ¡m, ta có:

({{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}={{p}_{B}}+frac{1}{2}{rho }’v_{B}^{2}) (2)

– Để bÆ¡m hoạt động được thì nước phải lên được đến B trong bÆ¡m (hình vẽ).

– Áp dụng định luật Béc-nu-li cho hai điểm đầu B và điểm cuối C trong cột nước, với vận tốc của nước tại B là v và vận tốc của nước tại C bằng 0:

({{p}_{B}}+frac{1}{2}rho {{v}^{2}}+rho gh={{p}_{0}})

(Rightarrow {{p}_{B}}={{p}_{0}}-frac{1}{2}rho {{v}^{2}}-rho gh) (3)

– Thay (1) và (3) vào (2) ta được:

({{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}={{p}_{0}}-frac{1}{2}rho {{v}^{2}}-rho gh+frac{1}{2}{rho }'{{left( frac{{{S}_{A}}}{{{S}_{B}}}.{{v}_{A}} right)}^{2}})

(Leftrightarrow rho gh={{p}_{0}}-frac{1}{2}rho {{v}^{2}}+frac{1}{2}{rho }'{{left( frac{{{S}_{A}}}{{{S}_{B}}}.{{v}_{A}} right)}^{2}}-{{p}_{A}}-frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2})

(Leftrightarrow rho gh={{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right)-frac{1}{2}rho {{v}^{2}})

(Rightarrow h=frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right)-frac{1}{2}rho {{v}^{2}} right))

Điều kiện: (vge 0Rightarrow hle frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right) right))

Suy ra: ({{h}_{max }}=frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right) right).)

Vậy để máy có thể hoạt động được thì

({{h}_{max }}=frac{1}{rho g}left( {{p}_{0}}-{{p}_{A}}+frac{1}{2}{rho }’v_{A}^{2}left( frac{S_{A}^{2}-S_{B}^{2}}{S_{B}^{2}} right) right).)

—(Để xem Ä‘ầy đủ, chi tiết của tài liệu vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào Thư Viện Hỏi Đáp để tải về máy)—

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung PhÆ°Æ¡ng pháp giải bài tập về chất lỏng chuyển động ổn định môn Vật Lý 10 năm 2021-2022. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net Ä‘ể tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh Ã´n tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Bộ 4 đề thi giữa HK1 môn Vật lý 10 năm 2021-2022 có đáp án Trường THPT Nghĩa Đàn

227

Bộ 5 đề thi giữa HK1 môn Vật lý 10 năm 2021-2022 có đáp án Trường THPT Qùy Hợp 3

270

Bộ 4 đề thi giữa HK1 môn Vật lý 10 năm 2021-2022 có đáp án Trường THPT Qùy Châu

186

Bộ 4 đề thi giữa HK1 môn Vật lý 10 năm 2021-2022 có đáp án Trường THPT Lê Viết Thuật

247

Bộ 4 đề thi giữa HK1 môn Vật Lý 10 có đáp án năm 2021-2022 Trường THPT Nguyễn Thị Bích Châu

215

Bộ 5 đề thi giữa HK1 môn Vật Lý 10 có đáp án năm 2021-2022 Trường THPT Nguyễn Đình Liễn

202

[rule_2_plain]

#PhÆÆng #phÃp #giáºi #bÃi #táºp #vá #cháºt #láng #chuyán #Äáng #án #Äánh #mÃn #Váºt #Lý #nÄm


  • Tổng hợp: Thư Viện Hỏi Đáp
  • Nguồn: https://hoc247.net/tu-lieu/phuong-phap-giai-bai-tap-ve-chat-long-chuyen-dong-on-dinh-mon-vat-ly-10-nam-2021-2022-doc36739.html
Back to top button