Bài tập — Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng? A. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. B. Khối lượng riêng: $\rho = \frac{m}{V}$; trọng lượng riêng: $d = \rho g$. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. C. Áp suất: $p = \frac{F}{S}$, đơn vị paxcan ($Pa$). D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học. D. Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó: $\rho = \frac{m}{V}$, đơn vị là $kg/m^3$.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Trọng lượng riêng là trọng lượng của một đơn vị thể tích: $d = \frac{P}{V} = \rho g$, đơn vị $N/m^3$. B. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. C. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. D. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Tính áp suất tại đáy một hồ nước sâu $5,m$. Biết khối lượng riêng của nước là $1000,kg/m^3$, áp suất khí quyển $p_0 = 10^5,Pa$, $g = 10,m/s^2$.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải: Áp suất do cột nước gây ra: $\rho g h = 1000 \cdot 10 \cdot 5 = 50000,Pa$. Áp suất tại đáy hồ: $p = p_0 + \rho g h = 10^5 + 5 \cdot 10^4 = 1{,}5 \cdot 10^5,Pa$. Vậy áp suất tại đáy hồ là $150000,Pa$, gấp $1{,}5$ lần áp suất khí quyển.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ có khối lượng 0,3 kg treo vào một sợi dây dài 0,8 m. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây treo nằm ngang rồi thả nhẹ. Tính tốc độ của vật ở vị trí thấp nhất và lực căng của dây tại vị trí thấp nhất.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một vật có khối lượng 1 kg trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 10 m, cao 5 m. Bỏ qua ma sát, tính tốc độ của vật ở chân mặt phẳng nghiêng. Nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1 thì tốc độ của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là bao nhiêu? (Gợi ý: góc nghiêng $\alpha$ thỏa mãn $\sin\alpha = 0{,}5$, $\cos\alpha \approx 0{,}866$.)

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Một thác nước có lưu lượng 20 kg nước mỗi giây rơi từ độ cao 30 m. Hiệu suất chuyển hóa năng lượng của thác là 80%. Tính công suất có ích thu được từ thác nước.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

• Bảng đáp án: 1-B, 2-C, 3-D, 4-A.
• Giải thích chi tiết:
  • Câu 1 (B): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Khối lượng riêng: $\rho = \frac{m}{V}$; trọng lượng riêng: $d = \rho g$."
  • Câu 2 (C): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Áp suất: $p = \frac{F}{S}$, đơn vị paxcan ($Pa$)."
  • Câu 3 (D): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó: $\rho = \frac{m}{V}$, đơn vị là $kg/m^3$."
  • Câu 4 (A): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Trọng lượng riêng là trọng lượng của một đơn vị thể tích: $d = \frac{P}{V} = \rho g$, đơn vị $N/m^3$."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

• Bài 1:
  • Nội dung cốt lõi cần trình bày: Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó: $\rho = \frac{m}{V}$, đơn vị là $kg/m^3$. Khối lượng riêng là đại lượng đặc trưng cho từng chất, ví dụ khối lượng riêng của nước là $1000,kg/m^3$.
  • Tổng kết ghi nhớ: Khối lượng riêng: $\rho = \frac{m}{V}$; trọng lượng riêng: $d = \rho g$.; Áp suất: $p = \frac{F}{S}$, đơn vị paxcan ($Pa$).; Áp suất trong chất lỏng: $p = p_0 + \rho g h$; áp suất truyền theo nguyên lí Pascal.
• Bài 2:
  • Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Tính áp suất tại đáy một hồ nước sâu $5,m$. Biết khối lượng riêng của nước là $1000,kg/m^3$, áp suất khí quyển $p_0 = 10^5,Pa$, $g = 10,m/s^2$.
  • Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
• Bài 3:
  • Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng (Khối lượng riêng: $\rho = \frac{m}{V}$; trọng lượng riêng: $d = \rho g$.; Áp suất: $p = \frac{F}{S}$, đơn vị paxcan ($Pa$).; Áp suất trong chất lỏng: $p = p_0 + \rho g h$; áp suất truyền theo nguyên lí Pascal.).
  • Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Áp suất do cột nước gây ra: $\rho g h = 1000 \cdot 10 \cdot 5 = 50000,Pa$. Áp suất tại đáy hồ: $p = p_0 + \rho g h = 10^5 + 5 \cdot 10^4 = 1{,}5 \cdot 10^5,Pa$. Vậy áp suất tại đáy hồ là $150000,Pa$, gấp $1{,}5$ lần áp suất khí quyển.
• Bài 4: $v = \sqrt{2gl} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 0{,}8} = 4$ m/s. $T = mg + \frac{mv^2}{l} = 3 + \frac{0{,}3 \cdot 16}{0{,}8} = 9$ N.
• Bài 5: Không ma sát: $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 5} = 10$ m/s. Có ma sát: công của lực ma sát $A_{ms} = -\mu mg\cos\alpha \cdot s = -0{,}1 \cdot 1 \cdot 10 \cdot 0{,}866 \cdot 10 \approx -8{,}66$ J. Theo định lí động năng: $\frac{1}{2}mv^2 = mgh + A_{ms} \Rightarrow v^2 = 100 - 17{,}32 = 82{,}68 \Rightarrow v \approx 9{,}1$ m/s.
• Bài 6: $P = H \cdot \frac{mgh}{t} = 0{,}8 \cdot 20 \cdot 10 \cdot 30 = 4800$ W.