Mở đầu trang 67

Đề bài: Vì sao muốn nước trong bình có thể chảy ra khi mở vòi thì trên nắp bình phải có một lỗ nhỏ?

Lời giải:

Khi mở vòi, nước trong bình chảy ra → cần có không khí thay thế vào chỗ nước đã chảy ra. Lỗ nhỏ trên nắp bình cho phép không khí bên ngoài đi vào trong bình:

• Áp suất khí quyển bên ngoài tác dụng qua lỗ nhỏ, ép xuống mặt nước → đẩy nước chảy ra qua vòi liên tục.
• Nếu nắp bình kín hoàn toàn, không khí không vào được, áp suất bên trong bình giảm → nước chảy rất chậm hoặc ngừng chảy.

I. Áp suất chất lỏng

1. Tác dụng của áp suất chất lỏng lên vật đặt trong nó

Câu hỏi trang 68 mục I.1

Đề bài:

1. Nếu các màng cao su bị biến dạng như Hình 16.2 thì chứng tỏ điều gì?
2. Với những vị trí khác nhau ở cùng một độ sâu thì áp suất chất lỏng tác dụng lên bình có thay đổi không?
3. Khi đặt bình sâu hơn (từ vị trí P đến Q) thì tác dụng của chất lỏng lên bình thay đổi như thế nào?

Lời giải:

1. Các màng cao su ở đáy C và thành bên A, B đều bị biến dạng lõm vào trong → chứng tỏ chất lỏng (nước) tác dụng áp suất theo mọi phương lên các thành và đáy bình (không chỉ theo phương thẳng đứng).

2. Ở cùng một độ sâu, các màng cao su ở các vị trí khác nhau đều biến dạng như nhau → áp suất chất lỏng tác dụng lên bình không thay đổi.

3. Khi đặt bình sâu hơn (từ P đến Q), các màng cao su bị biến dạng nhiều hơn → áp suất chất lỏng tác dụng lên bình tăng lên.

→ Kết luận: Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên các vật đặt trong nó. Vật càng ở sâu trong chất lỏng thì chịu áp suất chất lỏng càng lớn.

2. Sự truyền áp suất chất lỏng

Thí nghiệm 2 trang 68 mục I.2

Đề bài: Quan sát Hình 16.3 và mô tả thí nghiệm. Từ kết quả thí nghiệm, hãy rút ra kết luận về sự truyền áp suất tác dụng vào chất lỏng theo mọi hướng.

Lời giải:

Phân tích kết quả thí nghiệm:

• Đặt 4 quả nặng lên pit-tông (1) → cần đặt 2 quả nặng lên pit-tông (2) để cân bằng.
• Đặt 2 quả nặng lên pit-tông (1) → cần đặt 1 quả nặng lên pit-tông (2) để cân bằng.

→ Nhận xét: Pit-tông (1) có tiết diện gấp đôi pit-tông (2), nên cần áp lực gấp đôi để tạo ra cùng một áp suất trong chất lỏng. Điều này chứng tỏ chất lỏng đã truyền cùng một áp suất lên cả hai pit-tông.

→ Kết luận: Áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

(Đây là định luật do nhà bác học Pascal tìm ra.)

Hoạt động trang 68 mục I.2

Đề bài: Hãy thảo luận nhóm và thực hiện nhiệm vụ sau:

1. Mô tả và giải thích các hiện tượng trong thí nghiệm ở Hình 16.4a và Hình 16.4b.
2. Hình 16.5 vẽ sơ đồ nguyên lí máy nén thuỷ lực. Hãy vận dụng tính chất truyền nguyên vẹn áp suất theo mọi hướng của chất lỏng để giải thích tại sao khi người tác dụng một lực nhỏ vào pit-tông nhỏ lại nâng được ô tô đặt trên pit-tông lớn.

Lời giải:

1. Hiện tượng ở Hình 16.4:

• Hình 16.4a: Khi thổi không khí vào ống (1), không khí tác dụng áp suất lên mặt nước trong bình. Áp suất này được nước truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng → đẩy nước trong các ống (2), (3), (4) dâng lên cao.
• Hình 16.4b: Khi ấn pit-tông xuống, lực ấn tạo áp suất lên nước trong bình. Áp suất này được nước truyền đi theo mọi hướng → nước phun ra đều khắp các lỗ nhỏ xung quanh bình.

→ Cả hai thí nghiệm đều chứng tỏ áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

2. Máy nén thuỷ lực (Hình 16.5):

Gọi $S$ là diện tích pit-tông nhỏ, $S’$ là diện tích pit-tông lớn ($S’ \gg S$).

• Khi tác dụng lực nhỏ $F$ lên pit-tông nhỏ → áp suất tạo ra trong chất lỏng là $p = \dfrac{F}{S}$.
• Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn đến pit-tông lớn → lực đẩy lên pit-tông lớn là:

$$F’ = p \cdot S’ = \dfrac{F}{S} \cdot S’$$

Vì $S’ \gg S$ nên $F’ \gg F$.

→ Vậy chỉ cần một lực nhỏ tác dụng lên pit-tông nhỏ cũng có thể tạo ra một lực lớn ở pit-tông lớn, đủ để nâng được ô tô.

Câu hỏi trang 69 mục I.2

Đề bài: Hãy tìm thêm ví dụ trong đời sống minh hoạ áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

Lời giải:

Một số ví dụ trong đời sống:

• Phanh thuỷ lực trên ô tô, xe máy: chỉ cần đạp phanh nhẹ, dầu phanh truyền áp suất đến các bánh xe tạo lực hãm lớn.
• Kích thuỷ lực: thợ sửa xe dùng để nâng ô tô lên cao một cách nhẹ nhàng.
• Máy ép thuỷ lực trong công nghiệp: ép, dập kim loại, ép dầu, ép gạch.
• Ghế nha sĩ, ghế cắt tóc: dùng cơ cấu thuỷ lực để nâng hạ ghế.

II. Áp suất khí quyển

1. Sự tồn tại của áp suất khí quyển

Thí nghiệm 3 trang 69 mục II.1

Đề bài:

Chuẩn bị: Một cốc thuỷ tinh; một bình nước; một tấm nylon cứng; khay đựng dụng cụ thí nghiệm.

Tiến hành:

• Rót đầy nước vào cốc, đặt tấm nylon cứng che kín miệng cốc, rồi dùng tay giữ chặt tấm nylon cứng trên miệng cốc và từ từ úp ngược miệng cốc xuống.
• Từ từ đưa nhẹ tay ra khỏi miệng cốc, quan sát xem tấm nylon có bị nước đẩy rời khỏi miệng cốc không. Giải thích hiện tượng quan sát được.

Lời giải:

Hiện tượng: Khi bỏ tay ra, tấm nylon không bị nước đẩy rời khỏi miệng cốc, vẫn bám chặt vào miệng cốc và nước không chảy ra ngoài.

Giải thích:

• Bên trong cốc: nước tác dụng lên tấm nylon một lực hướng xuống dưới.
• Bên ngoài cốc: không khí (khí quyển) tác dụng áp suất lên tấm nylon từ phía dưới hướng lên trên.
• Áp suất khí quyển bên ngoài lớn hơn áp suất của nước trong cốc → tấm nylon được không khí ép chặt vào miệng cốc, giữ nước không chảy ra.

→ Thí nghiệm chứng tỏ tồn tại áp suất khí quyển và áp suất này tác dụng theo phương từ dưới lên.

Hoạt động trang 70 mục II.1

Đề bài: Sử dụng một ống thuỷ tinh hở hai đầu và một cốc nước (Hình 16.8). Nhúng ống thuỷ tinh vào cốc nước để nước dâng lên một phần của ống, rồi lấy ngón tay bịt kín đầu trên của ống và kéo ống ra khỏi nước. Quan sát xem nước có chảy ra khỏi ống hay không. Vẫn giữ tay bịt kín đầu trên của ống và nghiêng ống theo các phương khác nhau, khi đó nước có chảy ra khỏi ống hay không? Giải thích hiện tượng.

Lời giải:

Hiện tượng:

• Khi bịt kín đầu trên của ống và kéo ra khỏi nước: nước trong ống không chảy ra.
• Khi nghiêng ống theo các phương khác nhau: nước trong ống vẫn không chảy ra.

Giải thích:

• Khi đầu trên bị bịt kín, không khí phía trên không xuống được trong ống.
• Áp suất khí quyển bên ngoài (tác dụng từ đầu dưới của ống lên) lớn hơn áp suất của cột không khí nhỏ ở phía trên cộng với áp suất cột nước trong ống → giữ cột nước không chảy ra ngoài.
• Khi nghiêng ống theo các phương khác nhau, nước vẫn không chảy → chứng tỏ áp suất khí quyển tác dụng theo mọi phương.

Câu hỏi trang 70 mục II.1

Đề bài:

1. Tìm một số ví dụ chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển.
2. Em hãy cho biết áp suất tác dụng lên mặt hồ nước và áp suất tác dụng lên đáy hồ nước là áp suất nào.

Lời giải:

1. Một số ví dụ chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển:

• Hút sữa, nước bằng ống hút: miệng hút làm giảm áp suất trong ống, áp suất khí quyển bên ngoài đẩy sữa/nước lên qua ống.
• Giác mút dán chặt vào tường, kính, mặt phẳng nhẵn.
• Bút máy bị tắc: bóp ống mực, không khí ra ngoài, sau đó áp suất khí quyển đẩy mực vào ống.
• Tấm nylon đậy miệng cốc nước úp ngược không bị nước đẩy rơi.

2.

• Áp suất tác dụng lên mặt hồ nước: là áp suất khí quyển (do lớp không khí phía trên tác dụng).
• Áp suất tác dụng lên đáy hồ nước: là áp suất khí quyển cộng với áp suất chất lỏng của cột nước phía trên đáy hồ.

2. Một số ảnh hưởng và ứng dụng của áp suất không khí

Câu hỏi trang 70 mục II.2

Đề bài: Em hãy tìm ví dụ và mô tả hiện tượng trong thực tế về sự tạo thành tiếng động trong tai khi thay đổi áp suất đột ngột.

Lời giải:

Một số ví dụ và mô tả hiện tượng:

• Khi máy bay cất cánh hoặc hạ cánh: độ cao thay đổi nhanh → áp suất không khí thay đổi đột ngột → tai bị ù, có tiếng động trong tai.
• Khi đi thang máy ở các toà nhà cao tầng (lên/xuống nhanh): tai cảm thấy ù, có tiếng “lốp bốp”.
• Khi leo núi cao hoặc đi ô tô qua đèo: càng lên cao, áp suất khí quyển giảm → có thể cảm thấy ù tai.
• Khi lặn xuống nước sâu: áp suất tăng → tai bị ù, có khi đau tai.

Cách khắc phục: nuốt nước bọt, ngáp, nhai kẹo cao su → mở vòi tai, giúp cân bằng áp suất hai bên màng nhĩ.

Câu hỏi 1 trang 71 mục II.2

Đề bài: Tìm thêm ví dụ về giác mút trong thực tế và giải thích hoạt động của nó.

Lời giải:

Ví dụ về giác mút trong thực tế:

• Móc treo bằng giác mút trên tường, gương phòng tắm.
• Giác hơi trong y học (giác hơi lưng).
• Giác mút trên đồ chơi trẻ em (cung tên đồ chơi, phi tiêu nhựa).
• Giá đỡ điện thoại, GPS gắn vào kính ô tô.

Giải thích hoạt động:

• Khi ấn mạnh phẫu của giác mút vào bề mặt nhẵn (tường, kính), không khí bên trong giác bị ép ra ngoài.
• Khi thả tay, do tính đàn hồi, giác mút phồng trở lại → thể tích bên trong giác tăng → áp suất không khí trong giác mút giảm xuống thấp hơn áp suất khí quyển bên ngoài.
• Áp suất khí quyển ép giác mút bám chặt vào bề mặt, không bị rơi.

Câu hỏi 2 trang 71 mục II.2

Đề bài: Hãy tìm trong thực tế những dụng cụ hoạt động theo nguyên lí của bình xịt. Cho biết chúng được sử dụng vào công việc gì.

Lời giải:

Một số dụng cụ hoạt động theo nguyên lí bình xịt và công dụng:

→ Nguyên lí chung: dùng áp suất không khí (đã được nén) để đẩy chất lỏng ra ngoài qua vòi phun, tạo thành các hạt nhỏ phân tán.

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu