Bài giảng Vật lý 10 Chương 5: Chủ đề 2 (Chuyên đề)

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com

I. HỆ THỐNG KIẾN THỨC:

1. Hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng – Lưu lượng chất

lỏng

- Trong một ống dòng, tốc độ của chất lỏng tỉ lệ nghịch với tiết diện :

1

2

1

S

v

v=

hay

ASvSv ==

2211

. A gọi là lưu lượng chất lỏng

- Khi chảy ổn định , lưu lượng chất lỏng trong một ống dòng là một hằng số.

2. Định luật Bec-nu-li

- Ống dòng nằm ngang : Trong một ống dòng nằm ngang tổng áp suất tĩnh và

áp suất động tại một điểm bất kì là hằng số :

constvp =+

2

1

ρ

.

Trong đó : * p là áp suất tĩnh.

*

2

1v

ρ

là áp suất động.

*

2

1vp

ρ

+

là áp suất toàn phần.

- Ống dòng không nằm ngang(Nâng cao) :

constzgvp =++ .

2

1

2

ρρ

.

Trong đó : z là tung độ của điểm đang xét.

3. Đo áp suất tĩnh và áp suất động

Ống a : đo áp suất tĩnh

Ống b : đo áp suất toàn phần

4. Đo vận tốc chất lỏng - ống Ven-tu-ri

)(

2

22

2

sS

ps

v−

∆

=

ρ

Trong đó : S ; s là hai tiết diện ống Ven-tu ri.

ρ

là khối lượng riêng của chất lỏng.

p

∆

là hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s.

5. Đo vận tốc máy bay nhờ ống pi-tô

kkkk

hgp

v

ρ

∆

=

∆

=22

A b

h

1

h

2

SỰ CHẢY THÀNH DÒNG CỦA CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ

ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI

29

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com

Trong đó :

h

∆

là độ chênh lệch mức chất lỏng trong hai nhánh, tương ứng

với độ che6ng lệch

áp suất

p

∆

.

ρ

là khối lượng riêng của chất lỏng trong 2 nhánh.

kk

ρ

là khối lượng riên của không khí bên ngoài.

TÓM TẮT CÔNG THỨC:

* Bieåu thöùc:

2

1

2

t

p v const

ρ

+ =

pt: aùp suaát tónh;

2

1

2

d

p v

ρ

=

:

aùp suaát ñoäng

* Löu löôïng cuûa chaát loûng:

V

A Sv const

t

= = =

* Heä thöùc lieân heä:

1 1

2 2

v S

=

* Ño vaän toác chaát loûng baèng oáng ven-tu-ri:

2 2

2 2 2 2

2 2

; '

( ) ( )

s p S p

v v

S s S s

ρ ρ

∆ ∆

= =

− −

trong ñoù:

'

p g h

ρ

∆ = ∆

Vôùi: v laø vaän toác töông öùng vôùi dieän tích S; v’ laø

vaän toác töông öùng vôùi dieän tích s;

, ':

ρ ρ

khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng chaûy trong

oáng vaø chaát loûng trong oáng chöõ U

* Ño vaän toác maùy bay baèng oáng pi-toâ:

2

kk

g h

v

ρ

∆

=

:

ρ

khoái löôïng rieâng

chaát loûng trong oáng chöõ U

********************************

I. VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1 : Đường kính tiết diện của một ống nước nằm ngang ở vị trí đầu bằng 2

lần đường kính ờ vị trí sau. Biết vận tốc nước ở vị trí đầu là 2 m/s và áp suất ở vị

trí này là 5.105 Pa. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3. Áp suất nước

ở vị trí đầu là bao nhiêu ?

Hướng dẫn :

d1 = 2d2 ;

smv /2

1

=

)(10.5

5

1

Pap = d1 d2

2

v

p1 p2

Tìm : p2 ?

• Đề tìm được p2 theo định luật Béc-nu-li, ta cần phải tìm vận tốc dòng

2

v

:

2

1

122211

S

vvSvSv =→=

v

1

v

r

,

v

r

∆

h

S

s

ống

Áp kố

∆

h

ống Pito

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com

Với tiết diện hình tròn là :

4

2

d

S

π

=, kết quả :

2

v

= 8 m/s.

• Vận dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang :

2

22

2

11

2

1

2

1

vpvp

ρρ

+=+ ⇒

Kết quả :

52

2

112

10.7,4)(

2

1

=−+= vvpp

ρ

(Pa)

Ví dụ 2 : Nước có khối lượng riêng 1000 kg/m3 chảy qua một ống nằm ngang

thu hẹp dần từ tiết diện

2

1

12

cmS = đến

2

1

2

S

S=. Hiệu áp suất giữa chổ rộng và chổ

hẹp là 4122 Pa. Lưu lượng của nước trong ống là bao nhiêu ?

Hướng dẫn :

• Áp dụng công thức lưu lượng chất lỏng :

1

2

1

122211

2

v

S

vvSvSv ==→= .

• Vận dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang :

2

22

2

11

2

1

2

1

vpvp

ρρ

+=+ ⇒

2

1

2

1

2

221

2

3

)(

2

1

vvvppp

ρρ

=−=−=∆

⇒

.................................................................................................

Kết quả : A= S1.v1 =2.10-3m3/s

Ví dụ 3* : Thành bình có một cái lỗ nhỏ cách đáy bình khoảng h1 = 25 cm. Bình

được đặt trên mặt bàn nằm ngang. Lúc mặt thoáng của nước trong bình cách lổ

khoảng h2 = 16 cmthi2 tia nước thoát ra khỏi lổ chạm mặt bàn cách lổ một đoạn

bằng bao nhiêu (tính theo phương ngang)?

Hướng dẫn : (Đây là bài toán cần phài vận dụng kiến thức của

phần động học nên hầu hết học sinh cảm thấy khó khăn)

- Tại thời điểm mặt thoáng của nước cách lổ khoảng h2, vận

tốc phần tử nước ở mặt thoáng bằng không, vận tốc phần tử

nước ở lỗ là v0, ta có :

ghvghv 22

02

2

0

=→=

(1)

- Khi nước chảy ra khỏi lỗ, các giọt nước chuyển động như

vật chuyển động ném ngang với các phương trình chuyển động:











=

2

0

2

1

.

gty

tvx

⇒

⇒⇒

⇒

g

y

vx 2

0

=

, với y = h1 thì

g

h

v

1

0

2

=

(2)

Từ (1) và (2) các bạn sẽ tìm được

.402

21

cmhhx ==

Ví dụ 4* : Một ống dẫn nước vào tầng trệt có đường kính trong là d, tốc độ nước

là 1,5 m/s và áp suất 2.105 Pa. Sau đó ống thắt hẹp dần đến đường kính trong là

h

2

0

v

r

x

h

1

x = ?

y

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com

4

d

khi lên đến tầng lâu cao 5 m so với tầng trệt. Biết khối lượng riên của nước là

1000 kg/m3 và lấy g = 10 m/s2. Áp suất nước ở tầng lâu bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn : - Gọi tốc độ nức ở tầng lầu là v2 :

2

1

122211

S

vvSvSv =→=

= 6 m/s.

- Áp dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng không nằm ngang :

2

221

2

11

2

1

2

1gzvpgzvp

ρρρρ

++=++

. Biến đổi biểu thức này và chú

12

zz −

= 5 m sẽ tìm

được p2 .

Kết quả : p2 = 1,33.103 Pa.

II. BÀI TẬP TỰ LUẬN.

14/ Một bình hình trụ đựng nước , có đường kính đáy là 10cm và chiếu cao cột

nước là 20cm . Đặt khít lên bề mặt thoáng của nước một pít tông có khối lượng

m = 1kg . xác định áp suất tại đáy bình . Lấy g = 10m/s2.

Hướng dẫn : áp dụng định luật Pa-xcan : p = png +

ρ

gh. Trong đó Png

bao gồm

a

p

và áp suất do trọng lượng pít tông gây ra là

S

mg

.

15/ Một bình hình trụ đường kính 10cm. mặt đáy có khoét một lổ tiết diện 1cm2.

Người ta cho nước chảy qua bình với lưu lượng 1,4.10 − 4 m3/s.

a) Xác định tốc độ dòng nước tại mặt thoáng của bình và lổ ở đáy bình ?

b) Xác định chiều cao cột nước cần đưa vào trong bình để có lưu lượng chảy

như trên?

Đáp số : a) 17,8.10

−

3m/s ; 1,4 m/s . b) 10cm .

16/ Áp suất khí quyển ở điều kiện chuẩn bằng

Pa

5

10.013,1

. Một cơn bão đến gần ,

chiều cao của cột thủyy ngân trên phong vũ biểu giảm đi 20mm so với lúc bình

thường . Biết khối lượng riêng thủy ngân là

3

/59,13 cmg=

ρ

. Hỏi áp suất khí quyển

lúc đó bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn : Áp suất khí quyển cân bằng với áp suất của cột thủy ngân, do

đó ta phải xác định được chiều cao cột thủy ngân khi cơn bão đến gần. Muốn

vậy trước tiên ta tìm chiều cao của cột thủy ngân tiêu chuẩn theo công thức

hgp

a

..

ρ

=

, chiều cao cột thủy ngân khi cơn bảo đến gần là

hhh

∆

−

=

'

→

'..

'

hgp

a

ρ

=

.

17/ Một cánh máy bay có diện tích 25m2, khi máy bay bay theo đường thẳng

nằm ngang với vận tốc đều thì vận tốc dòng khí ở dưới cánh máy bay là 60m/s

còn phía trên cánh là 80m/s. Biết khối lượng riêng của không khí là 1,21kg/m3.

xác định lực nâng tác dụng vào hai cánh máy bay .

Hướng dẫn : sử dụng định luật Bé- nu-li cho hai vị trí trên và dưới cánh

máy bay để tìm độ chênh lệch áp suất là:

)(

2

1

2

1

2

vvp −=∆

ρ

, từ đó xác định lực

nâng hai cánh máy bay là

SpF 2.

∆

=

.

- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com

18/ Một ống Pi-tô trên máy bay đang bay ở tầm cao , đo được độ chênh lệch áp

suất giữa hai nhánh là 180 Pa. Hỏi vận tốc máy bay lúc đó bằng bao nhiêu ? cho

biết khối lượng riêng của khí quyển ở độ cao đó là 0,031kg/m3.

Hướng dẫn : áp dụng công thức

kkKK

phg

v

ρρ

ρ

∆

=

∆

=22

.

IV. ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP:

1. Choïn caâu sai.

A. Trong moät oáng doøng naèm ngang, ôû nôi naøo coù toác ñoä lôùn thì aùp

suaát tónh nhoû, nôi naøo coù toác ñoä nhoû thì aùp suaát tónh lôùn.

B. Ñònh luaät Beùc – nu – li aùp duïng cho chaát loûng vaø chaát khí chaûy onå

ñònh.

C. Aùp suaát toaøn phaàn taïi moät ñieåm trong oáng doøng naèm ngang tghì tæ

leä baäc nhaát vôùi vaän toác doøng.

D. Trong moät oáng doøng naèm ngang nôi naøo coù ñöôøng doøng caøng naèm

xít nhau thì aùp suaát tónh caøng nhoû.

2. Choïn caâu sai:

A. trong oáng naèm ngang, nôi naøo coù vaän toác lôùn thì aùp suaát tónh nhoû vaø

ngöôïc laïi

B. ñònh luaät Becnuli aùp duïng cho chaát loûng vaø chaát khí chaûy oån ñònh

C. aùp suaát toaøn phaàn taïi moät ñieåm trong oáng doøng naèm ngang thì tæ leä

baäc nhaát vôùi vaän toác doøng

D. trong oáng doøng naèm ngang nôi naøo caùc ñöôøng doøng caøng xít nhau thì

aùp suaát tónh caøng nhoû

3. Ñôn vò naøo sau ñaây khoâng phaûi laø ñôn vò cuûa aùp suaát ?

A. Pa B. N.m2 C. atm D. Torr.

4. Goïi v1, v2 laø vaän toác cuûa chaát loûng taïi caùc ñoaïn cuûa oáng coù tieát dieän S1,

S2 (cuøng oáng). Bieåu thöùc lieân heä naøo sau ñaây laø ñuùng?

A.

S1.v1 = S2.v2. B.

1

v

S=

2

v

S C. S1.S2 = v1v2. D. S1 + S2 =

v1 + v2.

5. ChÊt láng ch¶y æn ®Þnh khi:

A. VËn tèc dßng ch¶y nhá. B. Ch¶y cuén, xo¸y.

C. VËn tèc dßng ch¶y lín. D. C¶ ba ®¸p ¸n trªn.

6. §−êng dßng lµ:

Bài giảng Chuyên đề Vật lý 10 - Chương 5: Chủ đề 2

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi