Mở đầu
Đặt viên bi sắt, ốc vít kim loại, nắp chai nhựa vào một cốc thủy tinh. Vì sao khi đổ nước vào cốc, có vật nổi lên, có vật lại không nổi lên?
Trả lời:
- Khi chúng ta thả viên bi sắt, ốc vít kim loại và nắp chai nhựa vào một cốc nước, nắp chai nhựa chìm một phần rồi nổi lên mặt nước, trong khi viên bi sắt và ốc vít kim loại lại chìm thẳng xuống đáy. Sự khác biệt này xuất phát từ sự tương quan giữa trọng lượng của từng vật và độ lớn của lực đẩy Archimedes do nước tác dụng lên vật đó.
I. Lực đẩy tác dụng lên vật đặt trong chất lỏng
Câu hỏi 1 SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 73): Hãy biểu diễn các lực tác dụng vào viên bi, ốc vít kim loại, miếng xốp khi chúng ở vị trí như trong Hình 17.2.
Trả lời:
Câu hỏi 2 SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 73): Hãy rút ra điều kiện để một vật chìm xuống hoặc nổi lên khi đặt trong chất lỏng.
Trả lời:
- Điều kiện để một vật chìm xuống: Khi trọng lực lớn hơn lực đẩy Archimedes (P > FA)
- Điều kiện để một vật nổi lên: Khi trọng lực nhỏ hơn lực đẩy Archimedes (P < FA).
Câu hỏi 3 SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 73): Mô tả sự thay đổi lực đẩy của nước lên quả bóng trong Hình 17.1 từ khi bắt đầu nhấn quả bóng vào nước, đến khi quả bóng chìm hoàn toàn trong nước.
Trả lời:
- Từ thời điểm bắt đầu ấn quả bóng chìm vào nước cho đến khi nó chìm hoàn toàn, lực đẩy của nước tác dụng lên quả bóng tăng dần. Lý do là vì không gian thể tích phần bóng bị dìm trong nước càng lớn thì lượng nước bị chiếm chỗ càng nhiều, dẫn đến lực đẩy sinh ra càng mạnh.
II. Độ lớn của lực đẩy Archimedes
1. Thí nghiệm
Hoạt động SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 74): Dụng cụ:
- Một lực kế có giới hạn đo 2 N;
- Cân điện tử;
- Quả nặng bằng nhựa 130 g;
- Bình tràn; ống đong; giá thí nghiệm.
Tiến hành thí nghiệm:
- Treo quả nặng vào lực kế được móc trên giá thí nghiệm. Số chỉ của lực kế là P.
- Nhúng quả nặng vào bình tràn đựng đầy nước (Hình 17.4).
- Khi nước từ bình tràn chảy ra ống đong đạt giá trị 20 cm3, đọc giá trị F1 trên lực kế.
- Ghi giá trị lực đẩy Archimedes có độ lớn P – F1 vào vở theo mẫu Bảng 17.1.
- Dùng cân điện tử đo khối lượng nước từ bình tràn chảy ra ống đong và tính trọng lượng của lượng nước đó, ghi vào vở theo mẫu Bảng 17.1.
- Tiếp tục nhúng quả nặng chìm xuống khi nước trong bình tràn chảy ra lần lượt là 40 cm3, 60 cm3, 80 cm3, xác định độ lớn lực đẩy Archimedes và trọng lượng của lượng nước tràn ra tương ứng. Ghi vào vở theo mẫu Bảng 17.1.
- Thay nước bằng nước muối đặc và lặp lại thí nghiệm.
- So sánh trọng lượng của lượng chất lỏng tràn ra với lực đẩy Archimedes tương ứng.
Từ bảng số liệu ta có thể rút ra được kết luận gì về độ lớn lực đẩy Archimedes.
Trả lời:
- Nhận xét: Độ lớn lực đẩy Archimedes tỉ lệ với trọng lượng của chất lỏng tràn ra.
2. Định luật Archimedes
Hoạt động SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 75): Thả một viên đất nặn hình tròn nặng khoảng 100 g vào cốc nước, viên đất nặn sẽ chìm xuống đáy. Hãy tạo hình viên đất nặn này thành một vật có thể nổi được trên mặt nước. Vận dụng công thức định luật Archimedes, hãy giải thích vì sao cùng một viên đất nặn với hình dạng khác nhau lại có thể lúc thì chìm, lúc thì nổi.
Trả lời:
- Cùng một viên đất nặn nặng khoảng 100g, nếu để nguyên khối cầu tròn thả vào nước, nó sẽ lập tức chìm nghỉm. Tuy nhiên, nếu dùng tay miết và nặn viên đất đó thành hình một chiếc thuyền hoặc chiếc bát có lòng sâu, thả nhẹ vào cốc nước thì chiếc thuyền đất nặn sẽ nổi trên mặt nước.
+ Khi ở dạng hình tròn: Thể tích khối chiếm chỗ của chất lỏng rất nhỏ, cục đất nặn nặng và sẽ chìm xuống bởi khối lượng riêng của nó lớn hơn nước.
+ Khi ở dạng một chiếc thuyền: Bên trong cục đất này còn chứa cả không khí. Vì thế khối lượng riêng trung bình của thuyền đất sẽ nhỏ hơn nước và nó nổi được trên nước. Một yếu tố quan trọng nữa là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (thể tích phần bị chìm của vật). Nếu như phần thể tích này lớn, lực đẩy Archimedes của nước lên vật càng lớn sẽ giúp vật nổi lên. Thể tích phần chìm của cục đất nặn nhỏ hơn thể tích phần chìm của thuyền (bao gồm cả phần không khí trong thuyền), đó là lý do cùng là đất nhưng cục đất thì chìm nhưng nặn thành thuyền thì nó lại nổi.
Câu hỏi 1 SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 75): Giải thích vì sao trong thí nghiệm mở đầu, nắp chai nhựa lại nổi lên còn viên bi, ốc vít kim loại vẫn nằm ở đáy cốc.
Trả lời:
- Do trọng lượng riêng của chất làm nắp chai nhựa nhỏ hơn độ lớn lực đẩy Archimedes tác dụng lên nó.
- Do chất liệu kim loại có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với độ lớn lực đẩy Archimedes tác dụng lên nó.
Câu hỏi 2 SGK Khoa học tự nhiên 8 (trang 75): Hãy so sánh trọng lượng riêng của vật và trọng lượng riêng của nước khi vật chìm, vật nổi.
Trả lời:
- Điều kiện vật nổi: Trọng lượng riêng của vật sẽ nhỏ hơn trọng lượng riêng của chất lỏng.
- Điều kiện vật chìm: Trọng lượng riêng của vật lớn hơn trọng lượng riêng của chất lỏng
---------------------------------------
Trên đây là phần hướng dẫn chi tiết lời Giải Khoa học tự nhiên 8 Bài 17 Lực đẩy Archimedes (đầy đủ nhất), giúp bạn nắm vững những kiến thức nền tảng về Lực đẩy Archimedes. Hy vọng rằng những kiến thức này sẽ giúp bạn khơi dậy lòng say mê khám phá, hình thành tư duy khoa học chủ động và phát triển kỹ năng vận dụng vào các tình huống thực tế. Để xem trọn bộ lời giải chi tiết theo chương trình mới, đừng quên truy cập ngay tại link dưới đây: