Title CĐ Bồi dưỡng HSG Vật Lý lớp 10 - Chương 7 - CƠ HỌC CHẤT LƯU.docx ✅

1 CHƯƠNG VII. CƠ HỌC CHẤT LƯU VII.1 CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG 2 VII.2 CHẤT LƯU THỰC 8 VII.1 LỜI GIẢI CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG 13 VII.2 LỜI GIẢI CHẤT LƯU THỰC-LỰC NHỚT 27
2 VII.1 CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG Bài 1. Một đồng hồ nước được sử dụng phổ biến ở thời Hy lạp cổ đại, được thiết kế dưới dạng bình chứa nước với lỗ nhỏ O (hình vẽ). Thời gian được xác định theo mực nước trong bình. Hãy xác định hình dạng của bình để các vạch chia thời gian là đồng đều (các vạch cách nhau cùng độ cao chỉ các khoảng thời gian bằng nhau). Nút A, B để thông khí. ĐS: Hình dạng của bình y tỉ lệ với 4x , với x,y là tọa độ thành bình. Bài 2. Dùng một ống nhỏ có bán kính a = 1mm để thổi bong bóng xà phòng. Khi bong bóng có bán kính R thì ngừng thổi và để hở ống. Bong bóng sẽ nhỏ lại. Hãy tính thời gian từ khi bong bóng có bán kính R = 3cm đến khi bong bóng thu lại có bán kính bằng a? Coi không khí trong bóng ở quá trình thu nhỏ là đẳng nhiệt. Cho suất căng mặt ngoài của nước xà phòng là  = 0,03 N/m và khối lượng riêng của không khí ở trong khí quyển trái đất là  = 1,3 g/l. ĐS: 7/2 2 22 .12,4() 7 R ts a   Bài 3. Một học sinh tự lắp ráp mô hình tuabin nước như sau: Nước từ thùng lớn chảy ra qua lỗ nhỏ diện tích S=1cm 2 ở sát đáy thùng đập vào cánh của tuabin. Trục quay của tuabin có sợi day mảnh nhẹ quấn quanh và vắt qua ròng rọc, đầu còn lại buộc vào vật nhỏ m. Thiết bị này có thể nâng vật m=100g với vận tốc nào đó như hình vẽ. a. Xác định hiệu suất của mô hình nói trên, lấy độ cao nước trong thùng là H=0,2m và vận tốc nâng vật nặng là v 1 =2cm/s O B A
3 b. Sau khi làm song thí nghiệm thứ nhất, đóng khóa K và nút kín lỗ A ở nắp thùng rồi đem phơi nắng để thùng nóng lên đáng kể. Bây giờ mở khóa K thì thấy mô hình hoạt động mạnh hẳn lên, cụ thể vật nặng được nâng lên với vân tốc v 2 =5cm/s. Vẫn coi mức nước trong thùng là H=0,2m, hiệu suất mô hình vẫn như trước. Hãy xác định áp suất trong thùng thay đổi bao nhiêu. Cho khối lượng riêng của nước là 1000kg/m 3 , g=10m/s 2 . ĐS: a. 1 3 2. 5% (2) mgv SgH  ; b. 1684().pPa Bài 4 (trích đề thi HSGQG). Hai bình cao chứa nước, được nối với nhau bằng hai ống AB và CD tiết diện ngang nhỏ giống nhau, nằm ngang, song song và cách nhau độ cao h (hình vẽ). Nước ở hai bình được giữ ở nhiệt độ T 1 và T 2 (T 1 > T 2 ). Để giữ cho nhiệt độ hai bình không đổi thì phải truyền một nhiệt lượng với công suất nhiệt P nào đó từ nguồn nhiệt vào bình nóng hơn và lấy ra từng ấy từ bình lạnh hơn. Bỏ qua hiện tượng dính ướt, bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bên ngoài và sự dẫn nhiệt của ống. a. Xác định khoảng cách từ mức nước AB đến mức nước xx’ mà áp suất ở mức đó trong hai bình bằng nhau. Tính hiệu áp suất ở hai đầu các ống AB và CD. b. Tính công suất nhiệt đưa vào các bình nóng (hoặc lấy đi khỏi bình lạnh ). Biết rằng: + Khối lượng riêng  của nước phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối T theo định luật  =  0 - (T - T 0 ), trong đó  0 , T 0 ,  là các hằng số. + Trong một đơn vị thời gian, qua một điểm bất kì của ống có một lượng nước m kp t    chảy qua (trong đó p là hiệu áp suất ở hai đầu ống; k là hệ số xác định).
4 + Mặt thoáng của chất lỏng trong bình nóng cao hơn ống AB đoạn h 1 , mặt thoáng của chất lỏng trong bình lạnh cao hơn ống AB đoạn h 2 . Cho nhiệt dung riêng của nước là C. ĐS : a. x = h/2; p = p A – p B = 12 2 hgTT ; b. Công suất nhiệt: 2 12() 2 khgCTT P  Bài 5. Một áp kế vi sai gồm một ống chữ U đường kính d = 5mm nối hai bình có đường kính D = 50mm với nhau. Máy đựng đầy hai chất lỏng không trộn lẫn với nhau, có trọng lượng riêng gần bằng nhau : dung dịch rượu êtylic trong nước ( 3 1/8535mN ) và dầu hỏa ( 3 2/8142mN ). Lập quan hệ giữa độ chênh lệch áp suất 21ppp của khí áp kế phải đo với độ dịch chuyển của mặt phân cách các chất lỏng (h) tính từ vị trí ban đầu của nó (khi 0p ). Xác định p khi h = 250mm. ĐS: 2 2 12122().()140/d phNm D    Bài 6. Một bình hở có đường kính d = 500 mm, đựng nước quay quanh một trục thẳng đứng với số vòng quay không đổi n = 90 vòng/phút. - Viết pt mặt đẳng áp và mặt tự do, nếu mực nước trên trục bình cách đáy Z 0 = 500mm. - Xác định áp suất tại điểm ở trên thành bình cách đáy là a = 100mm. - Thể tích nước trong bình là bao nhiêu, nếu chiều cao bình là H = 900mm. ĐS: a. Phương trình mặt đẳng áp là : C g r z 2 22  Phương trình mặt tự do: 0 22 2z g r z b. 22 2 .6697/ 2d r phNm 