Một thanh đồng chất, tiết diện đều, dài L được giữ thẳng đứng trên mặt thoáng của
Một thanh đồng chất, tiết diện đều, dài L được giữ thẳng đứng trên mặt thoáng của chậu nước, đầu dưới của thanh cách mặt thoáng một đoạn L. Khi thả tay ra, thanh rơi thẳng đứng vào chậu nước và dừng lại khi vừa chạm đáy. Bỏ qua sự thay đổi mực nước trong chậu và sức cản của nước, hãy tính chiều cao mực nước H trong chậu. Cho trọng lượng riêng của chất làm thanh bằng \(\dfrac{2}{5}\) trọng lượng riêng của nước.
Đáp án đúng là: B
Quảng cáo
Trọng lượng: \(P = 10D.S.L\)
Lực đẩy Ác-si-mét: \({F_A} = 10{D_0}.S.L\)
Lực trung bình: \(F = \dfrac{{{F_1} + {F_2}}}{2}\)
Công cơ học: \(A = F.s\)
Gọi khối lượng riêng của thanh và của nước lần lượt là \(D\) và \({D_0}\)
Ta có: \(D = \dfrac{2}{5}{D_0}\)
Giả sử chiều cao mực nước là H
Trọng lượng của thanh là:
\(P = 10D.S.L\) (với S là tiết diện của thanh)
Công để thanh rơi từ độ cao \(\left( {L + H} \right)\):
\(A = P.\left( {L + H} \right) = 10DSL\left( {L + H} \right)\)
Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh là:
\({F_A} = 10{D_0}.S.L\)
Công do lực đẩy Ác-si-mét được thực hiện trong 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Khi đầu dưới của thanh bắt đầu chạm mặt nước đến khi thanh chìm hoàn toàn trong nước:
Lực đẩy Ác-si-mét trung bình là:
\({F_A}' = \dfrac{{{F_A}}}{2} = \dfrac{{10{D_0}SL}}{2}\)
Công của lực đẩy Ác-si-mét là:
\({A_1} = {F_A}'.L = \dfrac{{10{D_0}S{L^2}}}{2}\)
+ Giai đoạn 2: Khi thanh chìm trong nước:
\({A_2} = {F_A}.\left( {H - L} \right) = 10{D_0}SL\left( {H - L} \right)\)
Công của lực đẩy Ác-si-mét trong 2 giai đoạn bằng công khi thanh rơi:
\(\begin{array}{l}A = {A_1} + {A_2} \Rightarrow 10DSL\left( {L + H} \right) = \dfrac{{10{D_0}S{L^2}}}{2} + 10{D_0}SL\left( {H - L} \right)\\ \Rightarrow D\left( {L + H} \right) = \dfrac{{{D_0}L}}{2} + {D_0}\left( {H - L} \right)\\ \Rightarrow H\left( {{D_0} - D} \right) = L\left( {D + \dfrac{{{D_0}}}{2}} \right) = L\dfrac{{2D + {D_0}}}{2}\\ \Rightarrow H = L\dfrac{{2D + {D_0}}}{{2\left( {{D_0} - D} \right)}} = L\dfrac{{2.\dfrac{2}{5}{D_0} + {D_0}}}{{2\left( {{D_0} - \dfrac{2}{5}{D_0}} \right)}} = \dfrac{3}{2}L\end{array}\)
Đáp án cần chọn là: B
PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!
>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
