Giáo án Vật lý 10 - Bài 41: Áp suất thủy tĩnh. Nguyên lý Pa - xcan

BÀI 41: ÁP SUẤT THỦY TĨNH. NGUYÊN LÝ PA - XCAN Mục tiêu Kiến thức - Hiểu được trong lòng chất lỏng, áp suất hướng theo mọi phương và phụ thuộc độ sâu. - Viết được công thức tính áp suất của chất lỏng, công thức tính áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h - Phát biểu được nguyên lý Pa – xcan và nguyên tắc hoạt động của máy nén thuỷ lực Kỹ năng - Vận dụng để giải bài tập. - Giải thích các hiện tượng thực tiễn. Thái độ - Tích cực trong giờ học. - Liên hệ kiến thức vật lý với thực tiễn cuộc sống, tích cực tìm hiểu, sáng tạo. Chuẩn bị 1. Chuẩn bị của giáo viên - Một số câu hỏi lý thuyết và bài tập cho phần kiểm tra bài cũ và phần củng cố. - Một số hình vẽ trong SGK. Chuẩn bị của học sinh - Nhớ lại công thức tính lực đẩy Acsimet và công thức tính áp suất. - Nghiên cứu trước bài “Áp suất thuỷ tĩnh. Nguyên lý Pa –xcan” 3. Dự kiến nội dung ghi bảng BÀI 41: ÁP SUẤT THỦY TĨNH. NGUYÊN LÝ PA – XCAN 1. Áp suất của chất lỏng Áp suất: p = F/S p: đơn vị N/m2 hay paxcan. F: áp lực chất lỏng nén lên diện tích. Đơn vị N S: diện tích bị nén. Đơn vị m2. - Tại mỗi điểm của chất lỏng, áp suất theo mọi phương là như nhau. - Áp suất ở những điểm có độ sâu khác nhau thì khác nhau. 2. Sự thay đổi áp suất theo độ sâu. Áp suất thuỷ tĩnh - Trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trong lòng chất lỏng áp suất là như nhau tại tất cả các điểm. - Áp suất thuỷ tĩnh: p= pa + ρgh Pa: áp suất khí quyển ở mặt thoáng chất lỏng. ρ: khối lượng riêng chất lỏng. 3. Nguyên lí Pa-xcan - Phát biểu: - Chứng minh: p = png + ρgh Khi tăng png thêm Δp thì ρ =const; ρgh=const; nên p cũng tăng Δp. 4. Máy nén thuỷ lực - Xem hình 41.6 F2= S2.p = F1. S2/S1 Do S2 > S1 nên F2 >F1. Cho di chuyển một đoạn d1 xuống dưới thì di chuyển lên đoạn d2 là: d2 = d1. S2/S1 <d1 công được bảo toàn. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Áp suất của chất lỏng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Hướng dẫn học sinh đọc phần 1 SGK, sau đó tìm hiểu xem các đại lượng trong biểu thức 41.1 là gì? Thay đổi vị trí và hướng của dụng cụ đo áp suất ta rút kết luận gì? - Nhận xét câu trả lời và nói rõ nội dung công thức trên. - Nhắc lại cho học sinh các đơn vị áp suất trong hệ SI và ngoài hệ. - Đọc SGK và trả lời câu hỏi: p= F/S F: áp lực tác dụng. Đơn vị N S: diện tích bị tác dụng lực. Đơn vị m2. Học sinh nêu 2 kết luận ở trong SGK. Hoạt động 2: Sự thay dổi áp suất theo độ sâu. Áp suất thuỷ tĩnh Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giáo viên yêu cầu học sinh đọc phần 2 trong sách và trả lời câu hỏi trên slide. - Áp dụng định luật II Niutơn viết biểu thức lực tác dụng lên phần tử hình trụ? Từ đó ta rút ra công thức p = pa+ρgh. ρ: khối lượng riêng chất lỏng p: áp suất thuỷ tĩnh hay áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h so với mặt thoáng. Công thức trên cho ta thấy áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h bằng tổng áp suất khí quyển ở mặt thoáng và tích số ρgh. Yêu cầu học sinh xem slide trên bảng và nhận xét. - Quan sát và suy nghĩ. Trả lời: chất lỏng trong lòng nằm yên ở trạng thái cân bằng, áp suất là như nhau tại tất cả các điểm. - Hình trụ chất lỏng nằm cân bằng nên: F1 - F2 + P =p1S – p2S +P. Lưu ý đến khối lượng riêng của chất lỏng, tính toán để rút ra biểu thức 41.2 Quan sát và nhận xét áp suất tại 3 vị trí là như nhau. Hoạt động 3: Nguyên lí Pa-xcan Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Hướng dẫn học sinh chứng minh nguyên lí từ công thức 41.2: Từ công thức: p= pa+ρgh. Ta thấy khi tăng pa lên một lượng Δp thì p cũng tăng thêm Δp do tích số ρgh không đổi. Vì vậy áp suất được truyền nguyên vẹn đến mọi điểm của chất lỏng và thành bình, đó là nội dung của nguyên lí Pa-xcan. Phát biểu nguyên lí? Dựa vào giải thích trên trả lời câu hỏi C2? - Đọc SGK và phát biểu nguyên lí. - Nghe giáo viên hướng dẫn chứng minh công thức trên. Phát biểu: Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và của thành bình. Trả lời: Áp suất không phụ thuộc vào hình dạng bình chứa mà chỉ phụ thuộc vào độ sâu và khối lượng riêng chất lỏng. Hoạt động 4: Máy nén thuỷ lực Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Hướng dẫn học sinh đọc SGK và xem hình trên slide - Do áp suất truyền nguyên vẹn nên khi ta tăng áp suất nhánh S1 lên Δp thì nhánh S2 cũng tăng lên Δp. Vì thế ta có thể dùng một lực nhỏ để tạo thành một lực lớn hơn. Ta có thể dùng một lực nhỏ để nâng một ô tô lên. Đó là nội dung câu trả lời C3. - Đọc SGK và xem hình trên slide. - Nghe giáo viên và tính toán và nghe giáo viên giảng ghi nhứ nội dung câu trả lời. Hoạt đông 5: Vận dụng, củng cố Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu học sinh nhìn lên slide và trả lời các câu hỏi vận dụng. - Giáo viên nhắc lại nội dung bài học và ứng dụng của bài học vào thực tế. - Trả lời câu hỏi 1 SGK: a. Áp suất và lực ép của nước lên đáy bình có bằng nhau không? b. Trọng lượng nước trong ba bình bằng nhau không vì sao? - Trả lời các câu hỏi trên slide. - Học sinh lắng nghe. - Bằng nhau do diện tích đáy bằng nhau và mực nước trong bình bằng nhau. - Không bằng nhau do thể tích bình không bằng nhau. Rút kinh nghiệm ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................