ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ «ГИДРО-АЭРОСТАТИКА»

Давление внутри покоящейся жидкости.

Задание 9.1.  Домашний эксперимент.

Возьмите полиэтиленовый пакет, сделайте в нем четыре дырочки одинакового раз­мера в разных местах нижней части пакета, используя, например, толстую иглу. Над ванной налейте в пакет воды, зажмите его сверху рукой и выдавливайте воду через дырочки. Меняйте положение руки с пакетом, наблюдая, какие изменения происходят со струйками воды. Зарисуйте опыт и опишите свои наблюдения.

Задание 9.2.   Отметьте верное окончание фразы.

Нижнее и боковое отверстия трубки затянуты одинаковыми резиновыми мембранами. В трубку наливают воду и медленно опускают ее в широкий сосуд с водой до тех пор, пока уровень воды в трубке не совпадет с уровнем воды в сосуде. В этом положении мембраны

.  

1.обе выгнуты наружу 

2. обе вогнуты внутрь

3.  обе плоские

                                                                                          4. нижняя — плоская, а боковая — вогнута внутрь

5 .нижняя — плоская, а боковая — выгнута наружу

6 . боковая — плоская, а нижняя — вогнута внутрь

 7.  боковая — плоская, а нижняя — выгнута наружу

Задание  9.3 .   На рисунке показан опыт с сосудом, дно которого может отпадать. В ходе опыта были сделаны три наблюдения.

   1. Дно пустой трубки прижато, если трубка погружена в воду на некоторую глубину Н.

  2. Дно по-прежнему прижато к трубке, когда в нее начинают наливать воду.

  3. Дно начинает отходить от трубки в тот момент, когда уровень во­ды в трубке совпадет с уровнем воды в сосуде.

  а) В левом столбце таблицы запишите номера наблюдений, которые позво­ляют прийти   к выводам, обозначенным в правом столбце.

б) Запишите свои гипотезы о том, что может измениться в описанном выше опыте, если:

                                - в сосуде будет находиться вода, а в трубку будут наливать подсолнечное масло.

                                   - в сосуде будет находиться подсолнечное масло, а в трубку будут наливать воду.

Задание 9.4.   В закрытом баллоне с площадью основания 0,03 м² и высотой 1,2 м находится вода плотностью 1000 КГ/м³. Определите   давление воды  на дно баллона.

Дано:

Решение

                                                  Ответ:

Задание  9.5.   Запишите, какие из опытов, изображенных на рисунке, подтверждают, что давле­
ние в жидкости с глубиной увеличивается. ____________________________________

Поясните, что демонстрирует каждый из опытов.

а)   _

б)

в

б)

Задание  9.6.   Кубик помещен в жидкость плотностью р, налитую в открытый сосуд. Поставьте

                           соответствие указанным уровням жидкости формулы для вычисления давления,

                             со­зданного столбом жидкости на этих уровнях.

Около верхней поверхности кубика

Около нижней поверхности кубика

 Около дна сосуда

Задание  9.7.   Отметьте знаком «+» верные утверждения.

Сосуды различной формы заполнили водой. При этом ... .

                        давление воды на дно сосуда 1 больше, чем сосуда 2,

              поскольку масса воды в нем больше

 давление воды на дно сосуда 1 меньше, чем сосуда 3,       поскольку площадь его основания больше

давление воды на дно сосуда 3 больше, чем сосуда 2, поскольку площадь его основания меньше

                                                            давление воды на дно всех сосудов одинаково, по­скольку                     

                                                                            давление жидкости на дно определяется только высотой столба

                                                                         жидкости

Задание  9.8.Чему равно давление воды на дно прямоугольного аквариума длиной 2 м, шириной 1 м и

                            глубиной 50 см, доверху заполненного водой?

Дано:

СИ

Решение:

                                                                Ответ:

Задание  9.9.  В одну из трубок сообщающихся сосудов налита вода. Что произойдет, если зажим с пластиковой трубки убрать?

Задание  9.10.   В одну из трубок сообщающихся сосудов налита вода, а в другую — бензин. Если за­жим с пластиковой трубки убрать, то:

                                                                                     а) уровень какой жидкости окажется выше и почему?

                Вода                               Бензин                     

                                                                                      б) куда при этом сместится граница раздела жидкостей?

Задание 9.11.   Какова высота столба воды в U-образном сосуде относительно уровня АВ, если высо­та столба керосина 50 см?

                                    Ответ:

Реше

                                                     Атмосферное давление.

Задание 9.12.          На Луне, масса которой примерно в 80 раз меньше массы Земли, отсутствует воз­душная оболочка (атмосфера). Чем это можно объяснить? Запишите вашу гипотезу.

Задание.9.13.   Выберите правильное утверждение.

В опыте Торричелли в стеклянной трубке над поверхностью ртути создается                      безвоздушное пространство.

   есть воздух, но его плотность меньше, чем у воздуха, который окружает­

                 трубку

    есть воздух, но его плотность больше, чем у воздуха, который окружа­ет   

                  трубку

Задание  9.14.  Запишите значения давления в указанных единицах по приведенному образцу, ок­руглив результат до целых.

40 мм рт. ст. = 5332 Па = 5 кПа

2 мм рт. ст. =_______________________________________ Па ~____________ гПа.

30 мм рт. ст. =______________________________________ Па =____________ гПа.

750 мм рт. ст. =______________________________________ Па ~____________ кПа.

        Задание 9.15.   На рисунке показана схема устройства барометра-анероида. Отдельные детали кон­- 

                                  струкции  прибора обозначены  цифрами. Заполните таблицу.

 Задание9.16.   Заполните пропуски в тексте.

а)                                                           б)

На рисунках изображен прибор, который называется
Этим прибором измеряют  ____________________________

Запишите показание каждого прибора с учетом погрешности измерения.

Р₁ = (______ ±______ ) мм рт. ст. = (_______ ±______ ) кПа;

р₂= (______ ±______ ) мм рт. ст. = (_______ ±______ ) кПа.

Задание 9.17.Заполните пропуски в тексте.

Разница атмосферного давления в разных слоях атмосферы Земли вызывает движение воздушных масс. В антициклоне, т. е. в области повышенного давления, обычно ясно и безветренно, а в области циклона давление обычно понижено и образуются вихревые воздушные потоки, несущие облака, тучи и дождливую погоду. Метеорологи по изменению атмосферного давления мо­гут судить о возможной смене погоды.

Если атмосферное давление повышается - это, вероятнее всего,к ___________погоде

Если атмосферное давление понижается-  это, вероятнее всего,к ___________погоде

Задание 9.18.  Запишите значения давления в указанных единицах, округляя результат до целых.

390 Па ~__________________________________ мм рт. ст.

1254 Па =__________________________________ мм рт. ст.

8400 Па ~__________________________________ мм рт. ст.

.Задание 9.19.  Заполните пропуски в тексте, используя слова, приведенные в скобках.

Измерения показывают, что давление воздуха быстро                                                   

(уменьшается, увеличивается) с увеличением высоты. Причиной тому

служит   не    только                                                                    {уменьшение,   увеличение)

плотности воздуха, но   и                                                   {понижение, повышение) его температуры

при удалении от поверхности  Земли на расстояние до 10 км.

Задание 9.20.   Решить задачу.

          Высота Останкинской телебашни достигает 562 м. Чему равно атмосферное давле­ние около

         вершины телебашни, если у ее основания атмосферное давление равно 750 мм рт. ст.?

         Давление выразите в мм. рт. ст. и в единицах СИ, округлив оба значе­ния до целых.

Дано:

СИ

Решение

 Ответ:

Задание9.21.  а) Зачеркните ненужные из выделенных слов, чтобы получилось описание работы поршневого насоса, изображенного на рисунке.:

При движении рукоятки насоса вниз поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан открыт, закрыт, нижний клапан от­крыт, закрыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы не выливается.

б) Опишите, что происходит при движении рукоятки насоса вверх.

Задание 9.22.    Поршневым насосом, схема которого приведена в задании 46.1, при нормальном атмо­сферном давлении можно поднять воду на высоту не более 10 м. Объясните почему.

Задание 9.23.   Решить  задачу.                                                                                                                                                                                                           Площадь малого поршня гидравлической машины равна 0,04 м², площадь большо­го  0,2 м². С какой силой следует действовать на малый поршень, чтобы равномер­но поднять груз массой 100 кг, находящийся на большом поршне?

Дано:                                         Решение:

                                                             Ответ

Закон Паскаля и его применение.

  Задание 9.24.    Вставьте пропущенные слова:

   давление  производимое напередается  в каждую точку жидкости или газа

    Задание 9.25.   Отметьте галочкой утверждения, которые отражают суть закона Паскаля.

Давление в жидкости равно 1 Па, если на площадку площадью 1 м² 

                        действует сила 1 Н.

Давление, производимое на газ или жидкость, передается в любую точ­ку   

                                                                      одинаково во всех направлениях.

Давление в сосуде с жидкостью или газом при их сжатии возрастает

                одинаково на все стенки сосуда.

Задание 9.26.  .Заполните пропуски в тексте, описывающем принцип действия гидравлического

                                       пресса,  схема  устройства  которого   показана   на   рисунке.

При    движении    рукоятки    ______________     вверх:    поршень

   движется                                 клапан _________ открыт,

закрыт, поэтому масло из открытого сосуда

     поступает в цилиндра

    масло из цилиндра                   нагнетается в цилиндр

Гидравлический пресс дает выигрыш в силе, численно    равный                                                                                                                                              _______  закрыт,

          Задание 9.27.    Опишите принцип действия отбойного молотка, схема устройства  которого   показа­на на рисунке.

Задание 46.1. 

     Задание 9.28.     а) Зачеркните ненужные из выделенных слов, чтобы получилось описание    работы     поршневого насоса, изображенного на рисунке.

         При движении рукоятки насоса вниз поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан открыт, закрыт, нижний клапан от­крыт, закрыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы не выливается.

б) Опишите, что происходит при движении рукоятки насоса вверх.

Задание  9.29..   

Поршневым насосом, схема которого приведена в задании 46.1, при нормальном атмо­сферном

давлении можно поднять воду на высоту не более 10 м. Объясните почему.

Закон Архимеда и его применение.

Задание 9.30..   Стальной кубик погружен в воду. На рисунке стрелками изображены силы, дейст­вующие со стороны воды на грани кубика.

                  а)  Напишите рядом с каждой стрелкой ее обозначение:

                     F_B — сила, действующая на верхнюю грань кубика,

                     F_H — сила, действующая на нижнюю грань кубика,

                     F_n — сила, действующая на правую грань кубика,

                     F_a — сила, действующая на левую грань кубика.

                   б) Ответьте на вопросы.
Почему верхняя стрелка короче нижней? 

Почему правая и левая стрелки одинаковой длины?______________________

в) Расставьте знаки <, =, >, показывающие соотношения между модулями выше-
названных сил: F_B               F_н      ,       F_n     F_Л.

г) Заполните пропуски в тексте.

Сумма сил F_n и F_n, действующих на кубик в горизонтальном направлении,
равна______ .

Сумма сил F_B и F_H, действующих на кубик по вертикали, направлена_______________ .

Равнодействующая всех сил, действующих на кубик со стороны воды,

на­правлена ________ , поэтому силу, действующую на погруженное в жидкость

тело, называют________________________________________

    Задание  9.30.   

 Два одинаковых кубика уравновешены на рычажных весах в воздухе. Под один из кубиков

                     помещают стакан, который заполняют углекислым газом (см. рис.). За­черкните по одному из

                      выделенных слов в тексте, чтобы получилось верное описа­ние наблюдаемого явления.

Выталкивающая сила, действующая на погруженное в газ тело, вычисляется по формуле: F_Bb[T = gp_TV_T. Плотность углекислого газа больше, меньше, чем плотность воздуха. Следовательно, на правый кубик со стороны окружающего газа действует большая, меньшая выталкивающая сила, чем на левый. Учи­тывая, что на кубики действуют одинаковые силы тя­жести, можно сделать вывод: перевесит правый, ле­вый кубик.

Задание 9.31 .   Четыре тела разной формы погружены в одинаковые измерительные цилиндры с одинаковым количеством воды. На какие тела действуют равные выталкивающие силы? Ответ обоснуйте.

Задание 9.32.   Тело частично погружено в жидкость.        а) Закрасьте часть тела, погруженную в жидкость. Запишите формулу для вычисле­ния выталкивающей (архимедовой) силы, действующей на это тело, используя нуж­ные из приведенных ниже физических величин:

                 F_A — архимедова сила;

                р_т — плотность материала тела;

                р_ж — плотность жидкости;

                V_ж — объем жидкости.     

                 V_T — объем всего тела;

             V_Tяж — объем части тела, погруженной в жидкость;

             g — коэффициент пропорциональности в формуле

б) Изобразите на рисунке архимедову силу.

Задание 9.33..   Три кубика одинакового размера плавают в жидкости. Закрасьте части кубиков,    

 а) На какой из кубиков действует наименьшая архимедова сила?

б) Изобразите на рисунке в масштабе архимедову силу, дей­ствующую на каждый кубик. Масштаб выберите самостоя­тельно .Ответ обоснуйте.

Задание 9.34.   Рассчитайте архимедову силу, действующую на камень объемом 60 см3, полностью погруженный в воду.

              Дано:  СИ                                    Решение:

Ответ:

Задание 9.35. Одинаковые шарики опущены в разные жидкости. На каждом рисунке изобразите архимедову силу и силу тяжести, действующие на шарик, а также напишите, что будет с ним происходить, если известно, что:

               ^а)      Рш > Рж' шарик ;

         ^б)      Рш = Рж' шарик ;

         ^в)          Рш < Рж> шарик.     .

а)

б)

в)

Задание 9.36. 

                      На     весах      уравновешены   две  гири

                      при погружении их в воду?

-- -фарфоровая и стальная.  Какая гиря перевесит

    Задание  9.37.   Сплошной кубик из парафина с ребром 10 см плавает в воде. Определите глубину по­гружения кубика

Дано:

СИ

Решение:

        Задание 9.38. Масса лодки с сидящим в ней мальчиком составляет 120 кг. Какой объем воды вы­тесняет эта лодка, плывя по реке?

Дано:

Решение:

Ответ:

Задание 9.39 . Заполните пропуски в тексте.

Воздушный шар поднимется в воздух, если архимедова сила F_A, действующая­

на шар,________________ , чем сила____________ . По мере того как воздушный

шар поднимается все выше и выше, действующая на него_________________________

по модулю быстро уменьшается, так же как и плотность окружающего шар воздуха.

    Чтобы шар продолжал подниматься вверх, необходимо уменьшить

______________________ , действующую на него. Для этого с шара сбрасывают

специально взятый балласт: масса шара становится меньше, а следователь­
но, уменьшается и___________________ . Шар будет двигаться обратно к Земле,

если уменьшить____________________ , что достигается благодаря уменьшению

массы (а значит, и объема) газа в шаре.

Задание  9.40.  Воздушный шар объемом 50 м³ наполнили горячим воздухом плотностью 0,9 кг /м³

Масса оболочки шара 12 кг. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг /м3

Вычислите максимальную массу груза т_г, который этот шар может поднять.
Дано:                             Решение:

               Ответ:

Задание 9.41.   Заполните пропуски в тексте.   Тело, плавающее в жидкости, своей подводной частью вытесняет столько  жидкости, что ее вес равен        тела в воздухе. Плавающее в воде судно вытесняет своей подводной частью столько воды, что вес этой воды равен силе, действующей на судно с грузом. Глубина, на которую суд­но погружается в воду, называется ----------------. Наибольшая допустимая  осадка отмечена на корпусе судна красной линией, которая называется  . Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, называется--------------- судна.