Giáo án Vật lí 10 nâng cao - Bài 41: Áp suất thủy tĩnh - Nguyên lí Pa-xcan

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY
BÀI 41: ÁP SUẤT THỦY TĨNH. NGUYÊN LÍ PA – XCAN 
Giáo sinh thực tập: Đỗ Thị Thùy Dương
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Nguyên
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Nêu được đặc tính và áp lực của chất lỏng tác dụng lên vật trong đó.
- Nêu được áp suất thủy tĩnh là gì và công thức tính áp suất thủy tĩnh
- Phát biểu được nguyên lí Pa-xcan
- Nêu được nguyên lí hoạt động của máy nén thủy lực
2. Kĩ năng:
- Vận dụng giải thích 1 số hiện tượng thực tế.
- Vận dụng giải một số bài tập.
3. Thái độ:
- Hăng hái, tích cực phát biểu ý kiến.
- Liên hệ kiến thức Vật lí với thực tế cuộc sống.
II. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
- Bài giảng powerpoint.
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về các đặc tính và áp lực của chất lỏng tác dugj lên các vật nằm trong nó.
- Ôn lại điều kiện cân bằng của một vật, công thức tính trọng lượng của một vật 
III. Tiến trình dạy học:
STT
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung bài học
1
Ổn định trật tự
2
Tiết trước ta đã kết thúc chương IV các định luật bảo toàn. Ngày hôm nay ta sẽ chuyển sang chương V, sử dụng một số định luật tổng quát của cơ học cho chất lỏng và chất khí được gọi chung là chất lưu. 
Bài hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu 4 phần:
1. Áp suất của chất lỏng
2. Sự thay đổi áp suất theo độ sâu. Áp suất thủy tĩnh
3. Nguyên lí Pa-xcan
4. Máy nén thủy lực
CHƯƠNG V: CƠ HỌC CHẤT LƯU
Bài 41: Nguyên lí Pa-xcan
3
Đặt câu hỏi: “Nếu thả một vật vào trong một chất lỏng thì vật sẽ nổi hay chìm?”
Chất lỏng đã tác dụng các lực như thế nào lên vật? 
HS suy nghĩ và trả lời câu hỏi:
Có 3 trường hợp: Vật chìm xuống đáy, vật lơ lửng, vật nổi trên mặt chất lỏng.
HS suy nghĩ và trả lời:
Chất lỏng tác dụng lên mọi mặt của vật
4
Nghiên cứu áp suất của chất lỏng:
Ở lớp 8 các em đã học về đặc tính quan trọng của chất lỏng:
Chất lỏng không nén được nhưng nó nén lên các vật nằm trong nó.
Áp lực chất lỏng nén lên vật có phương vuông góc với bề mặt vật.
Áp suất trung bình của chất lỏng được tính bằng công thức nào?
Giải thích từng đại lượng trong công thức?
Đơn vị của áp suất là gì?
Để đo áp suất tại một điểm trong lòng chất lỏng, người ta sử dụng một dụng cụ đo áp suất: xi lanh được hút chân không và một pittong được nối với lò xo.
Yêu cầu HS giải thích cách sử dụng dụng cụ?
Sau nhiều lần đo đạc người ta thấy:
Tại cùng 1 vị trí mà thay đổi hướng của dụng cụ ta thấy kết quả như nhau. Ta có thể kết luận điều gì?
Thay đổi vị trí đo tại các độ sâu khác nhau ta được các kết quả khác nhau cho thấy điều gì?
-HS nghiên cứu sgk và trả lời:
-
p:áp suất
F: áp lực
S:diện tích
-Pa, atm, mmHg
HS suy nghĩ trả lời câu hỏi:
Đặt dụng cụ ở vị trí cần đo trong lòng chất lỏng. 
Tiết diện S của pittong đã biết. Lực nén của chất lỏng cân bằng với lực đàn hồi của lò xo .
HS suy nghĩ và trả lời:
- Tại mọi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi phương là như nhau 
- Tại mọi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi phương là như nhau 
1. Áp suất của chất lỏng
-Chất lỏng nén lên các vật trong nó.
Áp lực chất lỏng nén lên vật có phương vuông góc với bề mặt vật.
 Trong đó : 
 F : Lực chất lỏng nén lên mặt vật nhúng trong nó (N) 
 S : Diện tích của bề mặt vật nhúng vào trong chất lỏng 
 p : Áp suất của chất lỏng
- Tại mọi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi phương là như nhau 
- Tại mọi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi phương là như nhau 
5
Nghiên cứu công thức tính áp suất thủy tĩnh:
Điều đó chứng tỏ áp suất phụ thuộc vào độ sâu và phụ thuộc như thế nào, chúng ta cùng sang phần 2. Sự thay đổi áp suất theo độ sâu. Áp suất thủy tĩnh:
Xét chất lỏng ở trạng thái cân bằng tĩnh: áp suất như nhau tại mọi điểm cùng một độ sâu.
Vậy những điểm có độ sâu khác nhau thì sao?
Xét một khối chất lỏng hình trụ, tiết diện S, đáy trên cách mặt nước y1, đáy dưới cách mặt nước y2, chiều cao của khối chất lỏng: y2 – y1 = h 
Yêu cầu HS xác định các lực tác dụng lên khối chất lỏng?
Khối chất lỏng này nằm cân bằng thì các lực tác dụng thỏa mãn biểu thức gì?
Chiếu biểu thức tổng hợp lực lên phương Oy như hình vẽ ta được biểu thức nào?
Hướng dẫn HS biến đổi công thức
-Yêu cầu HS trả lời câu hỏi vận dụng trên slide
-Chia nhóm yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi. (mỗi tổ 1 nhóm)
Trọng lực P, áp lực của chất lỏng theo các phương.
-HS trả lời tổng các vecto lực bằng vecto 0
-HS suy nghĩ và trả lời câu hỏi
-HS thảo luận 1ph và trả lời câu hỏi
2. Sự thay đổi áp suất theo độ sâu. Áp suất thủy tĩnh
Xét chất lỏng ở trạng thái cân bằng tĩnh: áp suất như nhau tại mọi điểm cùng một mặt phẳng nằm ngang
Khi hình trụ cân bằng:
F1 - F2 + P = 0
à p1S - p2S + P = 0
Mà P= mg= rgS(y2 - y1)
à p1 - p2 + rg (y2 - y1) = 0
khi y1=0 à p1=pa , y2 = h. 
p= p2=pa + rgh.
 p: áp suất thủy tĩnh hay áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h.
6
Nguyên lí Pa-xcan
Yêu cầu HS viết công thức tính áp suất tại hai điểm A và B có độ sâu h1 và h2 khác nhau.
Nếu bây giờ cô đặt thêm gia trọng và pittong lên mặt chất lỏng thì áp suất tại A và B có thay đổi không?
Độ tăng áp suất tại A và B có bằng nhau hay không? Vì sao?
Yêu cầu HS nhận xét về độ tăng áp suất tại mặt ngoài và tại mỗi điểm trong lòng chất lỏng và tại thành bình?
Đó cũng chính là nguyên lí Pa-xcan
-HS viết công thức tính áp suất tại A và B:
-HS suy nghĩ và trả lời:
Có thay đổi, tăng lên so với ban đầu
-HS suy nghĩ và trả lời:
Tăng bằng nhau vì đặt thêm gia trọng nên áp suất ngoài đã tăng một lượng là Dp 
mà ta có áp suất tại mỗi điểm trong lòng chất lỏng p=pa + rgh 
nên áp suất p cũng tăng một lượng Dp
-HS suy nghĩ trả lời: tăng như nhau
3.Nguyên lí Pa-xcan:
Nguyên lí Pa-xcan: 
Độ tăng áp suất lên một chất lỏng trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và của thành bình.
7
Tìm hiểu nguyên lí của máy nén thủy lực:
Ta có thể chỉ dùng 1 tay để nâng được một chiếc xe ô tô hay không?
Hoàn toàn có thể nâng được ô tô bằng máy nén thủy lực.
Cho HS quan sát sơ đồ máy nén thủy lực và giải thích
-HS suy nghĩ và trả lời
4. Máy nén thủy lực:
Þ 
Nếu cho F1 di chuyển một đoạn bằng d1xuống dưới thì lực F2 di chuyển ngược lên trên một đoạn d2 : 
 Þ Công được bảo toàn 
8
Vận dụng
Câu hỏi trắc nghiệm (trên slide)
_HS suy nghĩ và trả lời