CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG VẬT LÝ LỚP 8 PHẦN CƠ HỌC

PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO BÌNH XUYÊN
TRƯỜNG THCS LÝ TỰ TRỌNG

NGƯỜI THỰC HIỆN: LƯU VĂN BÍCH
CHỨC VỤ: GIÁO VIÊN
ĐƠN VỊ CÔNG TÁC: TRƯỜNG THCS LÝ TỰ TRỌNG

THÁNG 10 NĂM 2015


1. Phạm vi, đối tượng, mục đích của chuyên đề
Chuyên đề này chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu và khai thác một số bài tập có
nội dung thực nghiệm liên quan đến các lực cơ học trong nội dung chương trình
bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý, cuối lớp 8 ở trường THCS Lý Tự Trọng.
Thông qua chuyên đề này giúp học sinh định hướng được phương pháp để
giải bài tập có nội dung thực nghiệm liên quan đến các lực cơ học và các nội
dung tương tự khác nhằm góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi.
Thời lượng dự kiến khoảng 15 đến 18 tiết.
2. Một số kiến thức vật lý về lực cơ học
a. Định nghĩa lực

B

Lực là đại lượng vectơ – đại lượng

Giá của lực

có hướng (điểm đặt, phương, chiều và
F

độ lớn) – đặc trưng cho tác dụng của

vật này lên vật khác, kết quả là làm vật

Tỉ xích

A

biến đổi chuyển động (truyền gia tốc

F = 3N
1N

cho vật) hoặc làm cho vật biến dạng.

Người ta biểu diễn lực bằng một vectơ (mũi tên) có gốc chỉ điểm đặt của lực,
có hướng chỉ hướng của vectơ gia tốc mà lực gây ra cho vật (hướng mũi tên là
hướng của lực) và có độ dài chỉ độ lớn của lực theo một tỉ xích quy
ước.
T

Đường thẳng chứa vectơ lực gọi là giá của lực (AB).
Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt vào vật và có cùng giá (cùng
phương), cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

P

b. Tổng hợp lực
Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một
lực có tác dụng giống hệt như toàn bộ
các lực ấy. Lực thay thế này gọi là
hợp lực.

Quy tắc hình bình hành: Nếu hai

F1

F

O

F2

lực đồng quy được biểu diễn về độ lớn và về hướng bằng hai cạnh của một hình

2


bình hành vẽ từ điểm đồng quy, thì hợp lực của chúng được biểu diễn về độ lớn
và về hướng bằng đường chéo của hình bình hành đó.
Độ lớn của hợp lực
- Khi F1 và F2 cùng phương, cùng chiều (góc hợp bởi F1 và F2 bằng 00):
F = F1 + F2
- Khi F1 và F2 cùng phương, ngược chiều (góc hợp bởi F1 và F2 bằng 1800):
F = F1 – F2

(với F1 > F2)

- Khi F1 và F2 vuông góc (góc hợp bởi F1 và F2 bằng 900):
F  F12  F22

- Khi F1 và F2 không cùng phương (góc hợp bởi F1 và F2 bằng α):
F2  F12  F22  2F1F2 cos(F1 ,F2 ) hay F2  F12  F22  2FF

1 2 cos 

c. Lực hấp dẫn và trọng lực
Niu-tơn là người đầu tiên đã kết hợp được những kết quả quan sát thiên văn
về chuyển động của các hành tinh với những kết quả nghiên cứu về sự rơi của
các vật trên Trái Đất và do đó đã phát hiện ra rằng mọi vật trong Vũ trụ đều hút
nhau với một lực, gọi là lực hấp dẫn.
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng đã giữ cho Mặt Trăng chuyển động
quanh Trái Đất.
Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và các hành tinh đã giữ cho các hành tinh chuyển
động quanh Mặt Trời.
Khác với lực đàn hồi và lực ma sát là lực tiếp xúc, lực hấp dẫn là lực tác dụng
từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.
Định luật vạn vật hấp dẫn
Những đặc điểm của lực hấp dẫn đã được Niu-tơn nêu lên thành định luật sau
đây, gọi là định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ
lệ thuận với tích của các khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương
khoảng cách giữa chúng.

Fhd  G

m1m2
r2
3


Trong đó
G là hằng số hấp dẫn, bằng 6,67.10

-11

Nm2
( 2 );
kg

m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm (kg);
r là khoảng cách giữa hai chất điểm (m).
Hệ thức trên áp dụng được cho các vật thông thường trong hai trường hợp:
- Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng.
- Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm
và lực hấp dẫn nằm trên đường nối tâm.
Theo Niu-tơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn
giữa Trái Đất và vật đó P  G

mM
(1)
(R  h) 2

Trong đó, m là khối lượng của vật, h là độ cao của vật so với mặt đất, M và R
là khối lượng và bán kính của Trái Đất.
Mặt khác ta lại có

P = mg

Từ (1) và (2) ta có g  G

(2)

M
là gia tốc rơi tự do của vật ở độ cao h so với

(R  h)2

mặt đất. Nếu h << R (vật ở gần mặt đất) thì g  G

M
.
R2

Gia tốc rơi tự do phụ thuộc độ cao nếu độ cao h khá lớn và là như nhau đối với
các vật ở gần mặt đất (h << R). Các hệ quả này hoàn toàn phù hợp với thực
nghiệm và là một bằng chứng về sự đúng đắn của định luật vạn vật hấp dẫn.
d. Lực đàn hồi của lò xo
Khi kéo dãn một lò xo, làm xo xo bị biến dạng. Nếu ngừng tác dụng lực, ta
nhận thấy sẽ xuất hiện một lực giúp lò xo tự lấy lại hình dạng ban đầu.
Biến dạng này được gọi là biến dạng đàn hồi. Lực giúp lò xo lấy lại hình dạng
ban đầu được gọi là lực đàn hồi.
Lực đàn hồi không chỉ xuất hiện ở lò xo mà còn xuất hiện ở các vật liệu khác
có khả năng biến dạng đàn hồi.
Vậy, lực đàn hồi xuất hiện khi nào? Nó có tác dụng gì?

4


Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi vật bị biến dạng đàn hồi, và có xu hướng chống
lại nguyên nhân gây ra biến dạng (giúp vật lấy lại hình dạng ban đầu).
Khi một lò xo bị biến dạng (nén hay dãn) thì đều xuất hiện lực đàn hồi.
- Phương: trùng với trục của lò xo.
- Chiều: ngược chiều với biến dạng của lò xo.
- Độ lớn: tỉ lệ thuận với độ biến dạng (biến dạng càng nhiều thì lực đàn hồi
càng lớn).

Giá trị cụ thể của lực đàn hồi được tính theo Định luật Húc: Trong giới hạn
đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
Fdh =  kl

Trong đó
k là độ cứng của lò xo (N/m);
l  l  l0 là độ biến dạng của lò xo (m);

(l0 là chiều dài tự nhiên của lò xo, l là chiều dài sau khi bị biến dạng
của lò xo);
Dấu (-) thể hiện rằng lực đàn hồi ngược hướng với biến dạng.
Một trong những ứng dụng thường thấy của lực đàn hồi của lò xo là lực kế.
Lực kế là dụng cụ dùng để đo độ lớn của lực tác dụng.
Tùy theo công dụng mà lực kế có các cấu tạo và hình dạng khác nhau. Tuy
nhiên bộ phận chính của lực kế vẫn là một lò xo (với độ cứng phù hợp).
e. Lực ma sát
Lực ma sát trượt
Khi một vật chuyển động trượt trên bề mặt thì bề mặt tác dụng lên vật tại chỗ
tiếp xúc một lực ma sát trượt, cản trở chuyển động của vật trên bề mặt đó.
Kết quả các thí nghiệm cho ta kết luận về độ lớn của lực ma sát trượt phụ
thuộc vào:
- Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.
- Tỉ lệ với độ lớn của áp lực.
- Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
Công thức của lực ma sát trượt Fmst  N
5


Trong đó: µ là hệ số ma sát;
N là áp lực của vật lên mặt chuyển động.

Lực ma sát lăn
Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt một vật khác, để cản lại
chuyển động lăn của vật.
Thí nghiệm cho ta thấy lực ma sát lăn cũng tỉ lệ áp lực, nhưng hệ số ma sát
lăn nhỏ hơn rất nhiều lần (hàng chục lần) hệ số ma sát trượt.
Công thức của lực ma sát lăn Fmsl  N
Trong đó: µ là hệ số ma sát;
N là áp lực của vật lên mặt chuyển động.
Lực ma sát nghỉ
Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi một vật nằm yên trên bề mặt vật khác mà vật
đó chịu tác dụng của lực nhưng chưa có sự biến đổi chuyển động (chống lại sự
biến đổi chuyển động của vật).
Những đặc điểm của lực ma sát nghỉ:
Lực ma sát nghỉ có điểm đặt trên vật, có phương song song với mặt tiếp xúc
và có chiều ngược chiều với lực tác dụng vào vật khi vật còn chưa chuyển động.
Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó thì vật
sẽ trượt. Như vậy Fmsn Max  Fmst  N .
Lực ma sát nghỉ cực đại xấp xỉ bằng lực ma sát trượt và có thể dùng công
thức tính lực ma sát trượt để tính lực ma sát nghỉ cực đại.
f. Lực đẩy Ác – si – mét
Lực đẩy Ác – si – mét là lực tác dụng bởi chất lỏng hay chất khí lên một vật
nhúng trong nó.
Khi xét hệ ở gần Trái Đất lực đẩy Ác – si – mét có cùng độ lớn và ngược chiều
với trọng lượng phần chất lỏng hay chất khí bị vật chiếm chỗ.
Trong trường hợp bỏ qua lực đẩy của không khí, độ lớn lực đẩy Ác – si – mét
được tính F = P1 – P2 = dV
Trong đó: F là độ lớn lực đẩy Ác – si – mét (N);
P1 là độ lớn trọng lực (trọng lượng) vật ngoài không khí (N);
6

P2 là độ lớn hợp lực tác dụng vào vật trong chất lỏng (N);
d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3);
V là thể tích phần vật chiếm chỗ trong chất lỏng (m3).
g. Điều kiện cân bằng của đòn bẩy
Mô-men lực đối với một trục quay là là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm
quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
M = F.l
Trong đó: M là mô-men lực (N.m);
F là lực tác dụng vào vật (N);
l là khoảng cách từ giá của lực tác dụng đến trục quay (m).
Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (đòn bẩy)
Từ nhiều thí nghiệm khác nhau ta rút ra được điều kiện cân bằng của một vật có
trục quay cố định gọi là quy tắc mô-men lực: Muốn cho một vật có trục quay cố
định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các mô-men lực có xu hướng làm vật quay
theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các
mô-men lực có xu hướng làm vật quay theo
chiều ngược lại.
Với một đòn bẩy thì Fl
1 1  F2l 2 

O

A

l1

l2

B

F1
F1 l2
 .
F2 l1

F2

3. Các bước chung để giải bài tập có nội dung thực nghiệm Vật lý
Bước 1: Đọc hiểu đề bài.
Bước 2: Phân tích nội dung bài tập thí nghiệm.
Bước 3: Xác định phương án thí nghiệm.
Bước 4: Tiến hành các thao tác thí nghiệm.
Bước 5: Kiểm tra câu trả lời so với kết quả thí nghiệm.
Bài tập minh họa
Cho một lực kế có giới hạn đo 2N, một sợi dây, một thước thẳng có độ chia
nhỏ nhất 1mm và một thanh sắt đ ồ n g c h ấ t , t i ế t d i ệ n đ ề u ( của giá thí
nghiệm). Hãy xác định trọng lượng của một viên gạch với mức chính xác cao
nhất cho phép.

7


Hướng dẫn
• Bước 1: Tìm hiểu mối liên hệ giữa lực kế với trọng lượng viên gạch thông
qua đòn bẩy để xác định trọng lượng viên gạch.
• Bước 2: Xác định trọng lượng của viên gạch với lực kế, sợi dây, thước
thẳng và thanh sắt. Điều này chứng tỏ phải tìm mối liên hệ giữa trọng lượng
của viên gạch với độ lớn số chỉ của lực kế được kéo thông qua đòn bẩy là
thanh sắt.

• Bước 3: Tiến hành theo phương án thí nghiệm đòn bẩy, một đầu treo viên
gạch và đầu kia kéo thông qua lực kế để thanh ở vị trí nằm ngang.
• Bước 4: Tiến hành thí nghiệm:
Buộc dây vào chính giữa điểm O của thanh sắt
rồi treo lên, điều chỉnh cho thanh nằm ngang có
thể quay quanh điểm O.
Dùng dây buộc viên gạch và treo vào đầu A của
thanh sắt.
Buộc dây vào đầu B của thanh sắt, móc lực kế vào dây và kéo xuống theo
phương thẳng đứng sao cho thanh nằm ngang. Khi đó

P OB
OB

PF
.
F OA
OA

Ta thấy khi OA và OB càng dài thì sai số tương đối khi đó càng nhỏ, kết quả
xác định P càng chính xác. Vì thế nên chọn điểm B xa điểm O nhất, còn vị trí
điểm A cần điều chỉnh sao cho lực kế chỉ lực kéo xuống lớn nhất không quá
giới hạn (F = 2N) mà thanh sắt được giữ nằm ngang.
• Bước 5: Xác định OA, OB bằng thước thẳng, xác định F theo số chỉ của lực
kế và tính toán được P chính là trọng lượng viên gạch với mức chính xác cao
nhất cho phép.
4. Một số bài tập vận dụng
Bài 1. Cho một ống nghiệm chia độ, một bình thủy tinh hình trụ đựng nước, một
cốc đựng nước, một chai đựng dầu ăn, một gói muối tinh khô. Cho rằng, đã biết
trước khối lượng riêng của nước. Hãy xác định với mức chính xác nhất :

a. Khối lượng riêng của muối tinh khô.

8


b. Khối lượng riêng của nước muối bão hòa (không thể hòa tan thêm muối nữa
trong nước).
c. Khối lượng riêng của dầu ăn.
Hướng dẫn
a. Đổ vào ống nghiệm A chia độ (lau khô) một lượng muối tinh khô sao cho khi
thả ống đó vào bình hình trụ B chứa nước thì ống đó chìm tới mức mà miệng
ống chỉ cao hơn mặt nước đúng khoảng xác định a nào đó. Xác định thể tích V1
của muối lúc đó.
Đổ hết muối tinh ra, rồi đổ nước vào ống nghiệm A sao cho khi thả vào nước
trong bình B thì ống A chứa nước này cũng chìm tới đúng mức như trên. Xác
định thể tích V2 của nước lúc đó.
Ta có P1 + PA = P2 + PA. Từ đó ta có P1 = P2.
Kí hiệu trọng lượng riêng của muối là d1, của nước là d2. Ta suy ra, d1V1 = d2V2
Vậy,

d1 V2
d
D
D V
V

vì 1  1 nên 1  2 và D1  D 2 2 trong đó biết khối
d 2 V1
d 2 D2
D 2 V1

V1

lượng riêng của nước là D2.
Ta tính được khối lượng riêng D1 của muối tinh khô.
b. Hòa tan muối tinh vào nước đến mức khuấy rất kỹ mà muối không thể ta hết.
Đổ nước muối vào ống nghiệm A sao cho ống A chìm tới đúng mức như trên.
Xác định thể tích nước muối V3 ta tính được khối lượng riêng D3 của nước muối
là D3  D2

V2
.
V3

c. Thay nước muối bằng dầu ăn, làm thí nghiệm tương tự để xác định thể tích V 4
của dầu ăn.
Khối lượng riêng của dầu ăn là D4  D2

V2
.
V4

Bài 2. Thả một chiếc lọ nhỏ có nút kín, bên trong có chứa một ít nước sao cho lọ
này chỉ còn nổi một phần rất nhỏ trên mặt nước đựng trong chậu thủy tinh hình trụ
có thành rất mỏng. Chỉ được dùng một thước chia tới milimet. Hãy xác định :

9


a. Áp lực tác dụng lên đáy chậu tăng thêm bao nhiêu khi thả chiếc lọ vào
chậu nước.

b. Độ chênh lệch áp suất giữa một điểm ở đáy chậu và một điểm ở chính giữa
cột nước bên trong của chậu.
Cho rằng, đã biết trước khối lượng riêng của nước.
Hướng dẫn
a. Đo độ sâu của nước trong chậu thủy tinh hình trụ trước và sau khi thả lọ nhỏ
chứa nước vào đó. Tính độ chênh lệch ∆h giữa hai lần đo trên là ∆h = h2 – h1.
Độ tăng áp suất lên đáy chậu so với khi chưa thả lọ vào chậu là
p = p2 – p1 = dh2 – dh1 = d∆h
(trong đó d là trọng lượng riêng của nước).

C2
Độ tăng áp lực lên đáy chậu là P = p.S = p.
4
Trong đó, C là chu vi của chậu đo bằng thước.
b. Áp suất tại điểm chính giữa cột nước bên trong chậu nước là p3  d

h2
và tại
2

đáy chậu là p2 = dh2.
h 
h

Vậy, độ chênh lệch áp suất là p'  d  h 2  2   d 2 .
2
2


Bài 3. Xác định khối lượng riêng của đá cuội (than đá, thủy tinh). Cho phép dùng

lực kế, sợi dây, bình nước, đá cuội (mẩu than đá hoặc lọ thủy tinh thành dày).
Cho rằng, đã biết trước khối lượng riêng của nước.
Hướng dẫn
Buộc hòn đá cuội bằng sợi dây rồi treo vào lực kế để xác định trọng lượng P
của nó.
Khi nhúng cho hòn đá ngập chìm trong nước chứa ở bình thì lực kế chỉ hợp lực
F = P – FA , trong đó, FA là lực đẩy Ác – si – mét do nước đẩy hòn đá.
Ta có FA = P – F.

10


Vì FA = doV (do là trọng lượng riêng của nước) nên ta tính được trọng lượng
riêng của hòn đá là d 

P
P
P
.

 do
V FA
PF
do

Vậy, khối lượng riêng đá cuội là D  Do

P
PF

Bài 4. Xác định khối lượng riêng của một chất lỏng chưa biết. Cho bình đựng chất
lỏng cần nghiên cứu, bình đựng nước (biết khối lượng riêng của nước là Do), lọ nhỏ
có nút kín, lực kế, sợi dây.
Hướng dẫn
Đổ nước vào lọ, đậy nút kín, buộc dây vào lọ rồi treo vào lực kế để xác định
trọng lượng P của lọ nước.
Nhúng ngập lọ vào nước, lực đẩy Ác – si – mét của nước tác dụng vào lọ là
FA = P – F = doV.
Nhúng ngập lọ vào chất lỏng cần nghiên cứu, lực kế chỉ F’.
Lực đẩy Ác – si – mét của chất lỏng tác dụng vào lọ là F’A = P – F’ = d’V.
suy ra

d ' F'A P  F' D'



d o FA
P  F Do

Vậy khối lượng riêng của chất lỏng là D'  Do

P  F'
(với Do là khối lượng
PF

riêng của nước).
Bài 5. Cho một bình chia độ hình trụ rỗng, một cân đòn có một hộp quả, một bình
nước, một gói muối tinh khô, một quả trứng, một que nhỏ. Hãy tìm ít nhất hai cách
để xác định khối lượng riêng của trứng.
Hướng dẫn

Cách 1. Xác định khối lượng của quả trứng m bằng cân, thể tích của nó V bằng
bình chia độ. Tính ra khối lượng riêng của trứng là D 

m
.
V

Cách 2. Hòa tan dần dần muối ăn vào nước cho đến khi trứng nổi mà gần như
không bị nhô lên khỏi mặt nước muối.

11


Khi đó trọng lượng trứng đúng bằng trọng lượng khối nước muối do trứng
chiếm chỗ, có thể tích bằng thể tích trứng V.
Suy ra khối lượng trứng m bằng khối lượng của khối nước muối có thể tích V.
D tr  D nm 

mm  mn
.
Vnm

Rót 100cm3 nước vào bình chia độ, ta có mn = 100g. Cân 50g muối tinh rồi đổ
dần vào nước, hòa tan dần vào nước cho đến khi có nước muối cùng khối lượng
riêng với trứng. Cân lại khối lượng muối còn lại m để xác định m m = 50 – m.
Xác định thể tích nước muối bằng bình chia độ ta được Vnm.
Bài 6. Xác định khối lượng riêng của kim loại nằm bên trong một trong hai cục bột
dẻo, biết rằng khối lượng bột dẻo ở cục này bằng khối lượng của cục thứ 2 gồm
toàn bột dẻo. Không được tách bột dẻo ra khỏi kim loại. Cho phép dùng một cân
đòn có hộp quả, một sợi chỉ, một bình chia độ 100cm3 và một cốc chứa nước.

Hướng dẫn
Dùng sợi chỉ treo cục bột dẻo vào móc của đĩa cân bên trái.
Đặt lên đĩa cân bên phải các quả cân để cân thăng bằng.
Khi tổng khối lượng các quả cân này là m1 thì lực tác dụng lên đòn cân bên trái
đúng bằng trọng lượng P1 của cục bột dẻo.
Vì P1 tỉ lệ với m1 theo hệ số tỉ lệ g (gia tốc rơi tự do) nên ta có, P1 = m1g.
Nhúng ngập hẳn cục bột dẻo treo ở đòn cân bên trái vào nước trong một cốc nhỏ
đặt trên giá đỡ không chạm vào mặt trên của đĩa cân bên trái.
Đặt các quả cân lên đĩa cân bên phải sao cho cân thăng bằng.
Khi tổng khối lượng các quả cân này là m’1 thì hợp lực F của trọng lượng P1 và
lực đẩy Ác – si – mét

FA do nước đẩy cục bột dẻo có độ lớn là

F = P1 – FA = m’1g.
Ta có FA = m1g – km’1g.
Mặt khác, FA = doV1 = DogV1 (với V1 là thể tích của cục bột dẻo, Do là trọng
lượng riêng của nước, do tỉ lệ với khối lượng riêng Do của nước).
Ta suy ra, V1 

m1  m'1
.
Do

12


Thay cục bột dẻo trên bằng cục bột dẻo có chứa mẫu kim loại rồi lặp lại 2 phép
đo trên. Ta lần lượt xác định được tổng khối lượng các quả cân dùng để làm cân
thăng bằng là m2 và m’2.

Từ đó tìm ra thể tích V2 của cục bột dẻo có chứa mẫu kim loại là
V2 

m 2  m'2
.
Do

Do khối lượng bột dẻo ở hai cục như nhau, bằng m1 nên khối lượng của mẩu
kim loại trong cục bột dẻo là m = m2 – m1.
Do thể tích của bột dẻo trong hai cục trên đều bằng V1 nên thể tích của mẩu kim
loại trong cục bột dẻo là V  V2  V1 

 m2  m'2    m1  m'1 

Vậy khối lượng riêng của kim loại là D 

Do
m
 m2  m1  Do

V  m 2  m'2    m1  m'1 

Bài 7. Cho một thước gỗ thẳng, cứng loại 500mm, một quả cân tùy chọn trong hộp
quả cân, một chiếc đục bằng thép, một sợi dây, một bình trụ đựng nước).
Hãy xác định:
a. Khối lượng của chiếc đục.
b. Thể tích của chiếc đục.
Hướng dẫn
a. Đặt thước gỗ nằm trên mặt bàn sao cho nửa

lo

thước nhô ra ngoài mép bàn (chớm nghiêng).

l

Kẻ vạch dấu theo mép bàn để xác định vị trí
trọng tâm G của thước (tức điểm đặt của

P0

trọng lượng).

P

Dùng chỉ buộc chiếc đục vào gần đầu thước nhô ra ngoài bàn, đặt quả cân có
trọng lượng Po lên đầu thước ở trên mặt bàn và dịch về phía trọng tâm G của
thước đến khi thấy thước bắt đầu chơm nghiêng thì dừng lại.
Đo khoảng cách l và lo.
Theo quy tắc cân bằng của đòn bẩy, ta có

P lo m
l
 
 m  mo o
Po l mo
l
13

b. Giữ nguyên Po và lo, nhúng ngập chiếc đục vào nước chứa trong bình trụ, điều
chỉnh vị trí treo chiếc đục sao cho thước bắt đầu chớm nghiêng.
Hợp lực của trọng lượng chiếc đục P và lực
l’

lo

đẩy Ác – si – mét FA của nước vào đục đó có
điểm đặt cách trục quay (ở mép bàn) một

FA
P0

khoảng l’.

P

Đòn bẩy cân bằng nên
(P  FA ) lo
  Pl' Polo  FA l'
Po
l'

 Po

lo
l l 
l' Polo  FAl'  Po  o  o   FA  d o V
l
 l l' o

V

Po  lo lo  mo  lo lo 
  
  
do  l l'  Do  l l' 

Với Do là khối lượng riêng của nước.
Bài 8. Cho một thanh sắt hình trụ (cọc của giá thí nghiệm), một thước chia tới
milimet, một quả cân 50g, một sợi chỉ, một cuốn sách giáo khoa Vật lý 9. Hãy xác
định với mức chính xác nhất có thể đạt:
a. Trọng lượng của thanh sắt.
b. Khối lượng riêng của sắt.
c. Khối lượng riêng của giấy.
Hướng dẫn
a. Xác định vị trí trọng tâm G (tức điểm đặt của trọng lượng) của thanh sắt bằng
cách đặt nó trên bàn sao cho phần nhô ra ngoài mép bàn chỉ chớm nghiêng.
Dùng chỉ treo quả cân 50g, có trọng lượng P  0,5N, vào một đầu thanh sắt, di
chuyển quả cân để tìm vị trí mà thanh sắt
lại bắt đầu chớm nghiêng.

l0

l

Đo khoảng cách từ điểm tựa này (mép
bàn) đến trọng tâm G là lo và đến điểm

P0

P

14


treo quả cân là l. Ta tìm ra trọng lượng Po của thanh sắt là Po  P
b. Khối lượng riêng của thanh sắt là D 

l
.
lo

mo 4mo

với mo là khối lượng, l là
V
lC2

chiều dài, C là chu vi của thanh sắt.
c. Giữ nguyên vị trí điểm tựa như trên, dùng sợi chỉ treo cuốn sách giáo khoa và
di chuyển tìm vị trí treo cuốn sách sao cho nó chỉ hơi bị nghiêng, đo khoảng
cách l’ từ vị trí này đến điểm tựa. Ta có Ps  Po
Dgi 

lo
l
 ms  mo o . Suy ra
l'
l'

ms
Vs

Đo các cạnh a, b, c của cuốn sách rồi tính ra Vs = abc.
Ta có Dgi  mo

lo
l'abc

Bài 9. Cho một thanh gỗ thẳng dài có thể quay quanh một trục lắp cố định trên một
giá thí nghiệm, một thước chia tới milimet, một bình đựng nước, một bình đựng
dầu hỏa, một lọ nhỏ, rỗng, một lọ nhỏ chứa đầy cát có nút kín, một sợi dây.
Hãy xác định:
a. Khối lượng riêng của dầu hỏa.
b. Tỉ số khối lượng giữa cát và lọ đựng cát đó.
Hướng dẫn
Lắp thanh gỗ thẳng dài vào trục quay để có một đòn bẩy. Treo lọ rỗng vào đầu
bên phải và lọ đầy cát vào một vị trí ở tay đòn bên trái sao cho đòn bẩy thăng
bằng nằm ngang. Khi đó có Polo = Pl.
Nhúng lọ đựng đầy cát ngập trong nước rồi điều chỉnh tìm vị trí treo nó sao cho
đòn bẩy thăng bằng với P và Po không đổi. Lúc này Polo = (P – F)l’
Ta có Polo = Pl’ – Fl’ 

P(l' l)
P l' l
 F  dnV  d n 
V l'
l'

Làm lại thí nghiệm với dầu hoả (thay cho nước) thi đòn bẩy cân bằng khi lọ
chứa đầy cát được treo cách trục quay một khoảng l’’.

15


Ta suy ra d d 

P l'' l
V l''

Vậy khối lượng riêng của dầu là d d  d n

(l'' l)l'
(l' l)l''

Từ thí nghiệm dầu với lọ đầy cát ta có Polo = Pl trong đó P = Pl + Pc
Đổ hết cát ra khỏi lọ, tìm vị trí treo lọ rỗng để đòn bẩy lại thăng bằng.
Đo khoảng cách L từ chỗ treo lọ rỗng đến điểm treo trục quay ta tính được
PlL= Polo  PlL= (Pl + Pc)l
Pc  Pl L
P Ll
  c
Pl
l
Pl
l

5. Đánh giá kết quả chuyên đề
Qua thời gian giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi, chúng tôi nhận thấy

yếu tố quan trọng nhất để nâng cao chất lượng học sinh đó là phương pháp giảng
dạy của giáo viên. Trong đó đối với việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thì một
vấn đề đặc biệt quan trọng là giáo viên phải xây dựng được một hệ thống
phương pháp giải bài tập cho từng loại bài. Có vậy học sinh mới hiểu và nắm
vững một cách tổng quát về kiến thức, trên cơ sở đó các em mới có thể tự học,
tự nghiên cứu tài liệu và có hứng thú học tập, biết tự lực, chủ động, tự tin làm tốt
bài thi.
Đây là chuyên đề đã được xây dựng qua quá trình nghiên cứu và vận dụng
vào dạy bồi dưỡng học sinh giỏi. Do đó, đây là những vấn đề rất thiết thực và
có tính ứng dụng cao. Mỗi nội dung trong chuyên đề mang tính chất khái quát
cao và đã được giải quyết một cách cụ thể, chi tiết. Chính vì vậy đây không chỉ
đơn thuần là những kiến thức, những phương pháp để áp dụng cho việc giải các
bài toán thực nghiệm trong chuyên đề lực cơ học mà còn định hướng cho
phương pháp giải các bài tập thực nghiệm trong các chuyên đề khác. Do đó việc
giảng dạy theo nội dung của chuyên đề này sẽ không chỉ giúp học sinh có một
hệ thống phương pháp giải bài tập, mà quan trọng hơn là các em nắm được bản
chất Vật lý và các mối liên hệ giữa các kiến thức Cơ học.

16


Mặc dù đây là một chuyên đề khó, song qua quá trình vận dụng chuyên đề
này vào thực tế tôi nhận thấy tất cả các học sinh đều tiếp thu nhanh và vận dụng
tốt các phương pháp đó vào việc giải các bài tập thực nghiệm.
Việc phân loại và xây dựng các phương pháp giải bài tập Vật lý bao giờ
cũng là vấn đề khó khăn nhất và cũng chỉ mang tính tương đối theo quan điểm
cá nhân đối với tất cả các giáo viên dạy môn Vật lý. Song đây là công việc nhất
thiết phải làm thì mới mang lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học.
Bài tập có nội dung thực nghiệm thực sự có tác dụng trong việc đào
sâu và củng cố kiến thức, kết hợp sự vận dụng lý thuyết vào thực tế, làm phát

triển ở học sinh tư duy sáng tạo, tư duy lôgic và phát huy tính tích cực hoạt
động nhận thức trong quá trình học vật lý.
Trong khi soạn chuyên đề này, chúng tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng
góp quý báu của các đồng nghiệp. Trước hết cho phép chúng tôi được gửi tới
các đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất!
Mặc dù có nhiều cố gắng trong việc biên soạn chuyên đề, song không tránh
khỏi một số hạn chế nhất định, chắc chắn trong chuyên đề còn nhiều chỗ thiếu
sót. Chúng tôi rất mong những ý kiến đóng góp quý báu của các đồng nghiệp để
chuyên đề được hoàn thiện hơn.
Hương Canh, ngày 10 tháng 10 năm 2015
NGƯỜI THỰC HIỆN

Lưu Văn Bích

17


Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Thượng Chung - Bài tập thí nghiệm vật lý trung học cơ sở - NXB
Giáo dục - 2004.
2. Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai – Lý luận dạy học ở
trường phổ thông - NXB Giáo dục – 2010.
3. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng - Tổ chức hoạt động nhận thức
cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông - NXB Đại học Quốc gia
Hà Nội - 1999.
4. Đoàn Duy Hinh, Nguyễn Phương Hồng, … - Một số vấn đề đổi mới
phương pháp dạy học môn Vật lý trung học cơ sở - NXB Giáo dục - 2008.
5. Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh, … Vật lý 6, 8 - NXB Giáo dục - 2010.
6 . V.Langué - Những bài tập hay về thí nghiệm vật lý - NXB Giáo Dục - 1998.
7. D.Halliday, … - Cơ sở vật lý - NXB Giáo dục - 1999.

18