SANG KIEN KINH NGHIEM LY 820172018CHINH LAN CUOI 206

1. Phần mở đầu
1.1. Lý do chọn đề tài
Đảng và nhà nước ta luôn xác định giáo dục là quốc sách hàng đầu, đầu tư
cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triến. Chính vì vậy nhiệm vụ dạy học của giáo
viên là rất quan trọng, quyết định chất lượng đào tạo con người có ích cho đất
nước. Bên cạnh dạy học đại trà thì cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi là một trong
những hoạt động không thể thiếu trong công tác giáo dục. Học sinh giỏi khẳng định
chất lượng mũi nhọn của mỗi đơn vị giáo dục là thước đo về trí tuệ và danh dự của
một nền giáo dục, của nhà trường đồng thời thực hiện tốt nhiệm vụ bồi dưỡng nhân
tài, tạo nguồn cho các cấp học cao hơn và đóng góp cho Đất nước những nhân tài
trong tương lai.
Trong các kỳ thi học sinh giỏi môn vật lý khối 8 tôi thấy rằng học sinh thường
gặp rất nhiều khó khăn và lúng túng khi giải các bài tập về tính cơng thực hiện
được trong chất lỏng, thường xác định quảng đường đi của vật, lực tác dụng lên vật
khơng chính xác dẫn đến tính toán sai kết quả; một số giáo viên giảng dạy thường
thấy khó ở chỗ là khơng biết bắt đầu dạy từ đâu, dạy như thế nào để học sinh có thể
dễ hiểu và nắm được dạng, phương pháp và cách giải bài tập về tính cơng trong
chất lỏng. Trong khi đó thì tơi nhận thấy hầu như đề thi học sinh giỏi Vật Lý 8 các
Huyện năm nào cũng ra bài tập về dạng này.
Vấn đề giải bài tập về tính cơng trong chất lỏng đã có một số đề tài, sáng kiến
đề cập tới, tuy nhiên các đề tài, sáng kiến viết chủ yếu đang mang tính chung, chưa
phân dạng cụ thế và phương pháp giải cho từng dạng, các bài tập còn rời rạc, lời
giải còn dài, các phép biến đổi phức tạp, khó hiểu, dễ dẫn đến sai lầm trong tính
tốn, các bài tập đưa ra chưa có tính hệ thống, việc mở rộng và nâng cao chưa thực
sự đi sâu vào việc hướng dẫn học sinh chi tiết về cách phân tích, nhận dạng các đại
lượng về lực tác dụng lên vật, quãng đường đi của vật và phương pháp giải cụ thể
cho từng dạng bài tập. Căn cứ vào tình hình trên và thực tế bồi dưỡng học sinh giỏi
Vật Lý 8 tại trường tôi thấy rằng việc hướng dẫn cho học sinh cách nhận dạng và
phương pháp giải bài tập về tính cơng trong chất lỏng là vơ cùng quan trọng và cần
thiết. Vì vậy tôi mạnh dạn chọn sáng kiến: Phân dạng và phương pháp giải bài tập
tính cơng trong chất lỏng để nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật Lý 8

Sáng kiến thể hiện tính chi tiết trong phân dạng, phương pháp, cũng như việc
tìm lời giải ngắn gọn, dễ hiểu các bài tập có tính hệ thống mang tính tổng quát và
nâng cao so với các đề tài và sáng kiến khác đã từng đề cập. Qua tiếp thu học sinh
nắm và xâu chuổi được mạch kiến thức, khơng cịn lúng túng trong việc xác định
các yếu tố về lực tác dụng lên vật và quãng đường vật di chuyển trong các trường
hợp mực chất lỏng thay đổi và không thay đổi, học sinh sử dụng công thức, biến
đổi, tính tốn chính xác các đại lượng, khơng cịn mắc phải sai sót trong các bài tập
về cơng, có khả năng vận dụng linh hoạt và sáng tạo hơn trong việc giải các bài tập
về tính cơng trong chất lỏng.


1.2. Phạm vi áp dụng của đề tài
Sáng kiến này tôi áp dụng trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý 8 tại
trường trong thời gian từ năm học 2016 – 2017 đến nay và áp dụng tiếp trong các
năm học sau. Hàng năm tiếp tục rút kinh nghiệm, mở rộng và bổ sung thêm về nội
dung kiến thức cho phù hợp với các đối tượng học sinh và cách ra đề từng năm.
Sáng kiến này nó khơng chỉ phù hợp với đối tượng học sinh giỏi Vật Lý lớp 8 mà
nó cịn có khả năng phù hợp với đối tượng học sinh giỏi Vật Lý bậc trung học cơ sở
trên địa bàn huyện Tuyên Hóa nói riêng và tỉnh Quảng Bình nói chung.
2. Phần nội dung
2.1. Thực trạng của nội dung cần nghiên cứu.
Qua trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý 8 từ năm học
2016-2017 đến năm học 2017-2018 cho thấy các bài tập về tính cơng trong chất
lỏng trong đề thi các năm hầu như học sinh không làm được hoặc làm chưa trọn
vẹn điểm tối đa, học sinh còn lúng túng trong việc phân dạng và phương pháp giải,
lời giải, lý luận thiếu chặt chẽ do chưa xác định chính xác các yếu tố về lực tác
dụng lên vật và quảng đường vật đi được, cịn mang tính chất mị mẫm, chưa có
định hướng rõ ràng, khả năng phân tích và đặt lời giải cịn yếu, áp dụng các cơng
thức máy móc, nhiều khi khơng tìm ra lời giải kể cả cho những bài tập mang tính lý
luận đơn giản. Tất cả các vấn đề trên thì nguyên nhân chủ yếu vẫn là học sinh thiếu

linh hoạt và sáng tạo trong giải bài tập về tính cơng trong chất lỏng, nắm các kiến
thức về công và công thức liên quan chưa chặt chẽ, chưa có phương pháp giải phù
hợp cho từng dạng bài tập. Bên cạnh đó giáo viên cịn chủ quan trong tìm tịi và
chọn lọc các bài tập, đầu tư chưa nhiều cho việc việc hướng dẫn học sinh phân
dạng và cách giải bài tập về công trong chất lỏng.
2.2- Các giải pháp:
2.2.1. Các trường hợp thường gặp khi tính cơng thực hiện được trong chất lỏng:
- Thơng thường bài tốn tính cơng trong chất lỏng xẩy ra các trường hợp sau:
+ Tính cơng nhấn chìm vật hồn tồn trong chất lỏng hoặc nhấn chìm vật hồn
tồn trong chất lỏng xuống đáy bình, hồ.
+ Tính cơng nhấc vật ra khỏi mặt thoáng chất lỏng hoặc ra khỏi mặt thống chất
lỏng và lên độ cao nào đó.
2.2.2. Dạng bài tập tính cơng thực hiện được trong chất lỏng trường hợp bỏ qua sự
thay đổi mực chất lỏng trong bình hoặc hồ trong quá trình vật di chuyển.
* Phương pháp chung và các ví dụ:
+ Lực đẩy Ácsimét: FA dl .V , Trọng lượng P dv .V1 , Công thực hiện A = F.s (1)
+ Điều kiện vật nổi lơ lững trên mặt thoáng chất lỏng là: FA = P (2), để tìm phần nổi,
chìm của vật và cũng chính là quãng đường vật đi được tương ứng.
+ Lực nhấn chìm vật vào chất lỏng được xác định: F = FA – P (3), lực này tăng dần
khi bắt đầu nhấn F0 = 0(N) và khi vật bắt đầu chìm hồn tồn trong chất lỏng thì lực
F
A  m .s
F
2 (4)
nhấn này có giá trị lớn nhất m và công thực hiện trong giai đoạn này là:


( s là quãng đường vật đi được). Lực nhấn này khơng thay đổi trong suốt q trình
đi xuống trong chất lỏng của vật và công thực hiện trong giai đoạn này là: A = F.s
(5) (s là quãng đường vật đi được trong chất lỏng).

+ Lực nhấc vật ra khỏi chất lỏng được xác định: F = P - FA (6); Trong suốt quá trình
vật chuyển động đi lên trong chất lỏng thì lực này khơng đổi, cơng thực hiện trong
giai đoạn này là A= F.s. Khi mặt trên của vật bắt đầu ra khỏi chất lỏng thì lực này
tăng dần cho đến khi mặt dưới của vật bắt đầu ra khỏi chất lỏng thì lực này đạt giá
A
trị lớn nhất Fm P , công thực hiện trong giai đoạn này là:

F  Fm
.s
2
(7)

+ Một vật nổi lơ lững giữa hai chất lỏng thì: P = F1 + F2 ( 8), trong đó F1, F2 lực
đẩy Ácsimét lên phần chìm trong các chất lỏng tương ứng.
Ví dụ 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy S = 100cm2, cao h = 2cm
được thả nổi trong nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Cho trọng lượng riêng của
3
khối gỗ là d = 4 d0 ( d0 là trọng lượng riêng của nước và d0 = 10.000N/m3.

a. Tính cơng để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt nước.
b. Tính cơng cần thực hiện để nhấn chìm hồn tồn khối gỗ.
Bỏ qua sự thay đổi của mặt nước.
HD: Trong trường hợp này khối gỗ được thả nổi trong nước, ta sử dụng điều kiện
cân bằng của trọng lượng và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi và chìm của khối gỗ.
+ Trọng lượng của khối gỗ P = 10.m = 10.D.V
d
3
3
với d = 10.D  D = 10  P = d.V = 4 d0V = 4 d0.S.h
3

P = 4 .10000.0,01.0,02 = 1,5(N)
x

+ Lực đẩy Ácsimét tác dụng lên vật
y
Gọi x là phần vật nổi trên mặt nước,
y chiều cao khối gỗ chìm trong nước.
Ta có: FA = d0.Vchìm = d0.S.(h – x )
FA = 10000.0,01.( 0,02 – x )
= 100 (0,02 – x ) = 2 – x
Vì khối gỗ đứng cân bằng nên: P = FA  1,5 = 2 – x  x = 2 – 1,5 = 0,5(cm)
Vậy chiều cao phần khối gỗ chìm trong nước là: y = h – x = 1,5(cm)
a. Khi khối gỗ được nhấc ra khỏi mặt nước một đoạn là l nữa so với lúc đầu thì
phần khối gỗ chìm trong nước lúc này là: ( y – l )
+ Lực để nhấc khối gỗ là: F = P – FA ( FA lúc này đã thay đổi )
Hay: F = d.V – d0.S.(y – l )  F = d.S.h - d0.S.(y – l )
+ Lực này thay đổi từ F0 = 0(N) đến F = P ( lúc chưa nhấc đến khi khối gỗ đã nhấc
lên hoàn toàn ra khỏi mặt thống chất lỏng )
+ Cơng của lực cần thực hiện là:


Với:

F = P = 1,5(N)
y = 1,5cm = 0,015(m)

1
1
A = 2 .P.y = 2 1,5.0,015 = 0,01125 (J)

b. Công để nhấn chìm hồn tồn khối gỗ.
+ Lực để nhấn chìm khối gỗ sẽ thay đổi từ F0 = 0(N) đến F = FA (lúc chưa nhấn
đến khi mặt trên khối gỗ bắt đầu chìm hồn tồn trong nước)
Lúc này: FA = d0V = d0.S.h = 10000.0,01.0,02m = 2(N)
Phần khối gỗ chìm thêm là: x = 0,5cm = 0,005(m)
1
Cơng thực hiện được: A = 2 .FA.x = 2. 0,005 = 0,01(J)

Ví dụ 2: Hai khối gỗ hình lập phương có cạnh a = 10cm bằng nhau, có trọng lượng
riêng lần lượt là: d1 = 12000N/m3, d2 = 6000N/m3 được thả trong nước có trọng
lượng riêng d0 = 10000N/m3. Hai khối gỗ được nối với nhau bằng một sợi dây
mảnh, dài L = 20cm tại tâm của mỗi mặt. Tính cơng để nhấc cả hai khối gỗ ra khỏi
mặt nước.
HD:
Trong trường hợp này hai khối gỗ được thả nổi trong nước, ta sử dụng điều
kiện cân bằng của trọng lượng và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi và chìm của
khối gỗ bên trên.
Khối gỗ thứ nhất có trọng lượng riêng d 1 > d0 nên chìm hồn tồn trong nước,
ngược lại khối gỗ thứ hai có d2 < d0 nên nổi trên mặt nước.
+ Gọi x là phần khối gỗ thứ hai chìm trong nước.
Hai khối gỗ đứng cân bằng dưới tác dụng của các
P2
trọng lượng P1, P2 và lực đẩy Ácsimét FA1 và FA2
x
như hình vẽ:
FA2
Ta có: P1 + P2 = FA1 + FA2
Với :
P1 = d1.V = d1.a3
P2 = d2.V = d2.a3

FA1 = d0.V1 = d0.a3
FA2 = d0.V2 = d0.S.x = d0.a2.x
Vì khối gỗ đứng cân bằng nên:
P1 + P2 = FA1 + FA2

P1
FA1

3

3

3

2

 d1.a + d2.a = d0.a + d0.a .x
 (d1 + d2 ).a3 = d0.a3 + d0.a2.x
(d1  d 2 ) a3  d 0 a3
(d1  d 2  d 0 )a 3
(d1  d 2  d 0 ) a
(12000  6000  10000).10
2
2
d0 a
d0a
d0
 x =
10000
=

=
=

= 0,8. 10 = 8(cm).


Vậy khối gỗ thứ hai chìm trong nước một đoạn là 8cm.
- Công để nhấc khối gỗ ra khỏi mặt nước được chia làm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Nhấc khối gỗ thứ 2 từ lúc ngập trong nước một đoạn x đến khi ra
khỏi mặt nước, lúc này lực tác dụng tăng lên đều từ F0 = 0(N) đến khi khối gỗ thứ 2
ra khỏi mặt nước. (Fnhấc max )
Fmax + FA1 = P1 + P2  Fmax = P1 + P2 - FA1
Fmax = d1.a3 + d2.a3 - d0.a3 = ( d1 + d2 – d0).a3
= 8000.0,001 = 8(N)
1
1
Fmax .x
A1 = 2
= 2 .8.0,08 = 0,32(J)

+ Giai đoạn 2: Khi khối gỗ thứ nhất ra khỏi mặt nước Fnhấc = 8N lực này không
thay đổi cho đến khi mặt trên của khối gối gỗ thứ nhất nhô lên mặt nước.
Lúc này lực F = 8N đã kéo được khối gỗ thứ nhất đi lên được một đoạn đúng bằng
chiều dài của sợi dây L = 20cm.
A2 = F.L = 8. 0,2 = 1,6 (J)
+ Giai đoạn 3: Từ lúc mặt trên của khối gỗ thứ nhất sát mặt nước cho đến khi hoàn
toàn ra khỏi mặt nước. Lúc này lực kéo lên tăng dần từ lúc F = 8N cho đến khi F’ =
P1 + P2  F’max = P1 + P2 = (d1 + d2 )a3 = ( 12000 + 6000 ).0,001 = 18(N)
Quãng đường đi là: a = 10(cm) = 0,1(m)
1

1
Công thực hiện được là: A3 = 2 ( F + F’).a = 2 ( 8 + 18 ). 0,1 = 1,3( J)
1
+ A1 = 2 .8.0,08 = 0,32 (J )

+ A2 = 8.L = 8.0,2 = 1,6 (J)
1
+ A3 = 2 ( 8 + 18 ). 0,1 = 1,3 (J)

Công tổng cộng cần thực hiện là: A  A1  A2  A3 0,32  1, 6  1,3 3, 22 (J)
Ví dụ 3: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có diện tích đáy là S = 150 cm2 cao
h = 30cm, khối gỗ được thả nổi trong hồ nước sâu H = 0,8m
sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của
gỗ bằng 2/3 trọng lượng riêng của nước và
d H O = 10 000 N/m3. Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ.
a) Tính cơng của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi nước
H
theo phương thẳng đứng ?
b) Tính cơng của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy
hồ theo phương thẳng đứng ?
HD: Trong trường hợp này khối gỗ được thả nổi trong
(h-x)
nước, ta sử dụng điều kiện cân bằng của trọng lượng
x
và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi và chìm của khối gỗ.
a) Gọi chiều cao phần khối gỗ chìm trong nước là x (cm)
H
2

+ Trọng lượng khối gỗ : P = dg . Vg = dg . S . h
( dg là trọng lượng riêng của gỗ )
+ Lực đấy Ácsimét tác dụng vào khối gỗ: FA = dn . S . x
Khối gỗ nổi nên ta có: P = FA ⇒ x = 20(cm)
+ Khi khối gỗ được nhấc ra khỏi nước một đoạn y ( cm )
so với lúc đầu thì lực Ácsimét giảm đi một lượng F’A = dn .S.( x - y ) do đó lực nhấc
khối gố sẽ tăng thêm và bằng: F = P - F’ A = dg.S.h - dn.S.x + dn.S.y = dn.S.y và lực
này sẽ tăng đều từ lúc y = 0 đến khi y = x , vì thế giá trị trung bình của lực từ khi
nhấc khối gỗ đến khi khối gỗ vừa ra khỏi mặt nước là F/2. Khi đó cơng phải thực
1

1

hiện là A = 2 .F.x = 2 .dn.S.x2 = 3 (J)
b) Với lập luận như câu a, song ta cần lưu ý những điều sau:
+ Khi khối gỗ được nhấn chìm thêm một đoạn y thì lực Ácsimét tăng lên và lực tác
dụng lúc này sẽ là: F = F’A - P và cũng có giá trị bằng dn.S.y
+ Khi khối gỗ chìm hồn tồn, lực tác dụng là F = dn.S.( h - x ) = 15(N).
+ Công phải thực hiện gồm hai phần:
+ Công A1 dùng để nhấn mặt trên khối gỗ bắt đầu chìm hồn toàn trong nước:
1

1

A1 = 2 .F.( h - x ) = 2 .15.0,1 = 0,75(J)
+ Cơng A2 để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ ( lực FA lúc này không đổi )
A2 = F .s = F.( H - h ) = 15.0,5= 7,5(J)
+ Vậy cơng tồn phần: A = A1 + A2 = 8,25(J)
Ví dụ 4: Thả một khối gỗ hình lập phương có cạnh a = 20 cm, trọng lượng riêng d
= 9000 N/m3 vào chậu đựng chất lỏng có trọng lượng riêng d1 = 12000 N/m3

Sau đó đổ nhẹ vào chậu một chất lỏng có trọng lượng riêng d 2 = 8000 N/m3 sao
cho chúng không trộn lẫn.( khối gỗ nằm hoàn toàn trong hai chất lỏng). Tính cơng
để nhấn chìm khối gỗ hồn tồn trong chất lỏng d1
HD: Trong trường hợp này khối gỗ được thả nổi trong hai chất lỏng, ta sử dụng
điều kiện cân bằng của trọng lượng và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi và chìm
của khối gỗ trong các chất lỏng.
+ Vì khối gỗ nổi trong chất lỏng d1 nên ta có P = FA
 d .a 3 d1.a 2 .h  h 

d .a 9000.0, 2

0,15m 15(cm)
d1
12000

+ Gọi x là phần gỗ chìm trong chất lỏng d1 lúc này khối gỗ nằm cân bằng dưới tác
dụng của trọng lực P, lực đẩy Ácsimet của FA1 và FA2 của chất lỏng d1 và d2
P FA1  FA2  d .a 3 d1.a 2 .x  d 2 .a 2 .  a  x   x 

d  d2
9000  8000
.a 
.0, 2 0, 05( m) 5(cm)
d1  d 2
12000  8000

+ Khi nhấn chìm khối gỗ vào chất lỏng d 1 thêm 1 đoạn y lực cần tác dụng vào khối
gỗ lúc này là:
F F ' A1  F ' A 2  P

Từ đó ta có:

với

F ' A1 d1.a 2 .  x  y 
2

2

,

F ' A2 d 2 .a 2 .  a  x  y 

F  d1  d 2  a y  d1a x  d 2 .a 2 .  a  x   d .a 3

=

d1  d 2  a 2 y


+ Lực cần tác dụng tăng dần từ F0 = 0(N) (do y = 0) đến khi chìm hồn tồn trong
d  d a2 a  x 
chất lỏng d1(do y = a-x) là: F =  1 2  
= 24 (N)
1
F
Nên Ftb = 2
12 (N)

Quãng đường khối gỗ di chuyển y = a - x = 0,15(m)

1
F . y 12.0,15 1,8( J )
Vậy công cần thực hiện là : A = 2

2.2.3. Dạng bài tập tính cơng thực hiện được trong chất lỏng khi có sự thay đổi
mực chất lỏng trong bình hoặc hồ trong quá trình vật di chuyển.
* Phương pháp chung và các ví dụ:
+ Vật có dạng khối trụ, hình hộp: Khi nhấn mặt trên của vật bắt đầu chìm vào trong
chất lỏng hoặc nhấc vật để mặt dưới bắt đầu ra khỏi chất lỏng và trong quá trình vật
di chuyển liên quan đến sự thay đổi mực chất lỏng trong bình thì quãng đường vật
a  b x

 s1.a ( s2  s1 ).b

di chuyển tính theo cơng thức:
(9) trong đó a, b tương ứng là quãng
đường vật đi xuống (lên) trong chất lỏng, b là độ dâng lên (hạ xuống) của mực chất
lỏng trong bình, s1 , s2 tương ứng là tiết diện đáy của vật và bình. Nếu s2 n.s1 thì ta
a  b x
(n 2)

a

n

1

có:

+ Kết hợp các cơng thức (1) đến (8) đã nêu trên để xác định lực tác dụng lên vật và

tính cơng cho từng trường hợp.
Ví dụ 1 Một miếng gỗ hình trụ chiêu cao h, diện tích đáy S nổi trong một cốc nước
hình trụ có diện tích đáy gấp đơi so với diện tích đáy
S
miếng gỗ. khi đang nổi chiều cao mực nước so với đáy cốc
F
là h, trọng lượng riêng của gỗ d = ½ dn .
A
h
Tính cơng để nhấn chìm miếng gỗ xuống đáy cốc
P
h

HD: Trong trường hợp này khối gỗ được thả nổi trong nước,
S1
ta sử dụng điều kiện cân bằng của trọng lượng và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi
và chìm của khối gỗ trong nước.
+ Gọi x là chiều cao phần gỗ chìm trong nước: ta có P = d .S.h, FA = dn.S.x
Vì thanh gỗ nằm cân bằng trên mặt nước nên: P = F A
(1)

⇔

h
d .S.h = dn.S.x  x = 2

h
h
+ Chiều cao phần nổi của thanh gỗ là: h - x = h - 2 = 2 . Vậy mặt dưới khối gỗ
h

cách đáy bình một đoạn bằng 2


a  b  x

+ Theo công thức (9) ta có:  s.a (s1  s ).b ( trong đó a, b tương ứng là quãng đường
vật đi xuống trong chất lỏng, b là độ dâng lên của mực nước trong bình; s, s1 tương
x h

s

2.
s
ứng là tiết diện đáy của vật và bình, kết hợp với 1
ta có: a = b = 2 4
d
F1  P FA  F1 FA  P s.h(d n  d g ) s .h. n
2 (J). Lực nhấn
+ Khi vật vừa chìm hết:
tăng từ F0 = 0(N) đến giá trị F1 , nên công thực hiện trong giai đoạn này là:
A1 

0  F1
.a 
2

dn
2
2 . h  s.d n .h
2

4
16 (J)

s.h.

h h h
 
+ Để khối gỗ chìm xuống đáy thì nó đi thêm quãng đường: 2 4 4 . Vậy công
d h
h
h2
A2 F1. s.h n . s.d n .
4
2 4
8 (J) ( lực nhấn không
thực hiện trong giai đoạn này là:

đổi khi vật chìm hồn tồn trong nước).
3
A1  A2  .s.d n .h 2 ( J )
16
+ Cơng tồn phần: A =

Ví dụ 2: Một thùng hình trụ đứng đáy bằng chứa nước, mực nước trong thùng cao
80cm. Người ta thả chìm vật bằng nhơm đặc có dạng hình lập phương cạnh 20cm.
Biết trọng lượng riêng của nước, nhôm lần lượt là d1 = 10000N/m3, d2 = 27000N/m3,
diện tích đáy thùng gấp hai lần diện tích một mặt của vật.
Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với
công của lực kéo A F 120J . Hỏi vật có được kéo lên khỏi
mặt nước khơng ?

HD:
+ Thể tích vật V = 0,23 = 8.10-3 (m3), trọng lượng của vật
P = V. d2 = 216(N)
+ Lực đẩy Ácsimét tác dụng lên vật: FA = V.d1 = 80(N)
k

+ Khi nhúng vật ngập trong nước Sđáy thùng 2Smv , từ công
a  b  x

thức (9) ta có  s1.a ( s2  s1 ).b

Trong đó a là chiều cao của phần khối gỗ chìm vào trong nước, b là mực nước dâng
 a  b 20
 a b 10(cm)

a

b

lên thêm bên trong thùng, khi vật bắt đầu chìm hết ta có:

= 0,1(m), nên mực nước dâng thêm trong thùng là: 10cm, mực nước trong thùng là:
80 + 10 = 90(cm).


+ Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên tới mặt nước:
- Quãng đường kéo vật: l = 90 – 20 = 70(cm) = 0,7(m).
- Lực kéo vật: F P  FA 216  80 136( N )
- Công kéo vật : A1 = F.l = 136.0.7= 95,2(J)
+ Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi mặt nước:

136  216
 Ftb 
176(N)
2
- Lực kéo vật tăng dần từ 136N đến 216N

+ Kéo vật lên độ cao bao nhiêu thì mực nước trong thùng hạ xuống bấy nhiêu nên
quãng đường kéo vật: x = 10 (cm) = 0,1(m)
- Công của lực kéo Ftb : A2 = Ftb .x 176.0,1 17, 6(J)
- Tổng công của lực kéo : A = A1 + A2 = 95,2 + 17,6 = 112,8(J )
Ta thấy A F 120J  A như vậy vật được kéo lên khỏi mặt nước.
Ví dụ 3: Một bình hình trụ có tiết diện đáy S 1 = 100 cm2 đựng nước. Thả vào bình
một khối gỗ hình trụ có chiều cao h = 20 cm, tiết diện đáy S 2 = 50 cm2 thấy chiều
cao của nước trong bình là H = 20 cm. Biết khối lượng riêng của nước và của gỗ
lần lượt là D1 = 1000 kg/m3, D2 = 750 kg/m3. Tính cơng nhấn mặt trên khối gỗ vừa
chìm trong nước.
HD: Trong trường hợp này khối gỗ được thả nổi trong nước, ta sử dụng điều kiện
cân bằng của trọng lượng và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi và chìm của khối gỗ.
+ Khi thanh gỗ nằm cân bằng các lực tác dụng lên thanh gỗ là:
Trọng lực P, Lực đẩy Ác si mét FA có phương chiều được biểu diễn như hình vẽ:
+ Gọi x là chiều cao phần gỗ chìm trong nước. Vì thanh gỗ nằm cân bằng trên mặt
nước nên: P = FA ⇔ 10.D2. S2.h = 10.D1.S2.x
S2
k

⇔

D2
750
.h 

.0, 2 0,15(m) 15(cm)
D
1000
x= 1

FA
h
P

H

+ Chiều cao phần nổi của thanh gỗ là: h - x = 5(cm)
S1
+ Gọi quãng đường nhỏ nhất gỗ dịch chuyển xuống là a và chiều cao cột nước dâng
lên là b. Sđáy thùng 2Smv , từ cơng thức (9) ta có: S2.a = ( S1 - S2 ).b và S1 = 2.S2
a =b
+ Để mặt trên khối gỗ chìm hồn tồn trong nước, thì khối gỗ đi quãng đường là:
a + b = h - x = 5cm. Do đó a = b = 2,5(cm) = 0,025(m)
+ Lực nhấn vật chìm xuống tăng từ F0 = 0(N) đến giá trị lớn nhất khi mặt trên của
vật vừa chìm hồn tồn trong chất lỏng là:
F = FA  P 10.S2 .h.(D1  D2 ) 10.0, 02.0, 2.(1000  750) 10( N )
F
10
A  .a  .0, 025 0,125( J )
2
2
+ Công thực hiện được:


Ví dụ 4: Trong bình hình trụ, tiết diện S = 40cm 2, chứa nước có chiều cao H =

15cm. Người ta thả vào bình một thanh đồng chất có chiều dài l = 20cm; tiết diện
đều S’ = 10cm2, sao cho nó nổi thẳng đứng trong nước. Biết khối lượng riêng của
nước và thanh lần lượt là D 1 = 1g/cm3 ; D2 = 0,8g/cm3). Tính cơng thực hiện khi
nhấn chìm hồn tồn thanh.
HD: Trong trường hợp này khối gỗ được thả nổi trong nước, ta sử dụng điều kiện
cân bằng của trọng lượng và lực đẩy Ácsimét để tìm phần nổi của khối gỗ.
+ Gọi x là phần nỗi của khối gỗ trong nước:
+ Ta có trọng lượng của thanh: P = 10.D2.S’.l = 10.800.0,001.0,2 = 1,6(N)
+ Lực đẩy Ácsimét tác dụng vào thanh : F1 = 10.D1. S’.x = 10.1000.0,001.x=10 .x
+ Do thanh cân bằng nên: P = F1  1,6 = 10.x  x = 0,16(m) = 16(cm)
+ Lực nhấn khi thanh vừa chìm hồn tồn trong nước là: F = F2 – P
 F = 10( D1 – D2).S’.l = 10(1000 - 800).0,001.0,2 = 0,4 (N )
+ Mặt khác ta có: S = 4.S’. Do đó khi thanh đi vào nước thêm
F
đoạn bằng a(m), nước dâng thêm một đoạn là b(m), từ công
a  b  x
 ,
,
thức (9) ta có:  s .a ( s  s ).b
 a  b 0,16


+ Kết hợp ta có: a 3.b

l
b 0, 04( m)

a 0,12(m)

H

P
F2

+ Lực nhấn tăng từ F0 = 0(N) đến khi vật bắt đầu chìm hết F = 0,4 (N )
F
0, 4
A  .a 
.0,12 0, 024( J )
2
2
+ Vậy cơng nhấn chìm vật là:

Với cách phân dạng và phương pháp giải các bài tập về tính cơng trong chất
lỏng như trên đã giúp học sinh biết nhận dạng và phương pháp giải của từng loại
bài cũng như đặc trưng của mỗi loại giúp cho học sinh giải quyết các bài tập về tính
cơng trong chất lỏng dễ dàng và chính xác hơn. Từ khi tơi áp dụng sáng kiến này
thì thấy chất lượng học sinh giỏi môn Vật Lý 8 được nâng lên rõ rệt. Các bài về
tính cơng trong chất lỏng trong đề thi các cấp hàng năm học sinh giải quyết có hiệu
quả và thường đạt điểm tối đa.
Năm học 2017 – 2018 đạt 01 giải Nhất môn Vật Lý lớp 8 cấp Huyện
3. Phần kết luận
3.1.ý nghĩa của sáng kiến
Cách phân dạng và phương pháp giải các bài tập về tính cơng trong chất lỏng
đã giúp học sinh giải tốt các bài tập về tính cơng trong chất lỏng, học sinh nắm
được cơng thức tính cơng, trọng lượng, sử dụng cơng thức tính độ lớn lực đẩy
Ácsimét tác dụng lên vật khi vật nổi lơ lững giữa hai chất lỏng, điều kiện vật nổi,
chìm, lơ lững trong chất lỏng để xác định phần chìm, nổi của vật trong chất lỏng từ
đó xác định chính xác qng đường vật di chuyển khi mực chất lỏng thay đổi và
không thay đổi, biết cách xác định các yếu tố về lực, hợp lực tác dụng lên vật khi

vật nhúng vào trong chất lỏng, sử dụng cơng thức tính giá trị trung bình của lực tác


dụng lên vật khi lực tác dụng lên vật thay đổi trong q trình vật di chuyển, từ đó
dùng lập luận, biến đổi, tính tốn các đại lượng như phần chìm, phần nổi, quãng
đường vật di chuyển trong chất lỏng, lực tác dụng lên vật và tính cơng thực hiện
được trong từng trường hợp một cách chính xác.
Qua kết quả thu nhận được trong quá trình ứng dụng sáng kiến, tôi nhận thấy
rằng việc hướng dẫn cho học sinh giỏi cách nhận dạng và phương pháp giải khi làm
bài tập về tính cơng trong chất lỏng Vật Lý 8, đã nâng cao chất lượng học tập cho
học sinh, các bài tập đã được phân dạng và phương pháp giải một cách tổng quát và
có hệ thống, sau khi nắm được các dạng bài tập cũng như cách giải học sinh dễ
dàng giải được các bài tập khác khác tương tự và nâng cao.
Việc hướng dẫn cho học sinh giỏi cách phân dạng và phương pháp giải khi làm
bài tập về tính cơng trong chất lỏng mơn Vật Lý 8 đã làm tăng kết quả học tập của
học sinh giỏi lớp 8 Trường THCS Mai Hóa một cách rõ rệt.
3.2. Kiến nghị, đề xuất
Trong dạy học giáo viên cần thường xuyên tìm tịi để đọc, tham khảo tài liệu
nhằm phục vụ tốt hơn cho quá trình dạy học Vật Lý. Với kết quả của sáng kiến này,
tôi mong rằng các bạn đồng nghiệp quan tâm, chia sẻ và có thể ứng dụng sáng kiến
này trong quá trình dạy bồi dưỡng học sinh giỏi để nâng cao kết quả học tập cho
học sinh giỏi Vật Lý lớp 8 nói riêng và học sinh giỏi Vật Lý bậc THCS nói chung.


PHỤ LỤC
Nội dung
1. Phần mở đầu

Trang
1

1.1. Lý do chọn đề tài
1.2. Phạm vi áp dụng của đề tài
2. Phần nội dung
2.1. Thực trạng của nội dung cần nghiên cứu
2.2- Các giải pháp:
2.2.1. Các trường hợp thường gặp khi tính cơng thực hiện được trong chất lỏng.
2.2.2. Dạng bài tập tính công thực hiện được trong chất lỏng trường hợp bỏ qua

1
2
2
2
2
2
2

sự thay đổi mực chất lỏng trong bình hoặc hồ trong q trình vật di chuyển.
2.2.3. Dạng bài tập tính cơng thực hiện được trong chất lỏng khi có sự thay đổi 7
mực chất lỏng trong bình hoặc hồ trong quá trình vật di chuyển.
3. Phần kết luận
3.1. ý nghĩa của sáng kiến
3.2. Kiến nghị, đề xuất

10
10
11


TÀI LIỆU THAM KHẢO

TT
1

TÊN TÀI LIỆU- TÁC GIẢ - NHÀ XUẤT BẢN
200 BÀI TẬP VẬT LÝ CHỌN LỌC DANH CHO HỌC SINH KHÁ GIỎI
THCS- PGS.VŨ THANH KHIẾT, PGS. LÊ THỊ OANH, NGUYỄN PHÚC
THUẦN – NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC.
VẬT LÝ NÂNG CAO LỚP 8 – PGS. LÊ THANH HOẠCH – NGUYỄN

2

CẢNH HÒE – NHÀ XUẤT BẢN TRẺ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHỐI
PT CHUYÊN LÝ

3

VẬT LÝ NÂNG CAO THCS – NGUYỄN CẢNH HÒE- LÊ THANH
HOẠCH KHỐI PT CHUYÊN LÝ – ĐHKHTN- ĐHQG HÀ NỘI. – NHÀ
XUẤT BẢN GIÁO DỤC.
BÀI TẬP VẬT LÝ NÂNG CAO 8 DÙNG CHO HỌC SINH KHÁ GIỎI

4

CHUYÊN VẬT LÝ – LÊ VĂN THÔNG – NGUYỄN VĂN THOẠI – NHÀ
XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI.
CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ -

5

NGUYỄN MINH HUÂN - NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC

ÔN TẬP VÀ LUYỆN THI VÀO LỚP 10 MÔN VẬT LÝ – Th.S. LÊ THU

6

HÀ, Th.S.VŨ THÚY HẰNG, Th.S. NGUYỄN TIẾN DŨNG - NHÀ XUẤT
BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI.