Bài 37. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Lý thuyết và bài tập cho Bài 37. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng, chương 7, Vật lí 10

I. Lực căng bề mặt

Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó.

Ta có: f = σl với σ là hệ số căng bề mặt và đo bằng đơn vị niu tơn trên mét (N/m).

Giá trị của σ  phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng; σ giảm khi nhiệt độ tăng.

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 198 SGK Vật lý 10

Đề bài

Cho biết hình tròn có diện tích lớn nhất trong số các hình có cùng chu vi. Hãy lập luận để chứng minh bề mặt phần màng xà phòng còn đọng trên khung dây đồng đã tự co lại để giảm diện tích của nó tới mức nhỏ nhất.

Lời giải chi tiết

Giả sử màng nước xà phòng lấp đầy toàn bộ diện tích khung dây đồng, khi đó diện tích bề mặt nước xà phòng là lớn nhất.

Nếu vòng dây chỉ tăng diện tích lên thì phần diện tích còn lại của màng nước xà phòng giảm đi.

Câu C2 trang 199 SGK Vật lí 10

Đề bài

Dựa vào công thức \(\sigma  = \dfrac{{{F_c}}}{{2\pi D}}\)  hãy cho biết ý nghĩa của hệ số căng bề mặt \(\sigma \).

Lời giải chi tiết

Ta có: \(\sigma  = \dfrac{{{F_c}}}{{2\pi D}}\) 

Lại có: \(2\pi D\) là độ dài đường biên của màng bao quanh vòng dây.

Nếu ta chọn độ dài đường biên này là 1m thì suy ra \(\sigma  = F_c\)

=> \(\sigma \) có ý nghĩa là lực căng bề mặt tác dụng lên 1 đơn vị độ dài đường biên bao quanh của màng (N/m)

Câu C3 trang 199 SGK Vật lý 10

Đề bài

Từ kết quả thí nghiệm theo hình 37.3, hãy tính:

+ Tổng các lực căng bề mặt của nước tác dụng lên chiếc vòng V.

\({F_C} = F - P\)

+ Tổng chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng V:

\(L = \pi \left( {D + d} \right)\)

+ Giá trị hệ số căng bề mặt của nước:

\(\sigma  = \dfrac{{{F_C}}}{{\pi \left( {D + d} \right)}}\)

Lời giải chi tiết

\(\dfrac{{\Delta l}}{{{l_0}}}\) gọi là độ dã tỉ đối của thanh rắn khi nhiệt độ tăng

Câu C4 trang 200 SGK Vật lý 10

Đề bài

Lấy hai bản thủy tinh, trong đó một bản để trần, một bản phủ lớp nilon. Nhỏ lên mặt của mỗi bản này một giọt nước. Hãy quan sát xem mặt bản nào bị dính ướt nước? Mặt bản nào không bị dính ướt nước?

Lời giải chi tiết

Bản thủy tinh không phủ lớp nilon bị nước làm dính ướt.

Bản thủy tinh có phủ lớp nilon không bị nước làm dính ướt.

Câu C5 trang 200 SGK Vật lý 10

Đề bài

Đổ nước vào một cốc thủy tinh có thành phần nhẵn. Quan sát xem bề mặt của nước ở sát thành cốc có dạng mặt phẳng hay mặt khum?

Lời giải chi tiết

Bề mặt nước ở sát thành cốc có dạng mặt khum lõm.

Câu C6 trang 201 SGK Vật lý 10

Đề bài

Hãy so sánh mức nước trong các ống thủy tinh với nhau và với bề mặt của nước ở bên ngoài các ống.

Lời giải chi tiết

Ống có đường kính trong càng nhỏ thì mực nước trong ống càng dâng cao hơn so với bề mặt của nước ở bên ngoài ống h3> h2> h1.

Bài 1 trang 202 SGK Vật lí 10

Đề bài

Mô tả hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ phương, chiều của lực căng bề mặt?

Lời giải chi tiết

  Khi phần màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ bị chọc thủng thì phần màng xà phòng còn lại trong khung dây đã tự co lại để giảm diện tích tới mức nhỏ nhất, đồng thời tác dụng lên vòng dây những lực kéo căng đều theo theo phương vuông góc với vòng dây, làm cho vòng dây có dạng hình tròn. Những lực kéo căng này gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng.

Bài 2 trang 202 SGK Vật lí 10

Đề bài

Trình bày thí nghiệm xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng theo phương pháp kéo vòng kim loại bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng đó.

Lời giải chi tiết

- Nhúng một khung dây thép mảnh trên đó có buộc một vòng dây chỉ hình dạng bất kì vào trong nước xà phòng. Sau đó nhấc nhẹ khung dây thép ra ngoài để tạo thành một màng xà phòng phủ kính mặt khung dây, chọc thủng phần màng xà phòng ở giữa vòng dây chỉ và quan sát hình dạng của vòng dây này.

Bài 3 trang 202 SGK Vật lí 10

Đề bài

Viết công thức xác định độ lớn của lực căng bề mặt của chất lỏng. Hệ số căng bề mặt phụ thuộc những yếu tố nào của chất lỏng?

Lời giải chi tiết

Bài 4 trang 202 SGK Vật lí 10

Đề bài

Mô tả hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình có dạng như thế nào khi thành bình bị dính ướt?

Lời giải chi tiết

Lấy một tấm thủy tinh và một lá môn (hoặc kính bọc ni long). Nhỏ lên bề mặt vài giọt nước. Nếu trên bề mặt nào giọt nước lan rộng ra thành một lớp mỏng thì ta nói là bị dính ướt nước. Nếu trên bề mặt nào giọt nước co tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực thì ta nói bề mặt đó không dính ướt .

Bài 5 trang 202 SGK Vật lí 10

Đề bài

Mô tả hiện tượng mao dẫn?

Lời giải chi tiết

Nhúng ba ống thủy tinh có đường kính trong nhỏ khác nhau vào chậu nước. Mực nước trong ống dâng cao hơn so với bề mặt nước ngoài ống.Ống có đường kính càng nhỏ. cột nước dâng lên càng cao hơn. Nếu nhúng vào chậu thủy ngân thì mực thủy ngân trong ống hạ thấp hơn so với bề mặt thủy ngân ngoài ống. Ống càng nhỏ, mực thủy ngân càng hạ thấp.

Bài 6 trang 202 SGK Vật lí 10

Đề bài

Câu nào sau đây là không đúng khi nói về lực căng bề mặt của chất lỏng?

A. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt của chất lỏng.

B. Lực căng bề mặt luôn có phương vuông góc với bề mặt chất lỏng.

C. Lực căng bề mặt có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng.

D. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có độ lớn f tỉ lệ với độ dài l của đoạn đường đó.

Bài 7 trang 203 SGK Vật lí 10

Đề bài

Tại sao chiếc kim khâu có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang ?

A. Vì chiếc kim không bị dính ướt nước.

B. Vì khối lượng riêng của chiếc kim nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.

C. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực đẩy Ác- si- mét.

D. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực căng bề mặt của nước tác dụng lên nó.

Lời giải chi tiết

Đáp án D.

Bài 8 trang 203 SGK Vật lí 10

Đề bài

Câu nào dưới đây không đúng khi nói về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng?

A. Vì thủy tinh bị nước dính ướt, nên giọt nước nhỏ trên mặt bàn thủy tinh lan rộng thành một hình có dạng bất kì.

B. Vì thủy tinh bị nước dính ướt, nên bề mặt của nước ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.

C. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt, nên giọt thủy ngân nhỏ trên mặt bản thủy tinh vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực.

Bài 9 trang 203 SGK Vật lí 10

Đề bài

Tại sao nước mưa không bị lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt ?

A. Vì vải bạt bị dính ướt nước.

B. Vì vải bạt không bị dính ướt nước.

C. Vì lực căng bề mặt của nước ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ của tấm bạt.

D. Vì hiện tượng mao dẫn ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ trên tấm bạt.

Lời giải chi tiết

Đáp án C.

Nước mưa không bị lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt vì lực căng bề mặt của nước ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ của tấm bạt.

Bài 10 trang 203 SGK Vật lí 10

Đề bài

Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong dung dịch rượu có cùng khối lượng riêng với nó ?

A. Vì hợp lực tác dụng lên giọt dầu bằng không, nên do hiện tượng căng bề mặt, làm cho diện tích bề mặt của giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.

B. Vì giọt dầu không chịu tác dụng của lực nào cả, nên do hiện tượng căng bề mặt, diện tích bề mặt giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.

Bài 11 trang 203 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44 mm và đường kính trong là 40 mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45 mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở 20oC là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Bài 12 trang 203 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một màng xà phòng được căng trên bề mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây đồng ab dài 50 mm và có thể trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung (Hình 37.8). Tính trọng lượng P của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng bề mặt σ = 0,040 N/m.

Phương pháp giải - Xem chi tiết


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10

CHƯƠNG II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

CHƯƠNG III. CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

CHƯƠNG IV. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

CHƯƠNG V. CHẤT KHÍ

CHƯƠNG VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

CHƯƠNG VII. CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 10

  • Đề thi học kì 2 của các trường có lời giải – Mới nhất