WebLab STEM

Vật lý · 2. Lực và chất lưu

Lực đẩy Ác-si-mét và khối lượng riêng

Khảo sát lực đẩy của chất lỏng và điều kiện vật nổi, chìm hoặc lơ lửng.

40 phútPhiên bản nội dung: 2.1
Bắt đầu lộ trình tương tácMở thí nghiệm mô phỏng

Câu hỏi dẫn đường

Vì sao một tàu thép có thể nổi trong khi một viên thép đặc lại chìm?

Phạm vi chương trình

GDPT 2018 và Cambridge: khối lượng riêng, áp suất chất lỏng và lực đẩy.

Phạm vi và giới hạn mô hình

Mô hình chất lỏng đứng yên, khối lượng riêng đồng nhất và lấy g không đổi trong một lần đo.

Mục tiêu học tập

  • Xác định các đại lượng ảnh hưởng đến lực đẩy.
  • Dùng Fᵦ = ρgV để dự đoán và kiểm tra kết quả.
  • Phân biệt khối lượng, trọng lượng và trọng lượng biểu kiến.

Kiến thức cần biết trước

  • Khối lượng riêng ρ = m/V.
  • Trọng lượng P = mg.

Kiến thức trọng tâm

Độ lớn lực đẩy

Lực đẩy bằng trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ: Fᵦ = ρchất lỏng·g·Vchìm.

Trọng lượng biểu kiến

Khi vật đứng yên trong chất lỏng: Pbiểu kiến = mg − Fᵦ.

Nổi hay chìm

So sánh khối lượng riêng trung bình của vật với chất lỏng; hình dạng thay đổi thể tích nước chiếm chỗ.

Ví dụ mẫu có giải thích

Trong nước, Vchìm = 1,50×10⁻³ m³ và g = 9,8 m/s² cho Fᵦ = 1000×9,8×1,50×10⁻³ = 14,7 N.

Ngộ nhận cần tránh

  • Trong chất lỏng đồng nhất, lực đẩy của vật chìm hoàn toàn không tăng chỉ vì đặt sâu hơn.
  • Vật nổi khi lực đẩy cân bằng trọng lượng; không tiếp tục lớn hơn ở trạng thái cân bằng.

Quy trình thí nghiệm mô phỏng: Lực đẩy Ác-si-mét và khối lượng riêng

  1. Giữ nguyên chất lỏng và g; thay đổi thể tích chìm theo các bước bằng nhau.
  2. Ghi lực đẩy và thể tích chìm ít nhất 5 lần.
  3. Đổi loại chất lỏng rồi lặp lại để so sánh độ dốc đồ thị Fᵦ–V.

An toàn và lưu ý

  • Mô phỏng bỏ qua sóng, sức căng bề mặt và độ nhớt.

Bằng chứng cần thu thập

  • Bảng Vchìm–Fᵦ có đơn vị và ít nhất năm lần đo.
  • Đồ thị và nhận xét độ dốc thay đổi theo khối lượng riêng chất lỏng.
Mở thí nghiệm mô phỏng
📋 Nhúng thí nghiệm này vào bài giảng điện tử (Dành cho Giáo viên & LMS)

Sao chép đoạn mã iframe dưới đây để nhúng mô phỏng tương tác này vào Google Sites, LMS Moodle, Canvas, Microsoft Teams hoặc blog học tập:

<iframe src="https://visuallab.win/physics-lab/?experiment=g6-archimedes&lang=vi" width="100%" height="560" frameborder="0" allow="fullscreen" loading="lazy"></iframe>

Kiểm tra đầu vào

1. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật chìm phụ thuộc vào yếu tố nào?

  1. Khối lượng riêng chất lỏng và thể tích chiếm chỗ
  2. Độ sâu của vật trong chất lỏng
  3. Khối lượng riêng của vật
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: Khối lượng riêng chất lỏng và thể tích chiếm chỗ

Fᵦ = ρchất lỏng·g·Vchìm, không phụ thuộc độ sâu khi chìm hoàn toàn.

2. Khi một vật nổi cân bằng trên mặt nước, lực đẩy bằng bao nhiêu?

  1. Bằng trọng lượng của vật
  2. Lớn hơn trọng lượng của vật
  3. Bằng 0
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: Bằng trọng lượng của vật

Ở trạng thái cân bằng nổi, Fᵦ = P = mg.

Luyện tập vận dụng

1. Vật có thể tích 0,002 m³ chìm hoàn toàn trong nước (1000 kg/m³, g = 9,8 m/s²). Lực đẩy bằng?

  1. 19,6 N
  2. 2 N
  3. 196 N
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: 19,6 N

F = 1000 × 9,8 × 0,002 = 19,6 N.

2. Khối gỗ khối lượng 4 kg nổi cân bằng trên nước. Lực đẩy Ác-si-mét là bao nhiêu (g = 9,8)?

  1. 39,2 N
  2. 4 N
  3. 400 N
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: 39,2 N

Vật nổi cân bằng nên Fᵦ = P = mg = 4 × 9,8 = 39,2 N.

3. Nếu nhúng cùng một vật vào dầu (ρ = 800 kg/m³) thay vì nước, lực đẩy thay đổi thế nào?

  1. Giảm 20%
  2. Tăng 20%
  3. Không đổi
Xem đáp án và giải thích

Đáp án đúng: Giảm 20%

Lực đẩy tỉ lệ với khối lượng riêng chất lỏng: 800/1000 = 0,8 (giảm 20%).

Nguồn kiểm tra chuyên môn

  1. Cambridge IGCSE Physics 0625 — đề cương và tài liệu chính thức
  2. Cambridge AS & A Level Physics 9702 — đề cương chính thức
  3. OpenStax Physics — giáo trình Vật lý trung học đã bình duyệt
  4. BIPM — Hệ đơn vị quốc tế SI, ấn bản 9

Nội dung được duy trì theo các nguồn trích dẫn bên dưới. Mô phỏng là mô hình học tập và không thay thế quy trình an toàn của phòng thí nghiệm thực.

Đơn vị xuất bản nội dung
WebLab STEM
Phụ trách kỹ thuật
Đức Tiến — Kỹ sư Điều khiển và Tự động hóa