Задачи на сообщающиеся сосуды огэ

Основы гидродинамики

Для успешного решения задания № 5 требуется знание основ гидродинамики. К ним относится понимание процессов, происходящих с жидкостями и телами, контактирующими с жидкостями, сущности физ.величин плотности и давления, а также формул, связывающих их с другими физ.величинами. Необходимая для решения задач такого плана информация имеется в разделе теории.

Теория к заданию №5 ОГЭ по физике

Плотность вещества

Плотностью называют массу вещества, которая приходится на единицу объема. Следовательно, плотностью можно считать удельную массу вещества. Количественно плотность определяют по формуле:

где m – массе вещества, V – его объем.

По этой же формуле вычисляется и средняя плотность. Для расчета при этом берется масса всего вещества и его общий объем.

Давление

Давлением называется: 1) сила, которая воздействует на поверхность твердого тела; 2) степень (сила) упругости жидкости либо газа. По сути, давление – это мера механического напряжения. Эта физ.величина является скалярной.

Давление в физике традиционно обозначается лат.буквой р. Единица измерения давления – паскаль (Па).

Атмосферное давление – это сила воздействия атмосф.столба на все физ.объекты (тела), находящиеся в атмосфере Земли, а также на земную поверхность. Если атмосфера является стационарной и покоящейся, то атмосф.давление на материальный объект соответствует весу столба воздуха над этим объектом, приходящегося на единицу площади. Атмосф.давление измеряется в мм ртутного столба (мм рт.ст.). Нормальным принято давление в 760 мм рт. ст. при t=0ºC. В пересчете на единицы СИ это давление соответствует 101325Па.

Сила Архимеда

На помещенное в жидкость физ.тело воздействует выталкивающая сила, равная по величине силе тяжести, испытываемая этим телом. Причина возникновения архимедовой силы – неодинаковость гидростатического давления в жидкости на различных глубинах. Точка ее приложения называется центром давления, который является центром масс тела (или его части) погруженного в жидкость

Формула для вычисления силы Архимеда:

где ρж – плотность жидкости; V – объем части физ.тела, помещенной в жидкость, или всего тела, если оно погружено в жидкость полностью.

Сообщающиеся сосуды

Сообщающимися считаются сосуды, которые объединены ниже поверхности жидкости в единую систему, причем так, что жидкость может перетекать из одного в другой.

Закон сообщающихся сосудов:

что означает обратную пропорциональную зависимость высоты столбов жидкостей и их плотностей.

Если в сообщающихся сосудах находится жидкость однородная, то высота столбов свободной поверхности жидкости в них совпадает.

Разбор типовых вариантов заданий №5 ОГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

Цилиндр 1 поочередно взвешивают с цилиндром 2 такого же объема, а затем с цилиндром 3, имеющим меньший объем (см. рисунок).

Максимальную среднюю плотность имеет цилиндр

1
2
3
1 и 3

Алгоритм решения:

Анализируем условие и рисунок слева (цилиндры 1 и 2). Определяем соотношение плотностей цилиндров.
Анализируем условие и рисунок справа (цилиндры 3 и 1). Делаем вывод относительно соотношения плотностей.
Определяем цилиндр с максимальной плотностью.

Решение:

Согласно условию: . Поскольку на весах слева цилиндр 1 перевешивает 2, то это значит, что . Тогда из уравнения следует, что .
По условию . Поскольку весы справа уравновешены, то это значит, что массы цилиндров равны, и из уравнения для плотности следует: .
Объединив неравенства (1) и (2), получим: . Отсюда: максимальная плотность у 3-го цилиндра.

Ответ: 3

Первый вариант (Камзеева, № 7)

Одно из колен U-образного манометра соединили с сосудом, наполненным газом (см. рис.). Атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. Чему равно давление газа в сосуде? В качестве жидкости в манометре используется ртуть.

1160 мм рт.ст
500 мм рт.ст.
360 мм рт.ст.
100 рт.ст.

Алгоритм решения:

Анализируем условие и рисунок. Делаем вывод о соотношении атмосф.давления и давления в сообщающихся сосудах.
Определяем искомую величину давления газа.
Фиксируем ответ.

Решение:

На схеме показано, что уровень ртути в 1-м (левом) колене меньше, чем в среднем. Это означает, что атмосф.давление выше давления газа. На шкале на рисунке видно, что разница давлений составляет 40 см. рт. ст., то есть 400 мм. рт. ст.
Имеющаяся разница давлений означает, что давление газа меньше на эту разницу по сравнению с атмосферным давлением, т.е.: p = 760 — 400 = 360 (мм. рт. ст.).

Ответ: 3

Второй вариант (Камзеева, № 10)

Имеются три сплошных шара одинаковой массы, но изготовленные из разных веществ – из алюминия, стали или свинца. Шары полностью погружают в воду. Выталкивающая сила со стороны воду имеет

наибольшее значение для алюминиевого шара
наибольшее значение для стального шара
наибольшее значение для свинцового шара
одинаковое значение для всех шаров

Алгоритм решения:

Записываем табличные значения для плотности материалов шаров.
Записываем уравнение з-на Архимеда.
Анализируем уравнение и определяем соотношение для выталкивающей силы для шаров.
Записываем ответ.

Решение:

Плотности материалов шаров: ; ; .
Согласно з-ну Архимеда, выталкивающая сила равна: . Поскольку по условию шары погружены в жидкость целиком, то V – полный объем шара.
Т.к. во всех 3 случаях жидкость одна и та же (вода), то в уравнении совпадает для всех шаров. Соответственно, максимальная архимедова сила у того из них, который имеет наибольший объем. Объем выразим из формулы для плотности вещества: . Учитывая оговорку в условии о том, что у шаров одинаковая масса, делаем вывод: чем меньше плотность вещества шара, тем больше выталкивающая сила. Поскольку наименьшую плотность имеет алюминий, то именно на алюминиевый шар действует максимальная выталкивающая сила.

Ответ: 1

Третий вариант (Камзеева, № 12)

Сосуд частично заполнили водой и уравновесили на рычажных весах (см. рис.).

В первом случае в сосуд опустили пробковый шарик, во втором случае – стальной шарик. Нарушится ли равновесие весов?

равновесие нарушится только в первом случае
равновесие нарушится только во втором случае
равновесие нарушится в обоих случаях
в обоих случаях равновесие не нарушится

Алгоритм решения:

Анализируем 1-й случай. Делаем вывод о положении весов.
Анализируем 2-й случай. Делаем вывод о положении весов.
Находим верный вариант ответа. Записываем его.

Решение:

В 1-м случае – с пробковым шариком – шарик будет плавать на поверхности воды (т.к. пробковый материал легче воды). При этом, поскольку сосуд заполнен водой целиком, при опускании в нее шарика она по з-ну Архимеда частично выплеснется. Сила тяжести, действующая на шарик, равна весу выплеснувшейся воды, так что вес шарика компенсирует ее. Поэтому равновесие весов сохранится.
Масса стального шарика больше, чем масса воды, которую он выплеснет из сосуда, погрузившись в нее. Это означает, сила тяжести больше веса выплеснувшейся воды, и под действием результирующей этих сил равновесие будет нарушено.
Ситуация, при которой в 1-м случае равновесие не нарушается, а во 2-м нарушается, соответствует варианту ответа 2

Ответ: 2

Даниил Романович | ???? Скачать PDF |

Источник

Инфоурок
›

Физика
›Презентации›Сообщающиеся сосуды, 7 класс, физика

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

2 слайд

3 слайд

Описание слайда:

Урок по физике 7 класс

4 слайд

Описание слайда:

Актуальность: Эта тема является наиболее интересной для учащихся, т.к. большая часть изучаемого материала связана с жизнью. Сообщающимися сосудами мы пользуемся в быту каждый день. Длительность: 45 минут Тип урока: Урок изучения нового материала. Форма урока: комбинированный . Методы: словесные, наглядные, практические Место урока в учебном плане. Основное содержание изучаемого материала задают учебная программа и обязательный минимум содержания образования по физике.

5 слайд

Описание слайда:

Цель: изучить свойства сообщающихся сосудов. Задачи урока: образовательная – продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда и изучение закона Паскаля на примере однородных и разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах; выработать навыки решения задач; развивающая – формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, находить примеры сообщающихся сосудов в быту, технике, природе, развивать навыки самостоятельной работы с дополнительной литературой; воспитательная – воспитание аккуратности, бережного отношения к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.

6 слайд

7 слайд

Описание слайда:

Сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости называются сообщающимися

8 слайд

Описание слайда:

Сообщающиеся сосуды Независимо от формы сосудов, жидкость устанавливается в них на одном уровне.

9 слайд

Описание слайда:

Положение Даже в разном положении уровень воды в сообщающихся сосудах будет одинаков.

10 слайд

Описание слайда:

Теоретическое обоснование Р1 = Р2 ρgh1 = ρgh2 h1 = h2

11 слайд

Описание слайда:

Закон сообщающихся сосудов: В сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне.

12 слайд

Описание слайда:

Что же произойдет, если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости разной плотности? В сообщающихся сосудах, содержащих разные жидкости, высота столба жидкости с меньшей плотностью будет больше высоты столба жидкости с большей плотностью

13 слайд

Описание слайда:

Выводы: В сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне. Высота столба жидкости с меньшей плотностью будет больше высоты столба жидкости с большей плотностью.

14 слайд

Описание слайда:

Демонстрация моделей практической направленности

15 слайд

Описание слайда:

Римлянам был неизвестен закон сообщающихся сосудов. Для снабжения населения водой они возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие воду из горных источников. Римский водопровод прокладывался не в земле, а над ней, на высоких каменных столбах. Инженеры того времени имели смутное представление о законах сообщающихся сосудов. Они предполагали, что в некоторых участках, следуя уклонам почвы, вода в трубах должна течь вверх, и боялись, что этого не произойдет. Поэтому они придавали водопроводам равномерный уклон вниз на всём пути.

16 слайд

Описание слайда:

Фонтаны Вода из резервуара течет по трубке и стремится подняться до того же уровня, что и в большом сосуде. Но трубка заканчивается, и вода бьет фонтаном вверх.

17 слайд

18 слайд

Описание слайда:

Водомерное стекло парового котла

19 слайд

20 слайд

Описание слайда:

1 ЗАДАНИЕ Свободные поверхности покоящейся жидкости в сообщающихся сосудах находятся……. А. На любом уровне Б. На одном уровне В. В большем сосуде на большем уровне, чем маленьком сосуде Г. В большем сосуде на меньшем уровне, чем в маленьком сосуде ЗАДАНИЕ Под действием силы тяжести жидкость… А. Перемещается с более высоких мест на более низкие Б. Не перемещается В. Перемещается с более низких мест на более высокие

21 слайд

Описание слайда:

2 задание В каком из сосудов 1,2,3 указано правильно расположение уровней жидкости? 2 задание В каких из сосудов 1,2,3 указано расположение уровней жидкости ошибочно? 1 2 3

22 слайд

Описание слайда:

3 задание Два сосуда, 1 и 2, заполнены одинаковой жидкостью. Кран К закрыт. Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран? к к А. Не будет переливаться Б. Будет из 1 в 2 В. Будет из 2 в 1 2 2 1 1

23 слайд

Описание слайда:

4 задание В сосуды налиты вода и керосин. В каком сосуде находится керосин? В сосуды налиты вода и спирт. В какое колено налит спирт? 1 2 2 1 M N А. 1 Б. 2 M N А. 1 Б. 2

24 слайд

Описание слайда:

Задание 5 Какие из сосудов можно заполнить полностью? 1 2 3 Какие из сосудов можно заполнить доверху? 1 2 3

25 слайд

Описание слайда:

Правильные ответы В-1 1. Б 2. 1 3. В 4. Б 5. 2 В-2 1. В 2. 2 и 3 3. Б 4. А 5. 3

26 слайд

Описание слайда:

Физическая пауза

27 слайд

Описание слайда:

В правом колене сообщающихся сосудов налита вода, в левом- керосин. Высота столба воды 20 см. Рассчитайте, на сколько уровень воды в правом колене ниже верхнего уровня керосина? Ответ: 5 см

28 слайд

Описание слайда:

Задача 2. В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты керосин плотностью ρ1=800 кг/м³ и вода ρ2 =1000 кг/м³. На рисунке в=10 см , h=26 см. Расстояние H равно 1) 16 см; 2) 30 см; 3) 24 см; 4) 26 см

29 слайд

30 слайд

31 слайд

Описание слайда:

Задача 3.(№ 544) В сообщающихся сосудах находилась ртуть. Когда в правую трубку налили слой керосина высотой 34 см, то уровень ртути в левой трубке поднялся на 2 см. Какой высоты следует налить слой воды в левую трубку, чтобы ртуть в трубке установилась на одинаковом уровне. Ответ: 27,2 см.

32 слайд

Описание слайда:

Заключение. Данная разработка апробирована на школьном , районном и республиканском уровне. Ребята с удовольствием решают задачи из жизненных примеров.

33 слайд

Выберите книгу со скидкой:

БОЛЕЕ 58 000 КНИГ И ШИРОКИЙ ВЫБОР КАНЦТОВАРОВ! ИНФОЛАВКА

Инфолавка – книжный магазин для педагогов и родителей от проекта «Инфоурок»

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Учитель физики

Курс повышения квалификации

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Краткое описание документа:

Тип урока:
Урок изучения нового материала.

Форма урока:
комбинированный .

Методы: словесные,
наглядные, практические.•
Цель:изучить свойства сообщающихся сосудов.Задачи урока:
образовательная
–
продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда и изучение
закона Паскаля на примере однородных и разнородных жидкостей в сообщающихся
сосудах;выработать навыки решения задач;развивающая
–
формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, находить примеры
сообщающихся сосудов в быту, технике, природе, развивать навыки самостоятельной
работы с дополнительной литературой;воспитательная
– воспитание аккуратности, бережного отношения к оборудованию кабинета, умения
слушать и быть услышанным.

Общая информация

Номер материала:

44460032822

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Источник

504. Сосуд с жидкостью наклонили (рис. 131). Одинаковое ли давление оказывает после этого жид¬кость на боковые стенки А и В в точках, лежащих на одном горизонтальном уровне?
Жидкость оказывает одинаковое давление на одном горизонтальном уровне везде, в том числе и на стенках А и В (см. рис. 131).

505. Сосуд с водой имеет форму, изображенную на рисунке 132. Одинаково ли давление воды на боковые стенки сосуда на уровне аб?
На уровне ab давление воды на боковые стенки одно и то же (см. рис. 132).

506. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах (рис. 133). Нарушится ли равновесие весов, если в них налить воды столько, что поверхность ее установится на одинаковом уровне от дна сосудов? Одинаково ли будет давление на дно сосудов?
Равновесие весов нарушается, так как в разных сосудах различная масса воды. Давление на дно сосуда будет одинаковым, так как высота столба воды в обоих сосудах одна и та же (см. рис. 133)

507. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах (см. рис. 133). Мальчик налил в оба сосуда воду одинаковой массы. Нарушилось ли равновесие весов? Одинаково ли будет давление воды на дно сосудов?
Равновесие весов не нарушилось. Давление воды на дно сосуда будет различным, так как уровень налитой воды будет различным (см. рис. 133).

508. В цилиндрический сосуд, частично заполненный водой, опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда?
Давление воды на дно увеличилось, так как при опускании в воду деревянного бруска ее уровень поднялся.

509. В трех сосудах с одинаковой площадью дна налита вода до одного уровня (рис. 134). В каком сосуде налито больше воды? Одинаково ли давление на дно в этих сосудах? Почему?
Воды налито больше в крайнем левом сосуде. Давление на дно будет одинаковым во всех трех сосудах, так как везде вода налита до одного уровня (см. рис. 134).

510. Уровень воды в сосудах одинаковый (рис. 135). Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если открыть кран?
При открывании крана вода из одного сосуда в другой переливаться не будет, так как уровень воды в сосудах будет одинаковый, а следовательно давление воды на любом уровне так же одинаково (см. рис. 135).

511. Уровень жидкостей в сосудах (см. рис. 135) одинаковый. В левом налита вода, в правом — керосин. Одинаковы ли давления на дно? Одинаковы ли давления на кран? Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран?
Давление воды на дно и на кран больше, чем давление керосина. Объясняется это тем, что плотность воды больше плотности керосина. Если кран открыть, то вследствие разности давлений вода потечет в сосуд с керосином (см. рис. 135).

512. В левой части сосуда над жидкостью находится воздух (рис. 136). Какую высоту столба жидкости следует учитывать при расчете давления на дно сосуда: высоту Н или высоту H1? Ответ объясните.

513. В полиэтиленовый мешок налита вода (рис. 137). Что показывают динамометры: давление или силы, действующие на столики динамометров? Стрелка правого динамометра закрыта листом бумаги. Каково показание правого динамометра? Будут ли изменяться показания динамометров, если воду в мешок доливать (выливать)? Ответы обоснуйте.
Динамометры показывают силы давления жидкости на боковые стенки сосуда с водой. Показания их одинаковы и равны 70Н. Если воду в мешок доливать, то показания динамометров увеличатся, а если воду выливать, то уменьшатся, т.к. увеличится либо уменьшится давление столба жидкости (см. рис.137).

514. Одинаково ли давление воды на дно сосудов (рис. 138)? Чему равно это давление? Изменится ли давление, если воду заменить керосином? Чему оно будет равно в этом случае?

515. Высота столба воды в стакане 8 см. Какое давление на дно стакана оказывает вода? Какое давление оказывала бы ртуть, налитая до того же уровня?

516. Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 0,5 м?

517. В цилиндрический сосуд налиты ртуть, вода и керосин. Определите общее давление, которое оказывают жидкости на дно сосуда, если объемы всех жидкостей равны, а верхний уровень керосина находится на высоте 12 см от дна сосуда.

518. Сосуды с водой имеют равные площади дна (рис. 139). В каком из них избыточное давление воды на дно (без учета атмосферного давления) больше и во сколько раз?

519. Водолаз в жестком скафандре может погружаться в море на глубину 250 м, искусный ныряльщик — на глубину 20 м. На сколько и во сколько раз отличаются давления воды на этих глубинах?

520. Рассчитайте давление воды: а) на самой большой глубине Тихого океана — 11 035 м; б) на наибольшей глубине Азовского моря — 14 м (плотность воды в нем принять равной 1020 кг/м3).

521. Определите по графику (рис. 140) глубину погружения тела в озеро, соответствующую давлению воды 100, 300 и 500 кПа.
10 м; 30 м; 50 м (рис. 140).

522. Аквариум наполнен доверху водой. С какой силой давит вода на стенку аквариума длиной 50 см и высотой 30 см?

523. В аквариум высотой 32 см, длиной 50 см и шириной 20 см налита вода, уровень которой ниже края на 2 см. Рассчитайте: а) давление воды на дно; б) вес воды; в) силу, с которой вода действует на стенку шириной 20 см.

524. Ширина шлюза 10 м. Шлюз заполнен водой на глубину 5 м. С какой силой давит вода на ворота шлюза?

525. В цистерне, заполненной нефтью, на глубине 3 м имеется кран, площадь отверстия которого 30 см2. С какой силой давит нефть на кран?

526. Прямоугольный сосуд вместимостью 2 л наполовину наполнен водой, а наполовину керосином, а) Каково давление жидкостей на дно сосуда? б) Чему равен вес жидкостей в сосуде? Дно сосуда имеет форму квадрата сo стороной 10 см.

527. Определите силу, с которой действует керосин на квадратную пробку площадью поперечного сечения 16 см2, если расстояние от пробей до уровня керосина в сосуде равно 400 мм (рис. 141).

528. Какую силу испытывает каждый квадратный метр площади поверхности водолазного костюма при погружении в морскую воду на глубину 10 м?

529. Плоскодонная баржа получила пробоину в дне площадью 200 см2. С какой силой нужно давить на пластырь, которым закрывают отверстие, чтобы сдержать напор воды на глубине 1,8 м? (Вес пластыря не учитывать.)

530. Определите высоту уровня воды в водонапорной башне, если манометр, установленный у ее основания, показывает давление 220000 Па.

531. На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?

532. Напор воды в водокачке создается насосом. Определите на какую высоту поднимается вода, если давление, созданное насосом, равно 400 кПа?

533. Брусок размером 0,5×0,4×0,1 м находится в баке с водой на глубине 0,6 м (рис. 142). Вычислите: а) с какой силой вода давит на верхнюю грань бруска; б) на нижнюю грань бруска; в) сколько весит вода, вытесненная бруском.

534. Произведите расчет, взяв данные предыдущей задачи, предполагая, что воду заменили керосином.

535. Используя результаты двух предыдущих задач, вычислите, на сколько сила, действующая на тело снизу, больше силы, действующей на тело сверху: а) в воде; б) в керосине. Сравните полученные результаты с весом вытесненной воды и с весом вытесненного керосина.

536. Один из кофейников, изображенных на рисунке 143, вмещает больше жидкости, чем другой. Укажите какой и объясните.
Правый кофейник вмещает больше жидкости, чем левый, гак как у него кончик носика находится выше.

537. Точкой А обозначен уровень воды в левом колене трубки (рис. 144). Сделайте рисунок и на нем отметьте точкой В уровень воды в правом колене трубки.

538. В сообщающиеся сосуды налита вода. Что произойдет и почему, если в левый сосуд долить немного воды (рис. 145); в средний сосуд долить воды (рис. 146)?
Уровень воды увеличится во всех сосудах на одинаковую высоту. Таким образом, уровни снова выравнятся (рис. 145, 146).

539. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Объясните почему.
Закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не действует, так как жидкости в состоянии невесомости не обладают весом и потому не оказывают давления на дно сосудов.

540. Как при помощи сообщающихся сосудов проверить, горизонтально ли нанесена филенка (линия, отделяющая окраску панели от верхней части стены)?
Нужно взять длинную тонкую резиновую трубку, вставить стеклянные трубки на концах, залить эту систему водой, а концы стеклянных трубок подвести к филенке. Используя свойство сообщающихся сосудов, пройтись с одной из стеклянных трубок вдоль стены.

541. Объясните действие фонтана (рис. 147).
Действие фонтана объясняется тем, что давление жидкости в верхнем конце правой трубки будет больше атмосферного, так как уровень воды в этой трубке меньше уровня воды в левой трубке.

542. В левом колене сообщающихся сосудов налита вода, в правом — керосин (рис. 148). Высота столба керосина 20 см. Рассчитайте, на сколько уровень воды в левом колене ниже верхнего уровня керосина.

543. В сообщающихся сосудах находятся ртуть и вода (рис. 149). Высота столба воды 68 см. Какой высоты столб керосина следует налить в левое колено, чтобы ртуть установилась на одинаковом уровне?

544. В сообщающихся сосудах находилась ртуть. Когда в правую трубку налили слой керосина высотой 34 см, то уровень ртути в левой трубке поднялся на 2 см. Какой высоты следует налить слой воды в левую трубку, чтобы ртуть в трубках установилась на одинаковом уровне (рис. 149)?

545. В сообщающихся сосудах находятся ртуть, вода и керосин (рис. 150). Какова высота слоя керосина, если высота столба воды равна 20 см и уровень ртути в правом колене ниже, чем в левом, на 0,5 см?