Hướng dẫn học sinh giải bài tập về phương án thực hành xác định khối lượng riêng khi bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THCS dân tộc nội trú huyện thường xuân

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓAPHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THƯỜNG XUÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG ÁN THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG KHI BỒI DƯỠNG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THƯỜNG XUÂN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ

PHƯƠNG ÁN THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG KHI BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THCS DÂN TỘC NỘI TRÚ HUYỆN THƯỜNG XUÂN

Người thực hiện: Lê Bá Thành

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 32.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 5Dạng 1: Xác định khối lượng riêng dựa vào áp suất trong lòng chất

1 Mở đầu.

1.1 Lí do chọn đề tài.

Văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc đã chỉ rõ, mục tiêu giáo dục của nước ta

là “Đào tạo thế hệ trẻ theo hướng toàn diện, có tri thức, có kỹ năng, đạo đức tốt

có một chuyên môn sâu, có ý thức, khả năng tự tạo việc làm trong nền kinh tếhàng hoá nhiều thành phần” Do đó ngay từ bậc học phổ thông cơ sở cần phảicung cấp cho các em nền móng kiến thức phổ thông cơ bản, vững chắc có hệthống đồng thời giáo dục đức tính chủ động, sáng tạo, linh hoạt trong tư duy,kiên trì chăm chỉ trong thực hành cho học sinh mà môn vật lí đóng vai trò quantrọng trong yêu cầu trên

Qua học tập môn vật lí, đặc biệt giải bài tập vật lí rèn luyện cho học sinhcác thao tư duy, phẩm chất đạo đức Thể hiện tính phổ cập, phát hiện và bồidưỡng các năng lực trí tuệ Đánh giá khả năng hoạt động độc lập và trình độphát triển của học sinh

Do nhu cầu ham học, ham hiểu biết của số học sinh có triển vọng, do mức

độ quan trọng của vật lý 9 đối với việc thi vào lớp 10 và tiếp tục học ban Khoahọc tự nhiên ở các lớp trên nên yêu cầu đặt ra là phải chọn lựa, sàng lọc và phânloại bài tập để hướng dẫn cho học sinh là công việc vô cùng quan trọng đối vớimỗi giáo viên dạy bồi dưỡng

Thực tế cho thấy kiến thức là vô hạn, các loại, các dạng bài tập nói chung,bài tập về phương án thực hành vật lí là rất phong phú và đa dạng:

- Các bài tập phát triển từ những bài thí nghiệm trong sách giáo khoa

- Các bài tập có nguồn gốc thực tiễn, đời sống

Nội dung các bài tập về phương án thực hành vật lí

+ Giải thích hoặc chứng minh các hiện tượng vật lí

+ Xây dựng phương án thí nghiệm, đo đạc các đại lượng vật lí

+ Sử lí số liệu, rút ra kết luận

+ Đánh giá sai số, nguyên nhân và biện pháp hạn chế sai số

Trong quá trình bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí tại trườngTHCS DTNT Thường Xuân, tôi thấy nếu chỉ phân ra các bài tập về phương ánthực hành phần cơ, nhiệt, điện, quang; mỗi phần làm một vài bài để học sinhquan sát, ghi chép và ghi nhớ máy móc theo kiểu tái hiện thì rất khó để có thể đểghi nhớ bền vững và áp dụng khi cần thiết Việc bồi dưỡng học sinh có triểnvọng đòi hỏi giáo viên phải định hướng được và phân loại từng dạng bài tập chohọc sinh, với mỗi dạng trước hết cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức cơbản, những điểm cần lưu ý, cung cấp cách giải cụ thể, chọn lựa bài tập cho họcsinh luyện giải để nắm vững phương pháp với mức độ từ đơn giản đến phức tạp

Bài tập về phương án thực hành trong các đề thi học sinh giỏi các cấp, đềthi tuyển sinh vào lớp 10 THPT chuyên Vật lí thường đóng vai trò là câu khódùng để phân loại học sinh, cũng là phần có số dạng bài và phương pháp giảiphong phú Tuy nhiên bài tập về phương án thực hành tuy khó nhưng luôn gâynhiều hứng thú, đồng thời kích thích các em vận dụng kiến thức tổng hợp đề giảiquyết vấn đề

Hiện nay chưa có tài liệu tham khảo nào làm tốt việc phân loại bài tập vềphương án thực hành Phương pháp giải cũng chưa được xây dựng thành hệthống gây khó khăn cho việc học của học sinh và việc giảng dạy của giáo viên Qua điều tra nghiên cứu cùng với kinh nghiệm nhiều năm được phân côngdạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi tại trường THCS DTNT Thường Xuân tôinhận thấy: Đa phần học sinh chỉ được ôn một số ít buổi về bài tập nâng caothuộc phần này, việc tự học của học sinh gặp khó khăn do không có tài liệu thamkhảo có chất lượng Hơn thế nữa việc phân loại và đưa ra phương pháp giải chotừng dạng cũng chưa thực sự tốt Đối với các giáo viên khi nghiên cứu bài tậpthực nghiệm cũng gặp nhiều khó khăn vì tài liệu tham khảo ít chủ yếu thamkhảo từ các đề thi học sinh giỏi các cấp và thi vào lớp 10 chuyên vật lí, độngnghiệp cùng ít người giỏi về dạng bài tập này Bởi vậy, tôi thấy rằng nên dạycho học sinh trung học cơ sở, nhất là học sinh lớp 8, 9 biết giải bài tập vềphương án thực hành vật lí trong những giờ ngoại khoá, bồi dưỡng Nếu đượchọc một cách có hệ thống, chắc chắn học sinh sẽ giải được các bài toán vềphương án thực hành một cách không mấy khó khăn và sẽ là tiền đề tạo hứngthú cho các em nghiên cứu, tìm tòi phương án tối ưu khi giải quyết các bài toán

về phương án thực hành khác nhất là các bài toán thực tế

Song do điều kiện có hạn về thời gian, điều kiện về phương tiện, đồ dùng,vật chất nên không thể nghiên cứu kĩ để trình bày đủ các cho các dạng bài tập

về phương án thực hành vật lí phần cơ mà ở đây tôi chỉ đưa ra một vài kinh

nghiệm nhỏ: “ Hướng dẫn học sinh giải bài tập về phương án thực hành xác định khối lượng riêng, khi bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THCS Dân tộc nội trú huyện Thường Xuân” Để cung cấp cho học sinh các giải pháp giải bài

tập dạng này Khi học sinh đã biết cách giải bài tập về phương án thực hành xácđịnh khối lượng riêng thì học sinh sẽ có sự hứng thú để bắt tay vào việc khaithác nhiều dạng toán, bài toán về phương án thực hành

Có thể làm tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

Đề tài này tôi đã tập trung nghiên cứu cách hướng dẫn học sinh giải bài tập

về phương án thực hành xác định khối lượng riêng

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

a) Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập thông tin trên mạng Internet,đọc tài liệu có liên quan

b) Thực nghiệm sư phạm: Dạy đội tuyển học sinh giỏi vật lí khối 8 và 9

để so sánh kiểm nghiệm

c) Phương pháp tổng kết kinh nghiệm, tham khảo ý kiến đồng nghiệp

dụng vào thực tế điều đó được thể hiện qua câu tục ngữ Việt Nam“Trăm hay

không bằng tay quen” Câu tục ngữ khẳng định lý thuyết hay không bằng thực

hành giỏi Ngày nay người ta quan niệm học và hành lúc nào cũng đi đôi, khôngthể tách rời nhau, điều này được chủ tịch Hồ Chí Minh khẳng định “Học vớihành phải đi đôi, học mà không hành thì vô ích, hành mà không học thì hànhkhông trôi chảy”

Học là con đường duy nhất dẫn đến tri thức, học đưa con người đến vớithành công, bất cứ ai thành công cũng đều phải học Học rất quan trọng nhưnghọc đúng cách lại càng quan trọng hơn, và một trong những cách học đúng vàhiệu quả nhất là phải đi đôi với thực hành Học là tiếp thu kiến thức đã được tíchlũy trong sách vở, là nắm vững lí luận đã được đúc kết trong các bộ môn khoahọc, đồng thời tiếp nhận những kinh nghiệm của người đi trước Còn hành nghĩa

là ứng dụng kiến thức, lý thuyết để vận dụng vào thực hành hoặc giải quyết mộtvấn đề thực tiễn của đời sống Cho nên học lý thuyết và thực hành hay làm bàitập thực hành có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhau Nắm vững lí thuyết, chúng

ta mới có thể làm được những công việc phức tạp và tránh được những sai lầmđáng tiếc Lí thuyết dẫn đường cho thực hành; thực hành bổ sung, hoàn thiệncho lí thuyết… Vì thế chúng ta không thể coi nhẹ vai trò vô cùng quan trọng củaviệc học mà phải đánh giá đúng mức mối quan hệ hữu cơ khăng khít giữa học vàhành Chúng là hai mặt của một quá trình thống nhất, không thể tách rời

2.1.2 Cơ sở lý thuyết.

a) Định nghĩa: Khối lượng riêng của một chất được xác định bằng khốilượng của một đơn vị thể tích chất đó Đơn vị khối lượng riêng là kg/m3

b) Công thức tính khối lượng riêng: D  V m

Trong đó: D là khối lượng riêng (kg/m3)

m là khối lượng (kg)

V là thể tích (m3)c) Cách xác định khối lượng riềng của một chất (vật):

+ Xác định khối lượng m của vật làm bằng chất đó

+ Xác định thể tích V của vật làm bằng chất đó

+ Áp dụng công thức D  V m để xác định khối lượng riêng của chất đó

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi vật lí khối

8 và 9 tại trường THCS DTNT Thường Xuân tôi nhận thấy, bài tập về phương

án thực hành là dạng bài tập khó và mới đối với học sinh của trường Các emthường rất sợ, chưa chủ động trong việc tự tìm ra cách giải, còn mơ hồ, chưa

phân định được các đơn vị kiến thức rành rọt cho các hiện tượng, đại lượng vật

lí có trong các nội dung bài tập tương ứng, còn lúng túng khi xác định đề, thậmchí khi đọc đề mà không định hướng được cách giải

Thực trạng chung của học sinh và giáo viên trong quá trình giải và hướnggiải bài tập là:

- Giáo viên thường ngại đi sâu vào dạng bài tập này vì đây là kiểu bài tậpkhó phải sử dụng kiến thức tổng hợp của các bộ môn để giải mà tài liệu thamkhảo không có nhiều

- Học sinh khi gặp thì lúng túng, nhiều em không định hướng được cáchgiải nên đòi hỏi các em phải vận dụng linh hoạt mới sáng tạo ra cách làm Điểnhình trong kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện và tỉnh những năm gần đây đều có câuhỏi về phương án thực hành tuy nhiên đa số các em trong đội tuyển đều khônglàm được hoặc làm được nhưng trình bày chưa tốt

Qua quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi tôi thấy dạng bài tậpthực nghiệm rất hay xuất hiện trong các đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Vật líhay chọn học sinh giỏi các cấp, nó phát huy khả năng sáng tạo và vận dụng kiếnthức linh hoạt, ứng dụng lí thuyết vào thực tế của học sinh nhưng lại rất ít emlàm được Vì những mâu thuẫn đó tôi đã tiến hành cho các em làm một bài kiểmtra khảo sát bài tập về phương án thực hành xác định khối lượng riêng với họcsinh đội tuyển Vật lí khối 8 và 9 tôi đang ôn Qua điều tra tôi đã tổng hợp kếtquả như sau:

Đội

tuyển

Thời điểmkhảo sát

Sốhọcsinh

Học sinhkhông địnhhướng đượccách giải

Học sinh biếtgiải nhưng trìnhbày chưa tốt

Học sinh biếtgiải và trìnhbày tốt

Vật lí 8 Trước khi ápdụng đề tài 6 4 66,7 2 33,3

Vật lí 9 Trước khi ápdụng đề tài 5 3 60 2 40

Từ kết quả khảo sát trên cho thấy cần phải hướng dẫn học sinh giải bài tập

về phương án thực hành thí nghiệm xác định khối lượng riêng để giúp các em cóthể đạt kết quả cao trong kì thi HSG các cấp và thi vào lớp 10 THPT chuyên lí

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.

ở hai nhánh luôn bằng nhau

Trong bình thông nhau chứa hai chất lỏng đứng yên, khác nhau thì cácmặt thoáng của chất lỏng ớ các nhánh có độ cao khác nhau Nhánh nào chứachất lỏng có trọng lượng riêng nhỏ hơn thì mặt thoáng ở nhánh đó có cao hơn

Bình thông nhau chứa nhiều chất lỏng khác nhau đứng yên, mực mặtthoáng của chất lỏng ở các nhánh không bằng nhau nhưng các điểm trên cùngmặt phẳng nằm ngang có áp suất bằng nhau

1.1.2 Phương pháp giải

Với dạng toán này đề bài thường cho dụng cụ là ống thủy tinh hình chữ Uhoặc hai ống thủy tinh rỗng giống nhau và một ống cao su mềm có thể nối khíthai ống thủy tinh Vì vậy phương pháp giải là vận dụng kiến thức: Bình thôngnhau chứa 2 chất lỏng không hòa lẫn vào nhau thì các mặt thoáng của chất lỏng ởcác nhánh có độ cao khác nhau để giải

Khối lượng riêng của chất lỏng nào lớn hơn thì phải đổ chất lỏng đó vào

ống thủy tinh hình chữ U trước sau đó mới đổ chất lỏng còn lại (có khối lượng

riêng nhỏ hơn) vào sau.

Kiến thức vận dụng để giải bài toán: Trong bình thông nhau chứa 2 chất

lỏng không hòa lẫn vào nhau, mực mặt thoáng của chất lỏng ở hai nhánh có độcao khác nhau (hình vẽ)nhưng các điểm trên cùng mặt phẳng nằm ngang có ápsuất bằng nhau

Ta có pM = h1.d1 + p0 = D1.10.h1 + p0

N M

?

h 1

h 2 h

Chất lỏng 2

Chất lỏng 1

PN = h2.d2 + p0 = D2.10.h2 + p0

Trong đó p0 là áp suất khí quyển; D1 là khối lượng riêng của chất lỏng 1,

D2 là khối lượng riêng của chất lỏng 2

Xét áp suất trên mặt phẳng nằm ngang MN trùng với mặt dưới của cộtchất lỏng ở nhánh B, ta có

(*) D h

h 1 D D h

h h h

D h

= D h D 10 = h D 10 = p

2 2

1 2

2 2

1 1 2 2 2 1

1 N

Phân tích bài toán.

- Bài toán cho ống thủy tinh hình chữ U nên để giải bài toán ta cần sử dụngđến kiến thức về bình thông nhau chứa 2 chất lỏng không hòa lẫn vào nhau

- Khối lượng riêng của nước lớn hơn nên đổ nước vào ống thủy tinh hìnhchữ U trước sau đó mới đổ chất lỏng vào sau

- Kiến thức vận dụng để giải bài toán: Bài toán bình thông nhau

Lời giải.

Đổ nước vào ống chữ U, rồi đổ chất lỏng vào nhánh phải (nhánh B) của

nó đến khi mực mặt thoáng cân bằng (như hình vẽ)

?

h 1

h 2 h

Chất lỏng

Nước

(*) D h

h 1 D D h

h h h

D h = D h D 10 = h D 10 = p

2 2

1 2

2 2

1 1 2 2 2 1

1 N

Dùng thước đo mực chênh lệch giữa 2 mặt thoáng: h

Dùng thước đo chiều cao cột chất lỏng: (tính từ mặt phân cách giữa nước

Bài 1.3.1: Cho một ống thuỷ tinh hình chữ U, một thước chia tới milimét,

một phễu nhỏ, một cốc đựng nước, một cốc đựng xăng Hãy nêu phương án đểxác định khối lượng riêng của xăng? Biết khối lượng riêng của nước là D1

Bài 1.3.2: Trình bày cách xác định khối lượng riêng của dầu hỏa bằng

phương pháp thực nghiệm với các dụng cụ gồm: hai ống thủy tinh rỗng giốngnhau và một ống cao su mềm có thể nối khít hai ống thủy tinh, một cốc đựngnước nguyên chất, một cốc đựng dầu hỏa, một thước dài có độ chia nhỏ nhất đến

mm, 1 bút vạch dấu, 1 phễu rót thích hợp, một giá thí nghiệm Trọng lượngriêng của nước đã biết là dn

Bài 1.3.3: Cho một ống thuỷ tinh hình chữ U, một thước chia tới milimét,

một phễu nhỏ, một cốc đựng nước, một cốc đựng dầu nhờn Hãy nêu phương ánxác định khối lượng riêng của dầu nhờn Biết khối lượng riêng của nước là D1

10



Do đó để xác định khối lượng riêng của vật cần xác định:

+ Khối lượng của vật m hoặc trọng lượng của vật P

+ Thể tích của vật V

b Công thức tính lực đẩy Ác si mét

FA = d.VTrong đó: FA: Độ lớn lực đẩy Ácsimét (N)

d: Trọng lượng riêng của chất lỏng (khí) (N/m3)

V: Thể tích phần chất lỏng (khí) bị vật chiếm chỗ (m3)

- Khi một vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng thì lực đẩy Ácsimét cân bằngvới trọng lượng của vật FA = P

- Móc vật vào lực kế, khi đó số chỉ của lực kế chính là:

+ Trọng lượng P của vật (nếu bỏ qua trọng lượng riêng của không khí);

+ Hiệu trọng lượng của vật với lực đẩy Ác si mét của không khí tác dụng lên vật (P – FA).

- Móc vật vào lực kế nhúng chìm vật trong chất lỏng thì số chỉ của lực kếchính là hiệu trọng lượng của vật với lực đẩy Ác si mét của chất lỏng tác dụnglên vật (P – FA)

- Dựa vào các yếu tố trên ta xác định được khối lượng m và thể tích V củavật từ đó xác định được khối lượng riêng của vật

2.1.2 Phương pháp giải.

Bài toán 2.1: Nếu đề bài chỉ cho khối lượng riêng D0 (trọng lượng riêng d0) của chất lỏng mà không cho khối lượng riêng (trọng lượng riêng) của không khí (hoặc chất lỏng khác) thì ta thực hiện như sau:

- Xác định trọng lượng P (hoặc khối lượng m) của vật:

Treo vật vào lực kế, đọc số chỉ của lực kế khi đó ta được trọng lượng P(suy ra

A

D 10

P P d

P

P10

P V

m D

P D

P P

1 2 2 1

D D

D P D P

10 2 1

1 2 2 1

D D

D P D P

1 2 2 1

P P

D P D P V

m





Thay các giá trị P1, P2 đã đo được và D1 và D2 đề bài cho vào (*) ta xácđịnh được khối lượng riêng của vật cần tìm.

2.2 Ví dụ

Ví dụ 2.2.1 Trên bàn em chỉ có những dụng cụ và vật liệu sau: Lực kế,

bình nước (nước đựng trong bình có khối lượng riêng D0) Làm thế nào, chỉbằng các dụng cụ trên mà em có thể xác định được khối lượng riêng của một vậtkim loại có hình dạng bất kỳ Hãy trình bày cách làm đó[1]

Phân tích bài toán:

Đề bài chỉ cho khối lượng riêng D0 của chất lỏng mà không cho khốilượng riêng của không khí (hoặc chất lỏng khác) nên thuộc dạng bài toán 2.1 do

đó áp dụng phương pháp giải của bài toán 2.1

Lời giải.

- Xác định trọng lượng P (hoặc khối lượng m) của vật:

Treo vật vào lực kế, đọc số chỉ của lực kế khi đó ta được trọng lượng P của vật

Từ đó suy ra khối lượng của vật là: m 10P

10 0

1

D

P P

P V

m D

P D



Thay các giá trị P, P1 đã đo được và D0 đề bài cho vào (*) ta xác định được khối lượng riêng của vật cần tìm

Ví dụ 2.2.2 (Trích Đề thi HSG tỉnh Thanh Hóa năm học 2015-2016)

Hãy trình bày phương án xác định (gần đúng) khối lượng riêng của mộtvật nhỏ bằng kim loại Dụng cụ gồm: Vật cần xác định khối lượng riêng, lực kế,

ca đựng nước có thể nhúng chìm hoàn toàn vật, một số sợi dây nhỏ mềm có thể

bỏ qua khối lượng, coi rằng khối lượng riêng của không khí là D1 và khối lượngriêng của nước là D2 đã biết

Phân tích bài toán:

Đề bài cho khối lượng riêng của không khí là D1 và khối lượng riêng củanước là D2 đã biết nên thuộc dạng bài toán 2.2 do đó áp dụng phương pháp giảicủa bài toán 2.2 để giải

P P

1 2 2 1

D D

D P D P

10 D D

D P D P





- Khối lượng riêng của vật là: D =

2 1

1 2 2 1

P P

D P D P V

Bài 2.3.1 Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi Cho các dụng

cụ sau : lực kế, sợi dây (khối lượng dây không đáng kể), bình có nước Biết viênsỏi bỏ lọt và ngập trong bình nước, trọng lượng riêng của nước là d0

Bài 2.3.2 Em hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng của một hòn

đá có hình dạng bất kỳ với những dụng cụ sau: Hòn đá, lực kế, bình đựng nước,biết nước có khối lượng riêng là D, dây buộc có tiết diện nhỏ, khối lượng khôngđáng kể, không biến dạng

- Thước đo độ dài, chất lỏng, một vật có khối lượng riêng nhỏ hơn và một

vật có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng (ví dụ 3.2.2)

- Thước đo độ dài, ống nghiệm (hoặc ống nghiệm có vạch chia đến mm),

chất lỏng, một vật có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng

(ví dụ 3.2.3).

b) Phương pháp giải

- Nếu vật có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của chất lỏng thìvật sẽ nổi nên ta nhúng vật vào chất lỏng sau đó áp dụng điều kiện cân bằng củavật nhúng trong chất lỏng để giải Khi đó trọng lượng của vật bằng lực đẩyAcsimet tác dụng lên vật

- Nếu vật có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng thì

ta tạo ra hệ vật có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của chất lỏng, sau

đó nhúng hệ vật vào chất lỏng Áp dụng điều kiện cân bằng của hệ vật nhúngtrong chất lỏng để giải Khi đó trọng lượng của hệ vật bằng lực đẩy Acsimet tácdụng lên hệ vật

3.2 Ví dụ.

Ví dụ 3.2.1 Trên bàn em chỉ có những dụng cụ và vật liệu sau: Bình có

vạch chia thể tích, một miếng gỗ không thấm nước và có thể nổi trên mặt nước,một ca nước Làm thế nào chỉ bằng các dụng cụ trên em có thể xác định đượctrọng lượng riêng của một vật rắn nhỏ có tỉ trọng lớn hơn 1 và không thấmnước? Hãy trình bày cách làm đó[1]

Phân tích bài toán.

- Bài toán xác định trọng lượng riêng của một vật nên ta cần xác định P, V

- Vật rắn có trọng lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của nước nên khithả vào nước sẽ chìm Do đó ta xác định V dựa vào cách đo thể tích vật rắn khôngthấm nước bằng bình chia độ

- Vì miếng gỗ nổi trên mặt nước nên xác định P của vật rắn dựa vào điều kiệnnổi của hệ vật khi kết hợp vật rắn và miếng gỗ

- Kiến thức sử dụng để giải bài toán là:

+ Công thức tính trọng lượng riêng của một chất: d  V P

+ Điều kiện cân bằng của hệ vật khi nhúng trong chất lỏng

Lời giải.

- Đổ nước vào bình chia độ, xác định thể tích nước là V1

- Thả miếng gỗ vào bình, mực nước dâng đến V2, do đó trọng lượngmiếng gỗ là: Pgỗ = FA = dn (V2 – V1) (1)

- Đặt vật cần xác định khối lượng riêng lên miếng gỗ, mực nước dâng lênđến V3 (coi vật rắn nhỏ không đủ lớn làm chìm gỗ), theo điều kiện cân bằng của

hệ vật ta có:

Pgỗ + Pvật = FA

Pgỗ + Pvật = dn (V3 – V1) (2) Thay (1) vào (2) ta có Pvật = dn (V3 – V2) (3)

- Đẩy vật chìm xuống và lấy miếng gỗ ra, mực nước ở vạch V4 Thể tíchcủa vật V = V4 – V1 (4)

Từ (3) và (4) ta xác định được trọng lượng riêng của vật là:

1 4

n 2 3 vât

V V

d ).

V V ( V

P d