SKKN 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 huyệ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HĨA PHỊNG 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 Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS DTNT huyện Thường Xn SKKN thuộc mơn: Vật lí THANH HĨA NĂM 2017 MỤC LỤC Nội dung Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Dạng 1: Xác định khối lượng riêng dựa vào áp suất lòng chất lỏng Dạng 2: Xác định khối lượng riêng dựa vào số lực kế Dạng 3: Xác định khối lượng riêng dựa vào điều kiện cân vật lòng chất lỏng Dạng 4: Xác định khối lượng riêng dựa vào điều kiện cân vật rắn 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị Tài liệu tham khảo Trang 1 2 3 5 10 14 21 22 22 22 23 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc rõ, mục tiêu giáo dục nước ta “Đào tạo hệ trẻ theo hướng toàn diện, có tri thức, có kỹ năng, đạo đức tốt có chun mơn sâu, có ý thức, khả tự tạo việc làm kinh tế hàng hoá nhiều thành phần” Do từ bậc học phổ thông sở cần phải cung cấp cho em móng kiến thức phổ thơng bản, vững có hệ thống đồng thời giáo dục đức tính chủ động, sáng tạo, linh hoạt tư duy, kiên trì chăm thực hành cho học sinh mà môn vật lí đóng vai trị quan trọng u cầu Qua học tập mơn vật lí, đặc biệt giải tập vật lí rèn luyện cho học sinh thao tư duy, phẩm chất đạo đức Thể tính phổ cập, phát bồi dưỡng lực trí tuệ Đánh giá khả hoạt động độc lập trình độ phát triển học sinh Do nhu cầu ham học, ham hiểu biết số học sinh có triển vọng, mức độ quan trọng vật lý việc thi vào lớp 10 tiếp tục học ban Khoa học tự nhiên lớp nên yêu cầu đặt phải chọn lựa, sàng lọc phân loại tập để hướng dẫn cho học sinh công việc vô quan trọng giáo viên dạy bồi dưỡng Thực tế cho thấy kiến thức vô hạn, loại, dạng tập nói chung, tập phương án thực hành vật lí phong phú đa dạng: - Các tập phát triển từ thí nghiệm sách giáo khoa - Các tập có nguồn gốc thực tiễn, đời sống Nội dung tập phương án thực hành vật lí + Giải thích chứng minh tượng vật lí + Xây dựng phương án thí nghiệm, đo đạc đại lượng vật lí + Sử lí số liệu, rút kết luận + Đánh giá sai số, nguyên nhân biện pháp hạn chế sai số Trong q trình bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi mơn vật lí trường THCS DTNT Thường Xn, tơi thấy phân tập phương án thực hành phần cơ, nhiệt, điện, quang; phần làm vài để học sinh quan sát, ghi chép ghi nhớ máy móc theo kiểu tái khó để để ghi nhớ bền vững áp dụng cần thiết Việc bồi dưỡng học sinh có triển vọng địi hỏi giáo viên phải định hướng phân loại dạng tập cho học sinh, với dạng trước hết cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức bản, điểm cần lưu ý, cung cấp cách giải cụ thể, chọn lựa tập cho học sinh luyện giải để nắm vững phương pháp với mức độ từ đơn giản đến phức tạp Bài tập phương án thực hành đề thi học sinh giỏi cấp, đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT chuyên Vật lí thường đóng vai trị câu khó dùng để phân loại học sinh, phần có số dạng phương pháp giải phong phú Tuy nhiên tập phương án thực hành khó ln gây nhiều hứng thú, đồng thời kích thích em vận dụng kiến thức tổng hợp đề giải vấn đề Hiện chưa có tài liệu tham khảo làm tốt việc phân loại tập phương án thực hành Phương pháp giải chưa xây dựng thành hệ thống gây khó khăn cho việc học học sinh việc giảng dạy giáo viên Qua điều tra nghiên cứu với kinh nghiệm nhiều năm phân công dạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi trường THCS DTNT Thường Xuân nhận thấy: Đa phần học sinh ơn số buổi tập nâng cao thuộc phần này, việc tự học học sinh gặp khó khăn khơng có tài liệu tham khảo có chất lượng Hơn việc phân loại đưa phương pháp giải cho dạng chưa thực tốt Đối với giáo viên nghiên cứu tập thực nghiệm gặp nhiều khó khăn tài liệu tham khảo chủ yếu tham khảo từ đề thi học sinh giỏi cấp thi vào lớp 10 chuyên vật lí, động nghiệp người giỏi dạng tập Bởi vậy, thấy nên dạy cho học sinh trung học sở, học sinh lớp 8, biết giải tập phương án thực hành vật lí ngoại khố, bồi dưỡng Nếu học cách có hệ thống, chắn học sinh giải toán phương án thực hành cách khơng khó khăn tiền đề tạo hứng thú cho em nghiên cứu, tìm tịi phương án tối ưu giải toán phương án thực hành khác toán thực tế Song điều kiện có hạn thời gian, điều kiện phương tiện, đồ dùng, vật chất nên nghiên cứu kĩ để trình bày đủ cho dạng tập phương án thực hành vật lí phần mà đưa vài kinh nghiệm nhỏ: “ Hướng dẫn học sinh giải tập phương án thực hành xác định khối lượng riêng, bồi dưỡng học sinh giỏi trường THCS Dân tộc nội trú huyện Thường Xuân” Để cung cấp cho học sinh giải pháp giải tập dạng Khi học sinh biết cách giải tập phương án thực hành xác định khối lượng riêng học sinh có hứng thú để bắt tay vào việc khai thác nhiều dạng toán, toán phương án thực hành 1.2 Mục đích nghiên cứu Nắm vững kiến thức, kĩ giải tập phương án thực hành xác định khối lượng riêng Giúp thân tập duyệt nghiên cứu khoa học, tài liệu phục vụ cho công tác giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi ôn tập cho học sinh thi vào lớp 10 Có thể làm tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu cách hướng dẫn học sinh giải tập phương án thực hành xác định khối lượng riêng 1.4 Phương pháp nghiên cứu a) Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập thơng tin mạng Internet, đọc tài liệu có liên quan b) Thực nghiệm sư phạm: Dạy đội tuyển học sinh giỏi vật lí khối để so sánh kiểm nghiệm c) Phương pháp tổng kết kinh nghiệm, tham khảo ý kiến đồng nghiệp 2 Nội dung 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Cơ sở lí luận Lí thuyết thực hành hai mặt song song tồn vấn đề Ngay từ xa xưa người ta đề cao vai trò thực hành, vận dụng vào thực tế điều thể qua câu tục ngữ Việt Nam“Trăm hay không tay quen” Câu tục ngữ khẳng định lý thuyết hay không thực hành giỏi Ngày người ta quan niệm học hành lúc đôi, tách rời nhau, điều chủ tịch Hồ Chí Minh khẳng định “Học với hành phải đôi, học mà khơng hành vơ ích, hành mà khơng học hành khơng trơi chảy” Học đường dẫn đến tri thức, học đưa người đến với thành công, thành công phải học Học quan trọng học cách lại quan trọng hơn, cách học hiệu phải đôi với thực hành Học tiếp thu kiến thức tích lũy sách vở, nắm vững lí luận đúc kết môn khoa học, đồng thời tiếp nhận kinh nghiệm người trước Còn hành nghĩa ứng dụng kiến thức, lý thuyết để vận dụng vào thực hành giải vấn đề thực tiễn đời sống Cho nên học lý thuyết thực hành hay làm tập thực hành có mối quan hệ chặt chẽ với Nắm vững lí thuyết, làm công việc phức tạp tránh sai lầm đáng tiếc Lí thuyết dẫn đường cho thực hành; thực hành bổ sung, hoàn thiện cho lí thuyết… Vì khơng thể coi nhẹ vai trị vơ quan trọng việc học mà phải đánh giá mức mối quan hệ hữu khăng khít học hành Chúng hai mặt q trình thống nhất, khơng thể tách rời 2.1.2 Cơ sở lý thuyết a) Định nghĩa: Khối lượng riêng chất xác định khối lượng đơn vị thể tích chất Đơn vị khối lượng riêng kg/m3 m b) Cơng thức tính khối lượng riêng: D V Trong đó: D khối lượng riêng (kg/m3) m khối lượng (kg) V thể tích (m3) c) Cách xác định khối lượng riềng chất (vật): + Xác định khối lượng m vật làm chất + Xác định thể tích V vật làm chất m + Áp dụng công thức D V để xác định khối lượng riêng chất 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Trong trình giảng dạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi vật lí khối trường THCS DTNT Thường Xuân nhận thấy, tập phương án thực hành dạng tập khó học sinh trường Các em thường sợ, chưa chủ động việc tự tìm cách giải, mơ hồ, chưa phân định đơn vị kiến thức rành rọt cho tượng, đại lượng vật lí có nội dung tập tương ứng, lúng túng xác định đề, chí đọc đề mà khơng định hướng cách giải Thực trạng chung học sinh giáo viên trình giải hướng giải tập là: - Giáo viên thường ngại sâu vào dạng tập kiểu tập khó phải sử dụng kiến thức tổng hợp mơn để giải mà tài liệu tham khảo khơng có nhiều - Học sinh gặp lúng túng, nhiều em khơng định hướng cách giải nên địi hỏi em phải vận dụng linh hoạt sáng tạo cách làm Điển hình kỳ thi học sinh giỏi cấp huyện tỉnh năm gần có câu hỏi phương án thực hành nhiên đa số em đội tuyển không làm làm trình bày chưa tốt Qua trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thấy dạng tập thực nghiệm hay xuất đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Vật lí hay chọn học sinh giỏi cấp, phát huy khả sáng tạo vận dụng kiến thức linh hoạt, ứng dụng lí thuyết vào thực tế học sinh lại em làm Vì mâu thuẫn tơi tiến hành cho em làm kiểm tra khảo sát tập phương án thực hành xác định khối lượng riêng với học sinh đội tuyển Vật lí khối ôn Qua điều tra tổng hợp kết sau: Đội tuyển Thời điểm khảo sát Số học Học sinh không định hướng sinh cách giải SL Vật lí Trước áp Học sinh biết Học sinh biết giải trình bày chưa tốt giải trình bày tốt TL SL TL 66,7 33,3 60 40 SL TL dụng đề tài Vật lí Trước áp dụng đề tài Từ kết khảo sát cho thấy cần phải hướng dẫn học sinh giải tập phương án thực hành thí nghiệm xác định khối lượng riêng để giúp em đạt kết cao kì thi HSG cấp thi vào lớp 10 THPT chuyên lí 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Dạng 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG DỰA VÀO ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG 1.1 Phương pháp giải 1.1.1 Cơ sở lý thuyết Bình thơng bình có hai nhiều nhánh nối thông đáy với Trong bình thơng chứa chất lỏng đứng n, mực chất lỏng hai nhánh Trong bình thơng chứa hai chất lỏng đứng n, khác mặt thống chất lỏng nhánh có độ cao khác Nhánh chứa chất lỏng có trọng lượng riêng nhỏ mặt thống nhánh có cao Bình thơng chứa nhiều chất lỏng khác đứng yên, mực mặt thoáng chất lỏng nhánh không điểm mặt phẳng nằm ngang có áp suất 1.1.2 Phương pháp giải Với dạng toán đề thường cho dụng cụ ống thủy tinh hình chữ U hai ống thủy tinh rỗng giống ống cao su mềm nối khít hai ống thủy tinh Vì phương pháp giải vận dụng kiến thức: Bình thơng chứa chất lỏng khơng hịa lẫn vào mặt thống chất lỏng nhánh có độ cao khác để giải Khối lượng riêng chất lỏng lớn phải đổ chất lỏng vào ống thủy tinh hình chữ U trước sau đổ chất lỏng cịn lại (có khối lượng riêng nhỏ hơn) vào sau Kiến thức vận dụng để giải tốn: Trong bình thơng chứa chất lỏng khơng hịa lẫn vào nhau, mực mặt thống chất lỏng hai nhánh có độ cao khác (hình vẽ)nhưng điểm mặt phẳng nằm ngang có áp suất A B h Chất lỏng h2 M h1 ? N Chất lỏng Ta có pM = h1.d1 + p0 = D1.10.h1 + p0 PN = h2.d2 + p0 = D2.10.h2 + p0 Trong p0 áp suất khí quyển; D1 khối lượng riêng chất lỏng 1, D2 khối lượng riêng chất lỏng Xét áp suất mặt phẳng nằm ngang MN trùng với mặt cột chất lỏng nhánh B, ta có pM = pN 10D1h1 = 10D2h D2 = h1D1 h2 h2 h h2 D1 D2 h h2 D (*) Dùng thước thực đo h h từ suy h1 = h2 - h thay vào (*) ta tính khối lượng riêng chất lỏng cầm tìm 1.2 Ví dụ: (Đề thi chọn giáo viên dạy giỏi THCS cấp tỉnh năm học 2016 - 2017 sở GD&ĐT Bình Định) Cho cốc nước, cốc chất lỏng khơng hịa tan nước (có khối lượng riêng nhỏ nước), ống thủy tinh hình chữ U, thước đo chiều dài Hãy trình bày cách xác định khối lượng riêng chất lỏng Phân tích tốn - Bài tốn cho ống thủy tinh hình chữ U nên để giải toán ta cần sử dụng đến kiến thức bình thơng chứa chất lỏng khơng hịa lẫn vào - Khối lượng riêng nước lớn nên đổ nước vào ống thủy tinh hình chữ U trước sau đổ chất lỏng vào sau - Kiến thức vận dụng để giải tốn: Bài tốn bình thơng Lời giải Đổ nước vào ống chữ U, đổ chất lỏng vào nhánh phải (nhánh B) đến mực mặt thống cân (như hình vẽ) A B h h1 h Chất lỏng ? N M Nước Ta có pM = h1.d1 + p0 = D1.10.h1 + p0 PN = h2.d2 + p0 = D2.10.h2 + p0 Trong p0 áp suất khí quyển; D1 khối lượng riêng nước, D2 khối lượng riêng chất lỏng Xét áp suất mặt phẳng nằm ngang MN trùng với mặt cột chất lỏng nhánh B, ta có pM = pN 10D1h1 = 10D2h D2 = h1D1 h2 h2 h h2 h D1 D2 h2 (*) D Dùng thước đo mực chênh lệch mặt thoáng: h Dùng thước đo chiều cao cột chất lỏng: (tính từ mặt phân cách nước chất lỏng đến mặt thoáng): h2 h Thay giá trị đo được: h, h2 D1 cho vào ta xác D2 h D định khối lượng riêng chất lỏng cần tìm 1.3 Bài tập vận dụng Bài 1.3.1: Cho ống thuỷ tinh hình chữ U, thước chia tới milimét, phễu nhỏ, cốc đựng nước, cốc đựng xăng Hãy nêu phương án để xác định khối lượng riêng xăng? Biết khối lượng riêng nước D1 Bài 1.3.2: Trình bày cách xác định khối lượng riêng dầu hỏa phương pháp thực nghiệm với dụng cụ gồm: hai ống thủy tinh rỗng giống ống cao su mềm nối khít hai ống thủy tinh, cốc đựng nước nguyên chất, cốc đựng dầu hỏa, thước dài có độ chia nhỏ đến mm, bút vạch dấu, phễu rót thích hợp, giá thí nghiệm Trọng lượng riêng nước biết dn Bài 1.3.3: Cho ống thuỷ tinh hình chữ U, thước chia tới milimét, phễu nhỏ, cốc đựng nước, cốc đựng dầu nhờn Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng dầu nhờn Biết khối lượng riêng nước D1 Dạng 2: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG DỰA VÀO SỐ CHỈ CỦA LỰC KẾ 2.1 Phương pháp giải 2.1.1 Cơ sở lí thuyết a Khối lượng riêng chất (vật) xác định công thức: D m D P V 10.V Do để xác định khối lượng riêng vật cần xác định: + Khối lượng vật m trọng lượng vật P + Thể tích vật V b Cơng thức tính lực đẩy Ác si mét FA = d.V Trong đó: FA: Độ lớn lực đẩy Ácsimét (N) d: Trọng lượng riêng chất lỏng (khí) (N/m3) V: Thể tích phần chất lỏng (khí) bị vật chiếm chỗ (m3) - Khi vật mặt thống chất lỏng lực đẩy Ácsimét cân với trọng lượng vật FA = P - Móc vật vào lực kế, số lực kế là: + Trọng lượng P vật (nếu bỏ qua trọng lượng riêng khơng khí); + Hiệu trọng lượng vật với lực đẩy Ác si mét khơng khí tác dụng lên vật (P – FA) - Móc vật vào lực kế nhúng chìm vật chất lỏng số lực kế hiệu trọng lượng vật với lực đẩy Ác si mét chất lỏng tác dụng lên vật (P – FA) - Dựa vào yếu tố ta xác định khối lượng m thể tích V vật từ xác định khối lượng riêng vật 2.1.2 Phương pháp giải Bài toán 2.1: Nếu đề cho khối lượng riêng D (trọng lượng riêng d0) chất lỏng mà không cho khối lượng riêng (trọng lượng riêng) khơng khí (hoặc chất lỏng khác) ta thực sau: - Xác định trọng lượng P (hoặc khối lượng m) vật: Treo vật vào lực kế, đọc số lực kế ta trọng lượng P (suy m 10P ) vật - Xác định thể tích vật: + Nhúng chìm vật chìm chất lỏng, đọc số lực kế ta giá trị P1 + Suy lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật là: FA = P – P1 F + Từ xác định thể tích vật: V A d0 - Khối lượng riêng vật là: D P P 10D0 m P D 10 => P P V 10D0 P D0 P P Thay giá trị P, P đo D0 đề cho vào (*) ta xác định khối lượng riêng vật cần tìm Bài tốn 2.2: Đề cho khối lượng riêng(trọng lượng riêng) chất lỏng khơng khí chất lỏng thứ thì: - Treo vật vào lực kế, đọc số lực kế ta giá trị P1 ta có P1=P- FA1=P–10D1V (1) - Nhúng chìm vật chất lỏng, đọc số lực kế ta giá trị P2 P2=P- FA2=P–10D2V (2) - Xác định thể tích vật: P1 P2 Từ (1) (2) ta tích vật là: V = (3) 10 D D1 - Xác định trọng lượng P (hoặc khối lượng m) vật: P1 D2 P2 D1 Từ (1) (3) ta có trọng lượng vật là: P = P1 + 10D1V = D2 Vậy khối lượng vật là: m = P 10 D1 (4) P1 D2 P2 D1 10(D D) - Khối lượng riêng vật là: D = m P D V P D1 P P (*) P1=P- FA1=P–10D1V (1) - Nhúng chìm vật chất lỏng, đọc số lực kế ta giá trị P P2=P- FA2=P–10D2V (2) - Xác định thể tích vật: Từ (1) (2) ta tích vật là: V = P1 P2 (3) 10 D D - Xác định trọng lượng P (hoặc khối lượng m) vật: Từ (1) (3) ta có trọng lượng vật là: P = P1 + 10D1V = Vậy khối lượng vật là: m = P 10 P1 D2 P2 D1 D2 D1 P1D2 P2 D1 10 D D - Khối lượng riêng vật là: D = m V P1 D2 P2 D1 P P (*) Thay giá trị P1, P2 đo D1 D2 đề cho vào (*) ta xác định khối lượng riêng vật cần tìm 2.3 Bài tập vận dụng Bài 2.3.1 Hãy xác định khối lượng riêng viên sỏi Cho dụng cụ sau : lực kế, sợi dây (khối lượng dây khơng đáng kể), bình có nước Biết viên sỏi bỏ lọt ngập bình nước, trọng lượng riêng nước d0 Bài 2.3.2 Em nêu phương án xác định khối lượng riêng hịn đá có hình dạng với dụng cụ sau: Hịn đá, lực kế, bình đựng nước, biết nước có khối lượng riêng D, dây buộc có tiết diện nhỏ, khối lượng khơng đáng kể, không biến dạng Dạng 3: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG DỰA VÀO ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG 3.1 Phương pháp giải a) Với dạng toán dụng cụ đề cho là: - Bình chia độ (bình có vạch chia thể tích) (ví dụ 3.2.1) - Thước đo độ dài, chất lỏng, vật có khối lượng riêng nhỏ vật có khối lượng riêng lớn khối lượng riêng chất lỏng (ví dụ 3.2.2) - Thước đo độ dài, ống nghiệm (hoặc ống nghiệm có vạch chia đến mm), chất lỏng, vật có khối lượng riêng lớn khối lượng riêng chất lỏng (ví dụ 3.2.3) b) Phương pháp giải - Nếu vật có khối lượng riêng nhỏ khối lượng riêng chất lỏng vật nên ta nhúng vật vào chất lỏng sau áp dụng điều kiện cân vật nhúng chất lỏng để giải Khi trọng lượng vật lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật 10 - Nếu vật có khối lượng riêng lớn khối lượng riêng chất lỏng ta tạo hệ vật có khối lượng riêng nhỏ khối lượng riêng chất lỏng, sau nhúng hệ vật vào chất lỏng Áp dụng điều kiện cân hệ vật nhúng chất lỏng để giải Khi trọng lượng hệ vật lực đẩy Acsimet tác dụng lên hệ vật 3.2 Ví dụ Ví dụ 3.2.1 Trên bàn em có dụng cụ vật liệu sau: Bình có vạch chia thể tích, miếng gỗ khơng thấm nước mặt nước, ca nước Làm dụng cụ em xác định trọng lượng riêng vật rắn nhỏ có tỉ trọng lớn khơng thấm nước? Hãy trình bày cách làm đó[1] Phân tích tốn - Bài toán xác định trọng lượng riêng vật nên ta cần xác định P, V - Vật rắn có trọng lượng riêng lớn khối lượng riêng nước nên thả vào nước chìm Do ta xác định V dựa vào cách đo thể tích vật rắn khơng thấm nước bình chia độ - Vì miếng gỗ mặt nước nên xác định P vật rắn dựa vào điều kiện hệ vật kết hợp vật rắn miếng gỗ - Kiến thức sử dụng để giải toán là: P + Cơng thức tính trọng lượng riêng chất: d V + Điều kiện cân hệ vật nhúng chất lỏng Lời giải - Đổ nước vào bình chia độ, xác định thể tích nước V1 - Thả miếng gỗ vào bình, mực nước dâng đến V2, trọng lượng miếng gỗ là: Pgỗ = FA = dn (V2 – V1) (1) - Đặt vật cần xác định khối lượng riêng lên miếng gỗ, mực nước dâng lên đến V3 (coi vật rắn nhỏ khơng đủ lớn làm chìm gỗ), theo điều kiện cân 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 lấy miếng gỗ ra, mực nước vạch V4 Thể tích vật V = V4 – V1 (4) Từ (3) (4) ta xác định trọng lượng riêng vật là: d Pvât (V3 V2 ).d n (5) V V4 V1 Thay giá trị V1; V2; V3; V4đo dn cho vào (5) tính trọng lượng riêng d vật Ví dụ 3.2.3 Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng chất lỏng Dụng cu gồm: 11 + Một ống nghiệm có thành mỏng có vạch chia đến mm + Một bình đựng nước nguyên chất + Một bình đựng chất lỏng + Một số hịn bi nhỏ chì (Nước chất lỏng đủ dùng) [1] Phân tích tốn - Bài toán dùng vật thả vào chất lỏng khác để xác định trọng lượng riêng chất lỏng trọng lượng riêng vật - Một số hịn bi nhỏ chì dùng để thả vào ống nghiệm vừa đủ cho ống nghiệm cân mặt nước chất lỏng - Khi thả ống nghiệm vào nước vào chất lỏng cần ý số bi nhỏ chì ống khơng thay đổi để tạo vật thả vào hai chất lỏng khác - Kiến thức vận dụng để giải toán: Khi vật nằm cân mặt thoáng chất lỏng, trọng lượng vật lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật Lời giải - Cho số hạt chì vào ống (sao cho thả ống nghiệm vào nước vào chất lỏng ống khơng chạm đáy bình) - Thả ống vào bình nước, dùng thước đo độ cao h phần ống chìm chất lỏng Gọi P trọng lượng ống hạt chì, gọi D khối lượng riêng nước, gọi S tiết diện ống nghiệm P = FA1 = Dcl.10.VC = 10.D1.S.h1 (1) - Thả ống vào bình chất lỏng, dùng thước đo độ cao h2 phần ống chìm chất lỏng Gọi D2 khối lượng riêng chất lỏng P = FA2 = Dcl.10.VC = 10.D2.S.h2 (2) - Số hịn bi nhỏ chì ống không thay đổi để tạo vật thả vào hai chất lỏng khác nên từ (1) (2) ta có D h1 10.D1.S.h1 = 10.D2.S.h2 => D (*) h Dùng thước đo h1, h2 thay vào (*) ta tính khối lượng riêng chất lỏng D2 Ví dụ 3.2.3: (Trích đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT Hà Nội Amsterdam Chu Văn An, năm học 2004 - 2005) Một ông cao su hình trịn bán kính R có bề dày đồng h, thả vào nước chìm Cho ống nhựa rỗng hình trụ thành mỏng, bán kính r (r