Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, cô trò chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu cách xác định khối lượng riêng của một vật rắn không thấm nước, cụ thể là những viên sỏi nhỏ, bằng những dụng cụ quen thuộc trong phòng thí nghiệm Vật lý lớp 8. Chúng ta có một cái cân điện tử và một bình chia độ.

Để xác định khối lượng riêng của một chất, chúng ta cần biết hai đại lượng: khối lượng và thể tích của vật đó. Khối lượng riêng (ký hiệu là \( \rho \)) được tính bằng công thức:

\[ \rho = \frac{m}{V} \]

trong đó:
– \( \rho \) là khối lượng riêng (đơn vị thường là kg/m³ hoặc g/cm³).
– \( m \) là khối lượng của vật (đơn vị thường là kg hoặc g).
– \( V \) là thể tích của vật (đơn vị thường là m³ hoặc cm³).

Bây giờ, cô sẽ hướng dẫn các em từng bước thực hiện thí nghiệm để đo khối lượng và thể tích của các viên sỏi nhé!

Bước 1: Xác định khối lượng của các viên sỏi

Đầu tiên, chúng ta sẽ sử dụng cân điện tử để đo khối lượng của các viên sỏi.
1. Bật cân điện tử và đợi cho màn hình hiển thị số 0.
2. Đặt một lượng các viên sỏi lên đĩa cân.
3. Đọc và ghi lại số đo khối lượng hiển thị trên màn hình cân. Giả sử khối lượng này là \( m \).
Chúng ta có thể thực hiện đo với một vài lần khác nhau với số lượng sỏi thay đổi để đảm bảo kết quả chính xác hơn, hoặc chúng ta có thể gom chung tất cả số sỏi mà chúng ta muốn xác định khối lượng riêng để đo.

Bước 2: Xác định thể tích của các viên sỏi

Vì các viên sỏi là vật rắn không thấm nước và có hình dạng không đều, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp đo thể tích bằng bình chia độ.
1. Đổ một lượng nước nhất định vào bình chia độ. Quan sát mực nước ban đầu và ghi lại thể tích của nước. Giả sử thể tích nước ban đầu là \( V_1 \). Lưu ý đọc thể tích ở mặt khum của nước (mặt khía).
2. Cẩn thận thả toàn bộ các viên sỏi đã đo khối lượng ở Bước 1 vào bình chia độ chứa nước. Đảm bảo các viên sỏi chìm hoàn toàn trong nước và không làm nước tràn ra ngoài.
3. Quan sát mực nước dâng lên sau khi đã thả sỏi. Ghi lại thể tích mới của nước và sỏi. Giả sử thể tích này là \( V_2 \).
4. Thể tích của các viên sỏi chính là phần thể tích nước bị chiếm chỗ, tức là hiệu số giữa thể tích nước và sỏi lúc sau và thể tích nước lúc đầu. Công thức tính thể tích của sỏi là:

\[ V = V_2 – V_1 \]

Bước 3: Tính khối lượng riêng của các viên sỏi

Sau khi đã có được khối lượng \( m \) và thể tích \( V \) của các viên sỏi, chúng ta sẽ áp dụng công thức tính khối lượng riêng đã nêu ở đầu bài:

\[ \rho = \frac{m}{V} \]

Các em hãy thay số đo khối lượng và thể tích mà chúng ta đã thu được vào công thức này để tính ra giá trị khối lượng riêng của sỏi.

Ví dụ: Nếu chúng ta đo được khối lượng của một nhóm sỏi là \( m = 100 \) g, và thể tích của nhóm sỏi đó là \( V = 40 \) cm³ (tức là \( V_1 = 200 \) cm³ và \( V_2 = 240 \) cm³), thì khối lượng riêng của sỏi sẽ là:

\[ \rho = \frac{100 \text{ g}}{40 \text{ cm}^3} = 2.5 \text{ g/cm}^3 \]

Hoặc nếu chúng ta đo với đơn vị kg và m³:

\[ \rho = \frac{0.1 \text{ kg}}{0.00004 \text{ m}^3} = 2500 \text{ kg/m}^3 \]

Vậy là chúng ta đã hoàn thành việc xác định khối lượng riêng của các viên sỏi rồi đấy! Các em thấy có thú vị không nào? Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!