Giải SGK Khoa học tự nhiên 8 Bài 14 (Cánh diều): Khối lượng riêng

Giải KHTN lớp 8 Bài 14: Khối lượng riêng

Mở đầu trang 73 Bài 14 KHTN lớp 8: Trong một số trường hợp, có thể tính được khối lượng của một vật qua kích thước của nó mà không cần dùng cân. Ví dụ, có thể tính được khối lượng của nước trong bể bơi khi biết kích thước của bể. Dựa trên cơ sở nào mà có thể làm được điều đó?

Trả lời:

Ta có thể tính được khối lượng của một vật qua kích thước của nó mà không cần dùng cân dựa vào công thức: Khối lượng = khối lượng riêng x thể tích.

I. Khái niệm khối lượng riêng

Câu hỏi 1 trang 73 KHTN lớp 8: So sánh khối lượng nước chứa trong một bình 20 L và trong một chai 0,5 L.

Trả lời:

Khối lượng nước chứa trong một bình 20 L lớn hơn khối lượng nước chứa trong một chai 0,5 L.

Câu hỏi 2 trang 73 KHTN lớp 8: Nêu một số đơn vị đo khối lượng riêng.

Trả lời:

Một số đơn vị đo khối lượng riêng phổ biến là: kg/m³, g/cm³, g/mL.

Luyện tập 1 trang 74 KHTN lớp 8: Một bể bơi có chiều dài 20 m, chiều rộng 8 m, độ sâu của nước là 1,5 m, tính khối lượng của nước trong bể.

Trả lời:

Thể tích nước trong bể là 20 . 8 . 1,5 = 240 m³

Tra bảng 14.1 ta thu được khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³.

Khối lượng của nước trong bể là 1000 .  240 = 240 000 kg.

II. Xác định khối lượng riêng bằng thực nghiệm

Câu hỏi 3 trang 74 KHTN lớp 8: Thảo luận, đề xuất các cách xác định khối lượng riêng của một lượng chất lỏng.

Trả lời:

Cách xác định khối lượng riêng của một lượng chất lỏng:

- Dùng cân xác định khối lượng m của chất lỏng:

+ Dùng cân xác định khối lượng m₁ của cốc đong.

+ Đổ lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng vào cốc đong. Dùng cân xác định tổng khối lượng m₂ của cốc đong và lượng chất lỏng.

 Tính khối lượng của lượng chất lỏng: m = m₂ – m₁.

- Dùng bình chia độ xác định thể tích V của chất lỏng.

- Sử dụng công thức khối lượng riêng: $D=\frac{m}{V}=\frac{m_2-m_1}{V}$

Thực hành 1 trang 74 KHTN lớp 8:

Chuẩn bị

Chất lỏng cần xác định khối lượng riêng, cốc đong, cân.

Tiến hành

- Xác định khối lượng của lượng chất lỏng:

+ Dùng cân xác định khối lượng m₁ của cốc đong.

+ Đổ lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng vào cốc đong. Dùng cân xác định tổng khối lượng m₂ của cốc đong và lượng chất lỏng (hình 14.1).

+ Tính khối lượng của lượng chất lỏng: m = m₂ – m₁.

- Đo thể tích của lượng chất lỏng: Đọc giá trị thể tích V của lượng chất lỏng trên cốc đong.

- Tính khối lượng riêng của lượng chất lỏng: $D=\frac{m_2-m_1}{V}$

Trả lời:

Các em tham khảo số liệu minh họa sau:

- Xác định khối lượng của lượng chất lỏng:

+ Dùng cân xác định khối lượng m₁ của cốc đong: m₁ = 52 g

+ Khối lượng m₂ của cốc đong và lượng chất lỏng: m₂ = 352 g.

+ Tính khối lượng của lượng chất lỏng: m = m₂ – m₁ = 352 – 52 = 300 g.

- Đo thể tích của lượng chất lỏng: Đọc giá trị thể tích V của lượng chất lỏng trên cốc đong: V = 300 mL

- Tính khối lượng riêng của lượng chất lỏng:

$D=\frac{m_2-m_1}{V}=\frac{300}{300}=1g/mL$

Câu hỏi 4 trang 74 KHTN lớp 8: Cần lưu ý điều gì khi đọc giá trị thể tích chất lỏng trên cốc đong?

Trả lời:

Khi đổ chất lỏng vào cốc đong, cần chú ý không để nước rớt ra đĩa cân, đảm bảo đĩa cân khô sạch.

Thực hành 2 trang 75 KHTN lớp 8:

Chuẩn bị

Thước, cân, khối hộp chữ nhật.

Tiến hành

- Xác định khối lượng m của khối hộp bằng cân (hình 14.2).

- Đo thể tích của khối hộp:

+ Dùng thước đo các kích thước của khối hộp: chiều dài a, chiều rộng b, chiều cao c.

+ Tính thể tích của khối hộp chữ nhật: $V=a\times b\times c$

- Tính khối lượng riêng của khối hộp: $D=\frac{m}{V}=\frac{m}{a\times b\times c}$

Trả lời:

Các em tham khảo số liệu dưới đây:

- Xác định khối lượng m của khối hộp nhôm bằng cân: 270 g.

- Đo thể tích của khối hộp:

+ Dùng thước đo các kích thước của khối hộp:

chiều dài a = 10 cm, chiều rộng b = 2 cm, chiều cao c =  5 cm.

+ Tính thể tích của khối hộp chữ nhật: V = a.b.c = 10 . 2 . 5 = 100 cm³

- Tính khối lượng riêng của khối hộp:

$D=\frac{m}{a.b.c}=\frac{270}{100}=\mathrm{2,7}g/c{m}^3$

Luyện tập 2 trang 75 KHTN lớp 8: Tính khối lượng của một khối nhôm hình hộp chữ nhật, có chiều dài 10 cm, chiều rộng 3 cm, chiều cao 5 cm.

Trả lời:

Thể tích của khối nhôm là 10 . 3 . 5 = 150 cm³

Tra bảng 14.1, ta thấy khối lượng riêng của nhôm là 2700 kg/m³ = 2,7 g/cm

Khối lượng của khối nhôm là:

$m=D.V=\mathrm{2,7.150}=405g$

Câu hỏi 5 trang 75 KHTN lớp 8: Thảo luận, đề xuất cách xác định khối lượng riêng của một vật có hình dạng bất kì.

Trả lời:

Cách xác định khối lượng riêng của một vật có hình dạng bất kì bỏ lọt bình chia độ.

- Dùng cân xác định khối lượng m của vật.

- Dùng bình chia độ đo thể tích vật:

+ Đổ nước vào bình chia độ: Đọc giá trị thể tích nước V₁.

+ Nhúng ngập vật vào nước trong bình chia độ: Đọc giá trị thể tích V₂.

V_vật = V₂ – V₁

- Sử dụng công thức tính khối lượng riêng: $D=\frac{m}{V_2-V_1}$

Thực hành 3 trang 75 KHTN lớp 8:

Chuẩn bị

Cân, viên đá (sỏi), ống đong, nước.

Tiến hành

- Dùng cân xác định khối lượng m của viên đá.

- Đo thể tích của vật:

+ Đổ nước vào ống đong, đọc giá trị thể tích nước V₁.

+ Nhúng ngập viên đá vào nước trong ống đong, đọc giá trị thể tích V₂ (hình 14.3).

+ Tính thể tích viên đá cuội: V = V₂ – V₁.

- Tính khối lượng riêng của viên đá cuội: $D=\frac{m}{V}=\frac{m}{V_2-V_1}$

Trả lời:

- Dùng cân xác định khối lượng m của viên đá: m = 15,6 g

- Đo thể tích của vật:

+ Đổ nước vào ống đong, đọc giá trị thể tích nước V₁ = 210 cm³.

+ Nhúng ngập viên đá vào nước trong ống đong, đọc giá trị thể tích V₂ = 220 cm³

+ Tính thể tích viên đá cuội: V = V₂ – V₁ = 220 – 210 = 10 cm³.

- Tính khối lượng riêng của viên đá: $D=\frac{m}{V_2-V_1}=\frac{\mathrm{15,6}}{10}=\mathrm{1,56}g/c{m}^3$

Câu hỏi 6 trang 76 KHTN lớp 8: Một nhóm học sinh tiến hành xác định khối lượng riêng của các viên bi giống nhau. Một bạn tiến hành thí nghiệm với một viên bi. Một bạn khác đề nghị đo tổng khối lượng và tổng thể tích của 10 viên bi. Cách làm nào cho kết quả chính xác hơn? Vì sao?

Trả lời:

Theo em nên làm thí nghiệm đo tổng khối lượng và tổng thể tích của 10 viên bi sẽ cho kết quả chính xác hơn.

Vì tổng khối lượng và tổng thể tích của 10 viên bi sẽ lớn giúp chúng ta có thể đọc được chính xác các kết quả đó và do sử dụng các viên bi giống nhau nên ta chỉ cần chia cho 10 là ra được khối lượng riêng của một viên bi. Nếu làm tiến hành thí nghiệm với một viên bi thì khối lượng và thể tích của một viên quá nhỏ dẫn tới khó đọc được kết quả đo.

Vận dụng 1 trang 76 KHTN lớp 8: Đề xuất các phương án xác định khối lượng riêng của một chiếc chìa khóa.

Trả lời:

Phương án xác định khối lượng riêng của một chiếc chìa khóa.

- Dùng cân xác định khối lượng m của chiếc chìa khóa.

- Đo thể tích của chiếc chìa khóa:

+ Đổ nước vào ống đong, đọc giá trị thể tích nước V₁.

+ Nhúng ngập chiếc chìa khóa vào nước trong ống đong, đọc giá trị thể tích V₂.

+ Tính thể tích chiếc chìa khóa: V = V₂ – V₁.

- Tính khối lượng riêng của chiếc chìa khóa: $D=\frac{m}{V_2-V_1}$

Vận dụng 2 trang 76 KHTN lớp 8: Ước tính tổng khối lượng không khí ở trong lớp học của em khi đóng kín cửa.

Trả lời:

Giả sử lớp học em có chiều dài là 15 m, chiều rộng là 8 m, chiều cao 3,5 m.

Thể tích lớp học của em là 15 . 8. 3,5 = 420 m³.

Tra bảng 14.1 SGK, ta được khối lượng riêng của không khí là 1,29 kg/m³.

Khối lượng không khí ở trong lớp học của em khi đóng kín cửa là

m = D. V =  1,29 . 420 = 541,8 kg.

Vận dụng 3 trang 76 KHTN lớp 8: Tại cùng một nơi trên mặt đất, trọng lượng của vật tỉ lệ với khối lượng của nó. Số đo trọng lượng P (tính ra niutơn) gần bằng 10 lần số đo khối lượng m của nó (tính ra kilôgam). Chứng minh rằng: Trọng lượng riêng của vật (kí hiệu là d): d = 10 . D.

Trả lời:

Tại cùng một nơi trên mặt đất, trọng lượng của vật tỉ lệ với khối lượng của nó, nên ta có: P = 10 . m

Mà m = D . V và P = d . V

Nên d . V = 10 . D. V  (đpcm)

Tìm hiểu thêm trang 76 KHTN lớp 8: Có nhiều trường hợp không thể dùng cân để xác định khối lượng của vật. Khi đó, nếu biết khối lượng riêng của chất tạo nên vật, ta có thể xác định được khối lượng của vật. Ví dụ, các kim tự tháp Ai Cập được dựng lên bằng những khối đá hoa cương hình lập phương. Nếu biết khối lượng của một khối đá có chiều dài 10 cm là 2,75 kg, người ta tính được khối lượng của các khối đá dùng để dựng lên các kim tự tháp. Người ta đã làm điều đó như thế nào?

Trả lời:

Cách làm:

- Tính khối lượng riêng của đá hoa cương dựa vào số liệu đã cho: khối đá hoa cương hình lập phương có cạnh 10 cm là 2,75 kg. Tính thể tích khối lập phương ($V=a^3$) và dựa vào công thức để xác định khối lượng riêng: $D=\frac{m}{V}=\frac{\mathrm{2,75}}{{\mathrm{0,1}}^3}=2750kg/m^3$

- Sử dụng phương pháp đo trong toán học để xác định kích thước của kim tự tháp (có thể sử dụng tính chất của tam giác đồng dạng).

- Tính được thể tích của kim tự tháp (dựa vào công thức tính thể tích khối chóp)

- Dựa vào khối lượng riêng đã tính ở trên hoàn toàn có thể tính được khối lượng của đá sử dụng để xây lên kim tự tháp bằng công thức: m = D.V.

Xem thêm các bài giải SGK Khoa học tự nhiên lớp 8 Cánh diều hay, chi tiết khác: