Câu hỏi 1
PHẦN I: NỔI VÀ CHÌM
Archimedes xứ Syracuse (khoảng 287–212 TCN) là nhà toán học, vật lý, kỹ sư, nhà phát minh và thiên văn học Hy Lạp cổ đại. Khoảng năm 250 TCN, ông tìm ra quan hệ giữa lực đẩy nổi và trọng lượng chất lỏng bị chiếm chỗ. Nguyên lý Archimedes phát biểu: lực đẩy hướng lên tác dụng lên vật nhúng trong chất lỏng bằng trọng lượng chất lỏng bị vật chiếm chỗ:
$F_{\mathrm{day}}=P_{\mathrm{long}}=m_{\mathrm{long}}g=\rho_{\mathrm{long}}Vg$, trong đó $g\approx10\,\mathrm{m/s^2}$, $\rho$ là khối lượng riêng của chất lỏng và $V$ là thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ.
Mục tiêu: Xác định khối lượng riêng của chất lỏng X chưa biết bằng nguyên lý Archimedes.
Dụng cụ: Giá sắt có kẹp; lực kế lò xo; ống đong 250 ml; cốc 250 ml; kéo; dây; đất nặn (plasticine); cốc chứa chất lỏng X; khăn/vải giấy để lau khô.
An toàn: Cẩn thận khi dùng dụng cụ thủy tinh; làm vỡ dụng cụ sẽ bị trừ điểm trong bài thi gốc. Không uống hoặc nếm X. Không ăn hoặc nếm đất nặn.
Cách tiến hành (nguồn bỏ qua số bước 6):
1\. Dùng lực kế lấy 50 g đất nặn.
2\. Dùng ống đong đo thể tích $V$ của đất nặn. Ghi tất cả số đo vào bảng trả lời.
3\. Treo lại 50 g đất nặn vào lực kế. Đổ 250 ml chất lỏng X vào cốc rồi hạ lực kế sao cho đất nặn ngập hoàn toàn nhưng không chạm cốc. Xem hình bố trí.
4\. Ghi số chỉ khối lượng mới trên lực kế.
5\. Tính khối lượng $m_X$ của chất lỏng bị chiếm chỗ bằng hiệu số chỉ trước và sau khi nhúng.
7\. Lặp lại bước 1–5 với 70 g và 100 g đất nặn.
8\. Vẽ đồ thị khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ theo thể tích đất nặn trên Đồ thị 1.
Lưu ý an toàn do biên soạn: Nguồn vừa liệt kê cốc 250 ml vừa yêu cầu đổ 250 ml trước khi nhúng vật. Hãy dùng bình đủ lớn còn khoảng trống hoặc hỏi giám thị cách điều chỉnh an toàn; tránh tràn và bảo đảm vật ngập hoàn toàn. Ghi rõ thay đổi.
Kết quả: Điền ba hàng bằng số đo thực tế của em. Không có số liệu quan sát cho sẵn.
| Thể tích $V$ (ml) | Khối lượng đất nặn trong không khí (g) | Số chỉ khi đất nặn trong X (g) | Khối lượng X bị chiếm chỗ $m_X$ (g) |
| --- | --- | --- | --- |
| ____ | ____ | ____ | ____ |
| ____ | ____ | ____ | ____ |
| ____ | ____ | ____ | ____ |
(a) Khối lượng X bị chiếm chỗ và thể tích đất nặn có mối tương quan nào? [2 điểm nguồn]
(b) Từ quan hệ này, xác định khối lượng riêng của X trên đồ thị bằng cách nào? Hãy tính giá trị đó. [3 điểm nguồn]
(c) Cần vẽ các đại lượng đã đo nào để xác định khối lượng riêng của đất nặn? Vẽ trên Đồ thị 2 và tính khối lượng riêng đất nặn từ đồ thị.
(d) Thí nghiệm này có áp dụng trực tiếp cho vật nổi một phần trong chất lỏng không? Giải thích ngắn gọn và nêu các điều chỉnh cần thiết.
Chỗ trả lời (a)–(d): __________________________________________________
Đồ thị 1: Nổi và chìm. Thêm trục, đơn vị, thang đo và các điểm thực nghiệm vào lưới trống. Không tự tạo số đo.
Đồ thị 2: Nổi và chìm. Chọn các đại lượng theo (c), ghi tên trục và vẽ các điểm đã đo.
Chú thích hình: Giá đỡ, lực kế và đất nặn ngập hoàn toàn trong cốc X; vật không chạm cốc.
Archimedes xứ Syracuse (khoảng 287–212 TCN) là nhà toán học, vật lý, kỹ sư, nhà phát minh và thiên văn học Hy Lạp cổ đại. Khoảng năm 250 TCN, ông tìm ra quan hệ giữa lực đẩy nổi và trọng lượng chất lỏng bị chiếm chỗ. Nguyên lý Archimedes phát biểu: lực đẩy hướng lên tác dụng lên vật nhúng trong chất lỏng bằng trọng lượng chất lỏng bị vật chiếm chỗ:
$F_{\mathrm{day}}=P_{\mathrm{long}}=m_{\mathrm{long}}g=\rho_{\mathrm{long}}Vg$, trong đó $g\approx10\,\mathrm{m/s^2}$, $\rho$ là khối lượng riêng của chất lỏng và $V$ là thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ.
Mục tiêu: Xác định khối lượng riêng của chất lỏng X chưa biết bằng nguyên lý Archimedes.
Dụng cụ: Giá sắt có kẹp; lực kế lò xo; ống đong 250 ml; cốc 250 ml; kéo; dây; đất nặn (plasticine); cốc chứa chất lỏng X; khăn/vải giấy để lau khô.
An toàn: Cẩn thận khi dùng dụng cụ thủy tinh; làm vỡ dụng cụ sẽ bị trừ điểm trong bài thi gốc. Không uống hoặc nếm X. Không ăn hoặc nếm đất nặn.
Cách tiến hành (nguồn bỏ qua số bước 6):
1\. Dùng lực kế lấy 50 g đất nặn.
2\. Dùng ống đong đo thể tích $V$ của đất nặn. Ghi tất cả số đo vào bảng trả lời.
3\. Treo lại 50 g đất nặn vào lực kế. Đổ 250 ml chất lỏng X vào cốc rồi hạ lực kế sao cho đất nặn ngập hoàn toàn nhưng không chạm cốc. Xem hình bố trí.
4\. Ghi số chỉ khối lượng mới trên lực kế.
5\. Tính khối lượng $m_X$ của chất lỏng bị chiếm chỗ bằng hiệu số chỉ trước và sau khi nhúng.
7\. Lặp lại bước 1–5 với 70 g và 100 g đất nặn.
8\. Vẽ đồ thị khối lượng chất lỏng bị chiếm chỗ theo thể tích đất nặn trên Đồ thị 1.
Lưu ý an toàn do biên soạn: Nguồn vừa liệt kê cốc 250 ml vừa yêu cầu đổ 250 ml trước khi nhúng vật. Hãy dùng bình đủ lớn còn khoảng trống hoặc hỏi giám thị cách điều chỉnh an toàn; tránh tràn và bảo đảm vật ngập hoàn toàn. Ghi rõ thay đổi.
Kết quả: Điền ba hàng bằng số đo thực tế của em. Không có số liệu quan sát cho sẵn.
| Thể tích $V$ (ml) | Khối lượng đất nặn trong không khí (g) | Số chỉ khi đất nặn trong X (g) | Khối lượng X bị chiếm chỗ $m_X$ (g) |
| --- | --- | --- | --- |
| ____ | ____ | ____ | ____ |
| ____ | ____ | ____ | ____ |
| ____ | ____ | ____ | ____ |
(a) Khối lượng X bị chiếm chỗ và thể tích đất nặn có mối tương quan nào? [2 điểm nguồn]
(b) Từ quan hệ này, xác định khối lượng riêng của X trên đồ thị bằng cách nào? Hãy tính giá trị đó. [3 điểm nguồn]
(c) Cần vẽ các đại lượng đã đo nào để xác định khối lượng riêng của đất nặn? Vẽ trên Đồ thị 2 và tính khối lượng riêng đất nặn từ đồ thị.
(d) Thí nghiệm này có áp dụng trực tiếp cho vật nổi một phần trong chất lỏng không? Giải thích ngắn gọn và nêu các điều chỉnh cần thiết.
Chỗ trả lời (a)–(d): __________________________________________________
Đồ thị 1: Nổi và chìm. Thêm trục, đơn vị, thang đo và các điểm thực nghiệm vào lưới trống. Không tự tạo số đo.
Đồ thị 2: Nổi và chìm. Chọn các đại lượng theo (c), ghi tên trục và vẽ các điểm đã đo.
Chú thích hình: Giá đỡ, lực kế và đất nặn ngập hoàn toàn trong cốc X; vật không chạm cốc.
