Bài 13: Khối lượng riêng – Vật lý lớp 8 (Kết nối tri thức)

🔹 I. Kiến thức lý thuyết cần nhớ

Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích chất.
Ký hiệu: D hoặc ρ (rho)
Đơn vị:
- Hệ SI: kg/ $m^3$
- Hệ CGS: g/ $cm^3$
Công thức:
$D = m / V$
- D: khối lượng riêng (kg/ $m^3$ )
- m: khối lượng (kg)
- V: thể tích ( $m^3$ )
Lưu ý:
- 1 g/ $cm^3$ = 1000 kg/ $m^3$
- 1 kg/ $m^3$ = 0.001 g/ $cm^3$
- Khi tính toán phải chú ý đồng nhất đơn vị

🔹 II. Phương pháp giải bài tập

Bước 1: Xác định đại lượng đã cho: m, V hoặc D
Bước 2: Xác định đại lượng cần tìm
Bước 3: Dùng công thức phù hợp:
- $D = m / V$
- m = D × V
- V = m / D
Bước 4: Quy đổi đơn vị cho đồng nhất (nếu cần)
Bước 5: Thay số và tính toán
Bước 6: Kết luận kết quả với đơn vị phù hợp

🔹 III. Bảng khối lượng riêng một số chất

Chất	Khối lượng riêng (kg/ $m^3$ )	Khối lượng riêng (g/ $cm^3$ )
Nước (4°C)	1000	1.00
Sắt, thép	7800	7.80
Nhôm	2700	2.70
Chì	11300	11.30
Dầu ăn	800	0.80
Vàng	19300	19.30
Bạc	10500	10.50
Không khí (0°C)	1.29	0.00129

🔹 IV. 10 ví dụ minh họa có lời giải chi tiết

Ví dụ 1: Một vật có khối lượng 2 kg, thể tích 0,001 $m^3$ . Tính khối lượng riêng của vật?

Lời giải: Áp dụng công thức:

D = m / V

= 2 / 0,001 = 2000 kg/

m^3

Kết luận: Khối lượng riêng của vật là 2000 kg/

m^3

Ví dụ 2: 3 kg nước chiếm thể tích bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/ $m^3$

Lời giải: Áp dụng công thức: V = m / D = 3 / 1000 = 0,003

m^3

Đổi đơn vị: 0,003

m^3

= 3 lít
Kết luận: 3 kg nước chiếm thể tích 3 lít

Ví dụ 3: Một khối chì có thể tích 0,02 $m^3$ , khối lượng riêng 11300 kg/ $m^3$ . Tính khối lượng của khối chì?

Lời giải: Áp dụng công thức: m = D × V = 11300 × 0,02 = 226 kg
Kết luận: Khối lượng của khối chì là 226 kg

Ví dụ 4: Một miếng nhôm nặng 5,4 kg. Biết khối lượng riêng của nhôm là 2700 kg/ $m^3$ . Tính thể tích của miếng nhôm?

Lời giải: Áp dụng công thức: V = m / D = 5,4 / 2700 = 0,002

m^3

Đổi đơn vị: 0,002

m^3

= 2 lít
Kết luận: Thể tích miếng nhôm là 2 lít

Ví dụ 5: Một vật có khối lượng riêng 800 kg/ $m^3$ và thể tích 0,005 $m^3$ . Tìm khối lượng của vật?

Lời giải: Áp dụng công thức: m = D × V = 800 × 0,005 = 4 kg
Kết luận: Khối lượng của vật là 4 kg

Ví dụ 6: Một khối kim loại có khối lượng 540g và thể tích 200 $cm^3$ . Tính khối lượng riêng của kim loại theo đơn vị g/ $cm^3$ và kg/ $m^3$ ?

Lời giải:
– Đổi đơn vị: m = 540g, V = 200

cm^3

– Tính D:

D = m / V

= 540 / 200 = 2.7 g/

cm^3

– Đổi sang kg/

m^3

: 2.7 g/

cm^3

= 2700 kg/

m^3

Kết luận: Khối lượng riêng của kim loại là 2.7 g/

cm^3

(2700 kg/

m^3

). Đây là nhôm.

Ví dụ 7: Một bình chứa 2 lít dầu ăn. Biết khối lượng riêng của dầu ăn là 800 kg/ $m^3$ . Tính khối lượng dầu trong bình?

Lời giải:
– Đổi đơn vị: V = 2 lít = 0.002

m^3

– Áp dụng công thức: m = D × V = 800 × 0.002 = 1.6 kg
Kết luận: Khối lượng dầu trong bình là 1.6 kg

Ví dụ 8: Một thanh sắt có khối lượng 15,6 kg và khối lượng riêng 7800 kg/ $m^3$ . Tính thể tích của thanh sắt?

Lời giải:
Áp dụng công thức: V = m / D = 15.6 / 7800 = 0.002

m^3

= 2 lít
Kết luận: Thể tích thanh sắt là 2 lít

Ví dụ 9: Một vật bằng đồng có khối lượng 17,8 kg và thể tích 0,002 $m^3$ . Tính khối lượng riêng của đồng?

Lời giải:
Áp dụng công thức:

D = m / V

= 17.8 / 0.002 = 8900 kg/

m^3

Kết luận: Khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/

m^3

Ví dụ 10: So sánh thể tích của 1 kg sắt và 1 kg nhôm. Biết D_sắt = 7800 kg/ $m^3$ , D_nhôm = 2700 kg/ $m^3$

Lời giải:
– Thể tích 1 kg sắt: V_sắt = m / D_sắt = 1 / 7800 ≈ 0.000128

m^3

– Thể tích 1 kg nhôm: V_nhôm = m / D_nhôm = 1 / 2700 ≈ 0.000370

m^3

– So sánh: V_nhôm / V_sắt ≈ 0.000370 / 0.000128 ≈ 2.89
Kết luận: Cùng khối lượng 1 kg, nhôm có thể tích lớn gấp khoảng 2.89 lần sắt

🔹 V. 5 bài luyện tập

Tính khối lượng riêng của một vật nặng 500 g, thể tích 250 $cm^3$ (đơn vị g/ $cm^3$ và kg/ $m^3$ ).
Tìm thể tích của 5,4 kg nhôm (D = 2700 kg/ $m^3$ ) theo đơn vị $m^3$ và lít.
Tìm khối lượng của 2 lít nước (D = 1000 kg/ $m^3$ ).
Một miếng nhôm có thể tích 0,01 $m^3$ , D = 2700 kg/ $m^3$ . Tìm khối lượng?
Sắt (D = 7800 kg/ $m^3$ ) và chì (D = 11300 kg/ $m^3$ ): chất nào có khối lượng riêng lớn hơn? Lớn hơn bao nhiêu lần?

🔹 VI. Mẹo ghi nhớ và tổng kết

Nhớ công thức: $D = m / V$ (Khối lượng riêng = Khối lượng / Thể tích)
Khối lượng riêng chuẩn của nước: 1000 kg/ $m^3$ = 1 g/ $cm^3$ (ở 4°C)
Đổi đơn vị trước khi tính toán:
- 1 $m^3$ = 1000 lít = 1,000,000 $cm^3$
- 1 kg = 1000 g
- 1 g/ $cm^3$ = 1000 kg/ $m^3$
So sánh khối lượng riêng: Chất có D lớn hơn thì nặng hơn khi cùng thể tích
Ứng dụng: Xác định chất, tính toán trong xây dựng, thiết kế

🔹 VII. Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Đơn vị chuẩn của khối lượng riêng trong hệ SI là?

A. g/ $cm^3$

B. kg/ $m^3$ ✅

C. kg/cm²

D. $m^3$ /kg

Giải thích: kg/

m^3

là đơn vị SI chuẩn của khối lượng riêng.

Câu 2: Công thức tính khối lượng riêng là?

A. D = m × V

B. D = V / m

C. $D = m / V$ ✅

D. D = m² / V

Giải thích: Khối lượng chia thể tích là định nghĩa đúng của khối lượng riêng.

Câu 3: Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/ $m^3$ . Điều này có nghĩa là:

A. 1 $m^3$ nước có khối lượng 1000 kg

B. 1000 kg nước có thể tích 1 $m^3$

C. Cả A và B đều đúng

D. Cả A và B đều đúng ✅

Giải thích: Từ định nghĩa, D = m/V nên cả hai phát biểu đều đúng.

Câu 4: Một vật có khối lượng riêng 800 kg/ $m^3$ sẽ nổi trên chất lỏng nào?

A. Nước (D = 1000 kg/ $m^3$ )

B. Dầu ăn (D = 800 kg/ $m^3$ )

C. Nước đá (D = 920 kg/ $m^3$ )

D. Sắt lỏng (D = 7000 kg/ $m^3$ )

Giải thích: Vật nổi khi D_vật < D_{chất lỏng}. Vật có D = 800 kg/

m^3

sẽ nổi trên dầu ăn (D = 800 kg/

m^3

Câu 5: Đổi 11.3 g/ $cm^3$ sang kg/ $m^3$ :

A. 113 kg/ $m^3$

B. 1130 kg/ $m^3$

C. 11300 kg/ $m^3$ ✅

D. 113000 kg/ $m^3$

Giải thích: 1 g/

cm^3

= 1000 kg/

m^3

, nên 11.3 g/

cm^3

= 11.3 × 1000 = 11300 kg/

m^3

(khối lượng riêng của chì).

🔹 VIII. Bài tập nâng cao

Một vật có khối lượng 1,5 kg, thể tích 0,0005 $m^3$ . Vật làm bằng chất gì? So sánh với bảng khối lượng riêng.
Hai vật A và B có cùng thể tích, nhưng khối lượng vật A lớn hơn vật B. Khối lượng riêng của A và B như thế nào?
Một bình chia độ chứa 150 $cm^3$ nước. Thả một viên bi sắt vào bình, mực nước dâng lên 225 $cm^3$ . Tính khối lượng viên bi? Biết D_sắt = 7800 kg/ $m^3$ .
Tại sao tàu thép nặng hàng ngàn tấn lại nổi trên mặt nước, trong khi một hòn bi sắt nhỏ lại chìm?