Чтобы определить, в каком падеже находится существительное в словосочетании "кусочек сыру", давайте разберем это словосочетание по частям.

• Слово "кусочек" - это существительное, которое стоит в именительном падеже. Оно отвечает на вопрос "кто?" или "что?" и обозначает предмет.
• Слово "сыру" - это существительное, которое стоит в дательном падеже. Чтобы это понять, нужно задать вопрос к слову "сыру". Мы можем спросить "чему?" или "кому?" и получим ответ "сыру".

Таким образом, в словосочетании "кусочек сыру" существительное "сыру" находится в дательном падеже. Это падеж отвечает на вопросы, связанные с направлением, получением или предназначением чего-либо.