Министерство образования Российской Федерации
ГБОУ «ВСОШ г. ТВЕРИ»
Физика 7класс
« Плотность вещества»
Урок разработан:
Учитель физики: Арефьев А.С.
Октябрь 2013
Используемые технологии : урок построен на проблемной технологии с частичным использованием групповой и информационной технологий.
Цель урока: введение новой характеристики вещества – плотности, рассмотрение её характеристик (определение, формула, единицы измерения, способы измерения).
Задачи:
Образовательные:
Продолжить формирование знаний о природе, явлениях и законах в единой системе;
Повторить: явление взаимодействия тел; понятие массы тела; инерция.
Воспитательные:
Продолжить формировать научное мировоззрение, самостоятельность мышления;
Развивать умение выражать свои мысли в слух.
Развивающие :
Продолжить формировать умение анализировать увиденное;
Развивать способности выдвигать гипотезы;
Вырабатывать умение работать с табличным материалом;
Развитие познавательного интереса, интеллектуальных и творческих способностей;
Формировать умение решать качественные задачи.
Оборудование: мультимедийный проектор; компьютер; презентация, составленная с помощью программы PowerPoint ; тела разного объема, но равной массы; весы; разновесы; тела равного объема, но разной массы.
План урока:
Организационный момент.
Повторение пройденного материала.
Изучение нового материала.
Закрепление изученного материала
Домашнее задание, подведение итогов.
Ход урока:
Приветствие учащихся и отмечание отсутствующих в журнале. (2 мин)
К доске вызываются трое учащихся для решения экспериментальных задач, результаты которых будут нужны при изучении нового материала.
Оборудование: весы, гири, тела различной массы.
Задание 1: Определите массы двух деревянных цилиндров разного размера с точностью до 1г.
Задание 2: Определите массы деревянного и алюминиевого бруска одинакового объема с точностью до 1 г.
Задание 3: Определите массы двух тел из различных веществ (тела равной массы) с точностью до 1 г.
Результаты записываются на доске.
Одновременно класс отвечает на вопросы теста с целью повторения пройденного материала и проверки знаний. (5 мин)(Приложение 1) Затем учащиеся меняются с соседом по парте работами и проверяют работу (пишут на листочке другим цветом работу проверил… и ставят оценку). Разбаловка показана на экране.(3 мин). Если группа учащихся еще не закончила измерение масс, то тест можно проверить уже вместе с учащимися.
Изучение нового материала начинается с постановки проблемы. (26 мин.)
Какими способами можно экспериментально определить массу тела? Можно ли рассчитать массу тела теоретически?
Предлагается задача: как определить массу кирпича лежащего на столе с помощью линейки? (ребята дать ответ, возможно, не смогут, тогда подводится итог, что мы сегодня на уроке это обязательно сделаем).
Теперь мы можем посмотреть на работу экспертной группы: m 1 m 2
Как узнать, у какого из двух деревянных цилиндров масса больше?
m 1 < m 2
Сравнить массы 2-х брусков одинакового объема (деревянный и алюминиевый)
1 2 V 1 = V 2 m 2 > m 1
Сравнить массы 2-х тел разного объема и разного вещества.
V 2 >V 1 ; m 1 = m 2
m 1 m 2
Тела одинаковой массы стальное тело и кусок хлеба массой 125г. (Можно внести информацию о битве под Москвой, о том что с 20.11. по 25.12.1941г. на неработающего человека давали 125г хлеба,а на работающего - 250г.; слайд №5)
Анализируя задания выполненные экспертами, ребята делают вывод.
Масса тела зависит от объема тела и вещества.
Как же зависит от вещества масса и объем тела? Чтобы дать ответ на этот вопрос введем новое для нас понятие – плотность.
Дается обозначение плотности и выстраивается математическая зависимость плотности, объема и массы. m - масса V - объем, ρ - плотность
Единица измерения плотности в СИ: 1 кг/ м 3 , 1 г/см 3.
Давайте переведем единицы из г/см 3 в кг/м 3 .
1 г/см 3 = 0,001кг/ 0,000001м 3 = 10 -3 кг/10 -6 м 3 = 10 3 кг/м 3
Плотности многих веществ известны. Открываем стр. 50 учебника. Рассмотрим таблицы плотностей для трех состояний вещества, выясним, что же значат эти цифры в таблице?
Начнем с золота: плотность золота показывает, что золото объемом 1м 3 имеет массу 19300 кг.
Несколько значений на выбор комментируют учащие
Как плотность связана с внутренним строением вещества?
Давайте вспомним 3 положения МКТ. (ребята называю 3 положения)
Самый удобный способ разобраться с понятием плотности это рассмотреть три состояния вещества.
m
=Vρ
а= V =abc
b = m =ρ·abc
ρ =1800 кг/м 3 Ответ: m =
Закрепление изученного материала. (7 мин.)
Ребята отвечают на вопросы для закрепления пройденного материала:
С какой новой характеристикой вещества вы познакомились?
Как можно определить плотность вещества?
Зависит ли плотность от массы и объема тела?
Зачем нужно знать плотность вещества?
Когда удобнее определять массу не экспериментально, а расчетом?
Если останется время можно решить несколько качественных задач. Например:
Какая из трех ложек одинаковой массы – стальная, алюминиевая или серебряная – имеют больший объем?
Уменьшается или увеличивается плотность твердых тел при нагревании?
Одинаковую ли массу имеют ведро с питьевой водой и такое же ведро с морской водой?
5. Ребятам, хорошо отвечающим на уроке, объявляются оценки, на экране высвечивается домашнее задание.(2 мин)
§ 9. Что такое плотность вещества?
Что подразумевают, когда говорят: тяжелый, как свинец или легкий, как пух? Ясно, что крупинка свинца будет легкой, и в то же время гора пуха будет обладать изрядной массой. Те, кто пользуется подобными сравнениями, имеют в виду не массу тел, а какую-то иную характеристику.
Нередко в жизни можно встретить тела, имеющие одинаковый объем, но разные массы. Например, помидор и небольшой мячик. А в магазине большой выбор товаров, имеющих равные массы, но различающихся по объему, например, упаковка масла и пакет кукурузных палочек. Из этого следует, что тела равной массы могут иметь различные объемы, а тела, одинаковые по объему, могут различаться по массе. Значит, существует некая физическая величина, которая связывает обе эти характеристики. Эту величину назвали плотностью (обозначают буквой греческого алфавита ρ - ро).
Плотность - это физическая величина, численно равная массе 1 см3 вещества. Единица измерения плотности кг/м3 или г/см3. Таким образом, плотность вещества не меняется при неизменных условиях и не зависит от объема тела.
Существует несколько способов определения плотности вещества. Один из этих способов заключается в определении массы вещества путем взвешивания и измерения занимаемого им объема. Используя полученные значения, можно вычислить плотность, разделив массу тела на его объем.
Масса тела т
Плотность = ----- или ρ = --
Объем тела V
Не всегда плотность вещества надо вычислять. Так, для измерения плотности жидкости существует прибор - ареометр. Его погружают в жидкость, В зависимости от плотности жидкости ареометр погружается в нее на различную глубину.
Зная плотность вещества и объем тела, можно вычислить массу тела и обойтись без весов, т = V* ρ
Зная плотность вещества и массу тела, легко рассчитать его объем.
V = m/ ρ
Это очень удобно, когда форма исследуемого тела сложна, например, раковина улитки или осколок минерала.
Немного истории. Именно таким способом уличил во лжи знаменитый Архимед сиракузского ювелира, изготовившего за 250 лет до нашей эры царю Герону корону не из чистого золота. Плотность вещества короны оказалась меньше плотности золота. Ювелир же никак не предполагал разоблачения, ибо форма короны была невероятно сложна.
Плотности разных веществ определены и занесены в специальные таблицы. Такая таблица есть у вас в тетради практикуме на странице 22.
Из таблицы приведенной в тетради практикуме видно, что наименьшую плотность имеют вещества, находящиеся в газообразном состоянии; наибольшую - вещества, находящиеся твердом состоянии. Это объясняется тем, что молекулы в газах расположены далеко друг от друга, а молекулы в твердых телах - близко. Следовательно, плотность вещества связана с тем, насколько близко или далеко расположены молекулы. Да и сами молекулы разных веществ различаются как по массе, так и по размеру.
Разные вещества имеют различную плотность, которая зависит от массы и размера молекул, а также от их взаимного расположения. Плотность вещества можно вычислить, зная его массу и объем тела. Для измерения плотности жидкостей существует прибор ареометр, а для определения плотности разных веществ составлены специальные таблицы.
Ареометр * Плотность веществ
Проверьте свои знания
1. Какая физическая величина называется плотностью вещества?
2. Какие величины надо знать, чтобы вычислить плотность вещества?
3. Каким прибором можно определить плотность жидкости? Как он устроен?
4. Используя таблицу плотности веществ, определите плотность: алюминия , дистиллированной воды, меда.
5. Используя таблицу плотности вещества, назовите:
а) вещество с наибольшей плотностью;
б) с наименьшей плотностью;
в) с плотностью больше, чем у дистиллированной воды.
б. В природе часто взаимодействуют вещества с различной плотностью. Пользуясь таблицей плотностей веществ, объясните, почему:
а) лед всегда располагается на поверхности воды;
б) бензиновая пленка плавает на поверхности лужи;
в) человеку легче плавать в морской воде, чем в пресной?
Плотность дерева является одним из важнейших факторов, который учитывается в случае перевозки леса. Именно данный параметр профессионалы считают основным в случае расчета стоимости всей перевозки, выбора специального транспорта для ее организации.
Разновидности веса древесины
Плотность дерева позволяет рассматривать объемный и удельный вес древесины. Удельная величина характеризуется массой единицы объема древесины без суммирования влаги, породы, иных факторов. Объемный показатель предполагает учет породы и влажности древесины. Имея представление об объемном весе, вполне можно вычислить плотность дерева. Различные породы отличаются друг от друга данным показателем. Зависит плотность дерева и от климатических особенностей того региона, в котором оно находится.
Зависимость от влажности
Данная величина серьезно влияет на плотность дерева. Сосна, например, при влажности 15 % имеет плотность 0,51 т/м3. В случае возрастания показателя влажности до 70 %, плотность существенно меняется, она составляет 0,72 т/м3.
Классификация
В зависимости от того, какое количество влаги находится в древесине, существует деление на несколько групп:
- абсолютно сухими считают древесину, в которой отсутствует вода;
- комнатно-сухое, в котором процент водяного пара не превышает 10 процентов;
- воздушно-сухое с влажностью от 15 до 20 процентов;
- свежесрубленное, содержание влаги в диапазоне 50- 100 процентов;
- мокрое, находящееся в воде дерево.
Характеристика
Что представляет собой плотность дерева? Таблица, представленная ниже, показывает, что эта величина весьма нестабильна. Даже для одного сорта древесины возможно серьезное изменение удельного веса. Если рассматривать различные участки одного куска, они будут отличаться по плотности. Значения удельного веса являются усредненными величинами. В реальности существует различие между табличными показателями и теми, которые на самом деле имеет рассматриваемая порода дерева.
Древесина представляет собой природный материал, имеющий определенную структуру. Она создается стенками клеток, а также околоклеточными и межклеточными пустотами. Рассуждая над тем, какая плотность дерева, профессионалы анализируют, о какой именно части древесины идет речь. Между показателями для сердцевины и стенками есть серьезные отличия по плотности, это учитывают те, кто работает с данным строительным материалом.
Древесинным веществом именуют твердую массу, которая не имеет естественных пустот. По его плотности и судят о твердости самого материала. Определяют этот показатель в условиях аналитической лаборатории. По толщине стенки материала настолько малы, что провести измерения с помощью линейки просто невозможно.
Независимо от породы древесины, удельный вес имеет определенные показатели. Для определения элементарного количественного химического состава стенок древесины пользуются стандартными методами. Эта величина практически для всех пород является постоянной, в среднем она составляет 1540 кг/м3. Удельный вес (плотность) самого дерева можно определить, вооружившись стандартными средствами. Например, провести взвешивание куска дерева, определить его объем, а потом, воспользовавшись арифметическими действиями, определить удельный вес искомого вещества. Существует прямая связь между строением клеточной структуры и влажностью исследуемого образца.
Объективным фактором плотности является клеточная структура дерева. Волокнистая многоклеточная структура данного природного материала является несущим каркасом, именно от ее ориентации в пространстве, формы, зависит плотность материала. При уменьшении размеров клеток увеличивается их число, в результате чего повышается плотность их расположения в пространстве. Происходит уплотнение клеточной структуры, увеличивается число древесинного компонента на единицу объема. При этом наблюдается и повышение удельного веса древесины. Разница между показателями объясняется разной плотностью пород, а также слоистостью материала.
Кроме того, серьезное влияние на строение клетчатки оказывают географические, климатические, иные условия произрастания, возраст дерева. Зная удельный вес, можно рассматривать сферы применения данной древесины, продумывать условия ее эксплуатации, хранения.
Открытый урок по физике в 7 классе по теме
« Плотность вещества»
Тип урока: урок изучения и закрепления нового материала.
Оборудование: интерактивная доска, весы, тела разной массы и объема, ноутбук, видеокамера, мензурка с водой, презентация, составленная с помощью программы PowerPoint .
Цель: Введение определения физической величины- плотность вещества, формулы, единицы измерения, способы измерения.
Учащиеся владеют:
Регулятивными УУД:
Преобразовывать практическую задачу в учебно- познавательную совместными усилиями.
Познавательными УУД:
Определять способы решения проблем с помощью учителя;
Формулировать новые знания совместными групповыми усилиями.
Коммуникативными УУД:
Участвовать в коллективном обсуждении.
Личностными УУД:
Проявляют ситуативный познавательный интерес к новой теме.
1. Повторение пройденного материала . При повторении необходимо. Чтобы учащиеся вспомнили материал, рассмотренный ранее, при введении понятия массы. Для этого можно ответить на вопросы.
Как определить массу тела?
Как определить объем тела?
Один или два ученика объясняют решение домашних задач.
2. Самостоятельная работа
1. Изменение скорости тела происходит…
А) После действия на него другого тела.
Б). Пока на него действует другое тело.
В). Без действия на него другого тела.
Г). До того, как подействует на него другое тело.
2. Основной единицей массы в Международной системе является …
А). Миллиграмм Б). Грамм В). Тонна Г) Килограмм Д). Центнер
3. Может ли тело само изменить свою скорость без действия других тел?
А). Иногда может Б). Может В) Не может
4. Сколько миллиграммов в одном грамме?
А). 0,001 мг Б). 0,01 мг В) 1000 мг Г) 10 мг Д). 0,1 мг Е) 100 мг.
3. Демонстрация опыта с телами разной массы .
4. Изучение нового материала
Вводится понятие плотности.
Физическая величина, которая показывает, чему равна масса вещества в единице объема, называется плотностью вещества.
Чтобы найти плотность вещества, необходимо определить массу и объем тела.
Плотность= Масса / объем.
Где m- масса тела
V- объем тела
ᵨ -плотность тела
В системе СИ плотность вещества измеряется: килограмм / м 3 = кг / м 3 .
Плотность твердых, жидких и газообразных веществ является табличной величиной.
Рассмотрим расчетные задачи:
Найдите в учебнике таблицу плотностей. По этой таблице определите и запишите в тетрадь плотность воды, бензина, керосина, ртути, золота, железа, пара.
Масса алюминиевого шара 400 г. Найдите объем этого алюминиевого шара.
Чему равна масса чугунного листа длиной 2 м, шириной 40 см, толщиной 2 мм.
4.Закрепление пройденного материала.
Дайте определение плотности вещества?
Зачем нужно знать плотность вещества?
Как определить массу керосина, если объем керосина в цистерне 50 м 3 .
Выполняется тест на закрепление понятия плотности.
Проверяем правильность.
Как вы считаете, достигли ли мы цели урока?
Решить задачу: Вычислите массу кирпича, если длина 20 см, ширина 15 см, толщина 15 см.
