Урок «Взаимодействие тел. Масса тела. Плотность вещества»

Тема: Взаимодействие тел. Масса тела. Плотность вещества

Взаимодействие тел. Масса тела. Плотность вещества
DOC / 126.5 Кб

Цель урока: на примерах взаимодействия тел сформировать у обучающихся понятие массы как меры инертности тела, плотности; рассмотреть способы их измерения

Задачи:

Обучающие:

·       создать условия для усвоения обучающимися понятий «инертность», «масса», «плотность»;

·       показать экспериментально, что масса является мерой инертности тел;

·       представить массу как физическую величину;

·       познакомить обучающихся с правилами взвешивания тел на рычажных весах;

·       экспериментально исследовать зависимость массы тела от рода вещества и от объёма тела;

·       ввести понятие плотности вещества, выяснить физический смысл плотности;

·       познакомить со способами определения плотности вещества.

Развивающие:

·       способствовать развитию интереса к изучению данной темы и физики в целом через показ связи изучаемого материала с реальной жизнью;

·       продолжить развитие речи, мышления, внимания;

·       формировать навыки учебной работы.

Воспитательные:

·       формировать мировоззренческие понятия: причинно-следственных связей, познаваемости природы;

·       воспитывать у обучающихся эстетический вкус;

·        обеспечивать мотивацию обучающихся к учебной и познавательной деятельности через посильность заданий и создание ситуации успеха);

·       создавать на протяжении урока благоприятную психологическую обстановку.

 Тип урока: комбинированный.

 Оборудование: учебник Белага, рычажные весы, набор гирь, два одинаковых химических стакана, вода, подсолнечное масло, тела одинакового объёма из разных материалов, таблицы плотностей веществ

 Ход урока

1.     Организационный момент

2.     Проверка домашнего задания

Задача

 3.     Повторение ранее изученного материала 

 1)    Что называют механическим движение?

2)    Какое движение называют равномерным?

3)    Назовите характеристики движения.

4)    Что такое ускорение и в каких единицах измеряется?

5)    Что называют взаимодействием тел?

6)    Что такое инерция?

 4.     Постановка темы, цели и задач урока

Движение и взаимодействие – это основные свойства материи, которая окружает нас, частью которой мы с вами являемся. В физике, в частности в механике, которую мы начали с вами изучать, движение и взаимодействие рассматриваются как физические явления.

Изучая движение, мы выяснили, что тело можно привести в движение – подействовав на него другим телом. Однако мы не задумывались над тем, какие изменения происходят с другими телами при взаимодействии с рассматриваемым телом. Сегодня на уроке мы выясним, какая связь существует между движением и взаимодействием; а также поговорим о массе тел, о ее роли во взаимодействии тел, познакомимся с новым понятием «плотность».

Откройте тетради и запишите дату и тему урока.

Эпиграфом к уроку я выбрала слова Альберта Эйнштейна: «Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы».

Если мы сегодня хорошо поработаем, то к концу урока вы будете 

знать: что такое масс тела, какие свойства тела она характеризует, что такое плотность вещества;

уметь: уметь определять массу тела и плотность вещества разными способами, переводить единицы измерения массы и плотности в СИ;

понимать: что такое инертность, и какова роль эталона в измерении массы.

5.     Изложение нового материала

С взаимодействием тел мы сталкиваемся постоянно. В природе нет тел, которые не взаимодействовали бы с другими телами. Рассмотрим некоторые взаимодействия тел. Откройте учебник на стр. 44.  Давайте рассмотрим рисунки, на которых продемонстрирован эксперимент.

Как видите, на первой картинке две тележки, которые находятся на расстоянии друг от друга. К первой тележке прикреплена упругая пластинка, изогнутая и связанная нитью. Если перерезать нить, пластинка, выпрямляясь, не действует на другие тела. Поэтому тележка остаётся в покое и её скорость не изменяется.

Поставим тележку вплотную к изогнутой пластинке (второй рисунок). Теперь пластинка, выпрямляясь, действует на вторую тележку, а та, в свою очередь, действует на первую. В результате обе тележки начинают двигаться относительно стола. Данный опыт подтверждает, что действие одного тела на другое не может быть односторонним, оба тела действуют друг на друга, то есть взаимодействуют.

В результате взаимодействия оба тела изменяют свою скорость (начинают движение или останавливаются), а также изменяют направление своего движения. При этом у разных тел скорости изменяются по-разному.

На третьем рисунке вы видите две одинаковые тележки. После разрезания нити они разъезжаются примерно на одинаковые расстояния, что  говорит о примерном равенстве их скоростей.

На четвертом рисунке одну из тележек нагрузили гирей и повторили эксперимент с разрезанием нити. Вы видите, что гружёная тележка продвинулась на меньшее расстояние, чем порожняя, что говорит о её меньшей скорости. Говорят, что тело, которое при взаимодействии меньше изменяет свою скорость, имеет большую массу, и наоборот, тело меньшей массы больше изменяет свою скорость при взаимодействии. Иначе говоря, если тело при взаимодействии с другим телом меньше меняет свою скорость, то говорят, что это тело более инертно.

Что же такое инертность?

 ·   Инертность от латинского inertis (лень, бездеятельность).

·   Инертность характеризует стремление тела сопротивляться изменению скорости.

·   Инертность - свойство тел по-разному менять свою скорость при взаимодействии.

 Степень проявления свойств тел количественно характеризуется физической величиной. Для инертности такой величиной является масса.

 Масса – физическая величина, являющаяся количественной мерой инертных свойств тела.

 Чем масса тела больше, тем меньше скорость, полученная телом при взаимодействии.

 Массу тела обозначают буквой m и определяют с помощью рычажных весов.

Весы состоят из коромысла, которое может свободно вращаться вокруг оси, которая находится посередине и закреплена на вертикально расположенной опоре. К концам коромысла подвешены две чаши весов, которые перед взвешиванием должны занимать горизонтальное положение, т. е. находиться в равновесии.

На одну чашу весов кладут тело, массу которого хотят определить, а на вторую – гирьки, масса которых известна. Гири подбирают так, чтобы восстановилось равновесие весов. Суммарная масса всех гирек равна искомой массе тела.

За эталон массы сначала взяли массу 1 литра (1 л) дистиллированной воды при температуре 4°С. Это вода, очищенная от солей и пылинок, ее используют в аптеках при изготовлении лекарств, доливают в автомобильный аккумулятор. Сейчас эталоном массы является цилиндр (высота 39 мм, диаметр 39 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). Это - 1 кг (килограмм) - основная единица массы в СИ. Грузики, которые используются при определении массы, - копии эталона.

Международный эталон массы хранится во Франции в г. Севре, близ Парижа. Во многих странах имеются точные копии этого эталона. Для пользования в повседневной жизни изготавливают набор гирь разной массы, называемой разновесом.

Используют также как большие, так и меньшие 1 кг единицы массы.

1 т = 1000 кг

1 ц = 100 кг

1 г = 0,001 кг

1 мг = 0,000001 кг

Масса некоторых тел

Самую маленькую массу имеют элементарные частицы, которые входят в состав атомов. Самую большую массу имеют звезды.

 Массу тела можно измерить двумя способами:

·       Взаимодействием тел, используя формулу взаимосвязи массы и скорости

·       Взвешиванием – с помощью весов.

 Сегодня мы поговорим ещё об одном способе измерения массы тела. Но сначала послушайте притчу о том, как барин нанимал работника.

Думаю, всем известна пословица: «Кто как работает, тот так и ест». Так вот…

Пришёл мужик к барину на работу наниматься. Усадил барин мужика за стол, подали ему миску щей. После того, как мужик съел, барин спросил его, сыт ли тот. Мужик ответил, что сыт. Затем мужику принесли миску каши. После того, как мужик съел кашу, барин опять спросил его, сыт ли он. Мужик ответил, что сыт. Между тем мужику принесли компот. После того, как кружка стала пустой, барин опять спросил мужика, сыт ли тот. Мужик ответил, что сыт. Тогда барин возмутился: Почему ты первые два раза меня обманул, говоря, что сыт?» Мужик не стал оправдываться; он принёс коробку, камни, песок и воду и доказал барину, что совсем не обманывал его. Что проделал мужик?

 Наводящие вопросы:

·              Что мужик поместил в коробку в первую очередь? А затем? (Камни, затем песок, и, в последнюю очередь, воду)

 По мере заполнения ящика мужиком, барин всё время кричал, что ящик полон. Итак, ёмкость одна, а вещества с каждым разом становилось больше.

В физике разное количество молекул вещества в одном и том же объёме, носит название плотности вещества.

 Демонстрация 1.  Берём два химических стакана и ставим на чаши весов. В один из них наливаем воду, а в другой постепенно льём масло до уравновешивания весов. Сравниваем объёмы.

 Вывод: объём масла больше, чем объём воды

 Запись в тетради:

 Демонстрация 2. Берём два бруска одинакового объёма из разных материалов и кладём на весы. Сравниваем массы.

Вывод: тела из разных веществ имеют одинаковый объём, но разную массу.

 Запись в тетради:

 Вопрос учащимся:

·        Почему в первом случае жидкости имели одинаковую массу, но объём оказался разным, а во втором – объёмы равны, а массы разные? От чего это зависит?

·        Что такое плотность? Что она характеризует?

 Запись в тетради:

Плотность вещества – физическая величина, характеризующая вещество, показывающая, какова масса единицы объёма данного вещества, и численно равная отношению массы тела к его объёму.

Вывод: чтобы определить плотность вещества, надо знать массу и объем.

 ·   В каких единицах измеряется плотность вещества?

 Запись в тетради:

Из этой формулы можно выразить массу или объём: 

 Таким образом, мы получили с вами третий способ определения массы тела.

Физики измерили плотности всех известных веществ и занесли их в таблицы. Рассмотрим таблицы.

 Работа с таблицей

• Чему равна плотность алюминия? никеля? Что показывает это число?
• Какое твердое тело из представленных в таблице имеет наибольшую плотность? Наименьшую плотность?
• Каковы плотности воды? Воздуха?
• Сравните плотности твердых тел, жидкостей, газов. Чем объясняется такое различие?
• Прочитайте замечание под «шапкой» таблицы. Зачем авторы учебника сообщили нам температуру и давление?
• Как зависит плотность от температуры и почему? (При нагревании объем тела увеличивается, промежутки между молекулами увеличиваются, следовательно, в 1 м3 молекул становится меньше, следовательно, плотность уменьшается)

 Запись в  тетради:

 Плотность данного вещества зависит от:

1) агрегатного состояния 

2) от температуры (чем выше температура, тем плотность меньше)

 ·        Лёд, вода, водяной пар – одно и тоже вещество, но в разных агрегатных состояниях. Одинаковы ли плотности льда, воды, водяного пара? Почему?

 А знаете ли вы, что вода – единственное, свободно встречающееся в природе, вещество на Земле, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твёрдом? Поэтому лёд не тонет в воде. Именно благодаря этому водоёмы обычно не промерзают до дна, хотя при экстремальных температурах воздуха это возможно.

Довольно интересно изменение плотности воды. Так, различные вещества, переходя из жидкого состояния в твёрдое, сжимаются, то есть их плотность увеличивается. Вода же, наоборот, замерзая, теряет свою плотность. Это явление можно наблюдать даже в домашних условиях. Если взять стакан с водой и поместить его в холодильник, то через некоторое время можно заметить, что замёрзшая вода поднимается вверх.

 Запись в тетради:

·        Три бруска - железный , алюминиевый и латунный - имеют одинаковые объёмы. Определите, какой из них имеет наибольшую массу? Наименьшую? Почему? (наибольшую – латунный, так как его плотность больше; наименьшую – алюминиевый)

·        В  два сосуда хотят налить  одинаковые массы  разных жидкостей: воды и крепкого солёного раствора. Для какой жидкости нужно взять больший сосуд? Почему? (для воды, так как плотность её меньше, значит объём будет больший)

·        Пользуясь таблицей плотностей, устно определите, чему равна масса 2 м3 воды? 5 м3 воды? Почему?

·        Как связаны между собой плотности, выраженные в кг/ м3 и в г/ см3?

 Запись в тетради:     

·        А что будет, если я в стакан с водой вылью подсолнечное масло? (масло будет сверху, т.к. его плотность меньше плотности воды)

 Вывод: чем меньше плотность, тем слой жидкости будет располагаться выше.

 В мире интересного

Средняя плотность Земли 5500 кг/м3, Солнца – 1400 кг/м3 (плотность Солнца равна плотности воды в Мёртвом море), Луны – 3300 кг/м3. 

А вот если Сатурн опустить в воду, он будет плавать на поверхности, так средняя плотность вещества Сатурна почти в 2 раза меньше плотности воды.

Плотность крови человека 1050 кг/м3, то есть немного больше плотности воды.

Средняя плотность тела человека 1036 кг/м3.

А знаете ли вы, что плотность воздуха уменьшается в зависимости от высоты? У поверхности Земли, при температуре 0°С, масса 1 м3 воздуха составляет 1, 293 кг. На высоте 12 км масса уменьшается более, чем в 4 раза, и равна 319 г. А на высоте 40 км масса 1 м3 воздуха  всего 4 г.

 4.           Подведение итогов урока. Рефлексия

1) Что вы узнали нового на уроке?
2) Что вы поняли?
3) Чему вы научились?
4) Что особенно запомнилось на уроке? Почему?
5) С какими трудностями вы столкнулись на уроке? Почему?

 5.     Домашнее задание: §§ 17-18 (читать), выучить конспект;

                    проект «Определение плотности своего тела»

Использованные источники:

 Шеломенцева Л.В. Взаимодействие тел. Масса http://xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/593985/

 Бабенко Т.А. Взаимодействие тел. Масса https://infourok.ru/konspekt_uroka_fiziki_s_prezentaciey_na_temu-154264.htm

 Молдатаева А.Б. Плотность https://www.metod-kopilka.ru/plotnost-klass-64047.html

 Седунова М.И. Плотность вещества https://infourok.ru/material.html?mid=2453