Урок на тему: «плотность». план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Вариант 4

1. Вычислите массу тележки 2, если масса тележки 1 равна 1,5 кг. Скорость v1 первой тележки после взаимодействия в 3 раза меньше скорости v2 второй тележки.

А. 4,5 кг
Б. 3 кг
В. 0,5 кг
Г. 0,25 кг

2. Единицей плотности является:

А. кг/м3
Б. кг
В. м
Г. м3

3. Плотность гранита 2600 кг/м3. Выразите её в г/см3.

А. 260 г/см3
Б. 26 г/см3
В. 2,6 г/см3
Г. 0,26 г/см3

4. Массы кубиков, изображённых на рисунке, одинаковы.

Какой из них сделан из вещества с наи­большей плотностью?

А. 1
Б. 2
В. 3
Г. плотность всех кубиков одинакова

5. Деталь объёмом 20 см3 имеет массу 200 г. Како­ва плотность материала, из которого она изготов­лена?

А. 0,1 г/см3
Б. 10 г/см3
В. 20 г/см3
Г. 4000 г/см3

6. На рисунке изображены весы, с помощью которых сравнивают массы шаров.

Каково соотноше­ние плотности веществ, из кото­рых сделаны эти шары?

А. ρ1 = ρ2
Б. ρ1 > ρ2
В. ρ12
Г. так нельзя сравнивать плот­ности веществ

7. Пассажиры движущегося авто­буса резко отклонились вперёд. Какое изменение в движении ав­тобуса явилось причиной этого? Ответ поясните.

8. Вычислите массу медного шари­ка, погружённого в мензурку с водой (см. рис.).

Плотность меди 8,9 г/см3.

Ответы на проверочную работу по физике Инерция. Масса. Плотность 7 классВариант 1
1-Б
2-В
3-А
4-А
5-Г
6-В
7.
8. 135 гВариант 2
1-Г
2-В
3-Б
4-Б
5-Б
6-В
7.
8. 452 г.Вариант 3
1-В
2-В
3-Б
4-А
5-Г
6-Б
7.
8. 425 гВариант 4
1-В
2-А
3-В
4-В
5-Б
6-В
7.
8. 356 г

Плотность вещества

Если человек, плавая в бассейне, вдохнёт полной грудью, он начнёт всплывать, а если выдохнет, напротив, начнёт тонуть. Масса человека при этом остаётся прежней, а вот объём его тела немного изменится. И это, пусть и незначительное, изменение уже повлияет на то, как подействует на человека вода в бассейне. Из примеров, которые я привёл, можно сделать простой вывод: масса тела связана не только с его объёмом, но и с веществом материала, из которого оно изготовлено. Чтобы описать эту связь, ввели специальную характеристику вещества – плотность. Плотность вещества – это отношение массы вещества к занимаемому им объёму. Обозначается плотность маленькой греческой буквой .

Единицы измерения плотности в СИ:. В примере с двумя бутылками вода в одной из них и воздух в другой имеют одинаковые объёмы и разные массы.

Отсюда следует, что плотность воды, которая равна  будет больше плотности воздуха, которая равна: .

То же самое с шариками из стали и пенопласта (рис. 1).

Рис. 1. Шарики из пенопласта (слева) и стали (справа)

При равных объёмах масса стального шарика больше. Значит, плотность стали больше, чем плотность пенопласта. Чтобы экспериментально определить плотность вещества, достаточно взять некоторый объём вещества и измерить его массу. Далее, разделив массу на объём, найдём искомую плотность. Пронаблюдать экспериментальное определение плотности меди вы можете в ответвлении.

Давайте определим плотность меди экспериментальным путём.

Возьмём медный кубик со стороной 10 см. Чтобы определить плотность меди, нам необходимо измерить его массу и объём. Положим кубик на электронные весы и измерим его массу: как видим, она равна 8,9 кг. Теперь давайте вычислим объём кубика.

Формула для объёма куба выглядит так: .

а – это длина стороны куба, которую мы знаем, она равна 10 см. Перед тем как подставить длину стороны в формулу, переведём её размерность в системные единицы.

10 см = 0,1 м

Тогда объём кубика будет равен: .

Остаётся подставить найденные величины в формулу для плотности:

Плотности большинства веществ давно определены и представлены в специальных таблицах. Пример такой таблицы вы видите на рис. 2.

Рис. 2. Таблица плотностей некоторых веществ

Это очень удобно. Если нам известно, из какого материала изготовлено тело, мы можем, зная объём, найти его массу, или, наоборот, зная массу, найти объём. Для этого достаточно выразить нужную нам величину из определения плотности: .

Если мы знаем объём и плотность, то масса вещества будет равна: .

Если мы знаем массу и плотность, то объём вещества будет равен: .

Задача №1. Есть ли в теле полость?

Имеются ли в стальном шаре массой 250 г полости, или этот шар сплошной, если его объем составляет 0,0005 м3?  

Начнем с записи краткого условия задачи. В нем говорится, что шар стальной, поэтому в справочных таблицах мы находим плотность стали (она равна 7800 кг/м3) и записываем ее в краткое условие наряду с данными из текста задачи.

Чтобы узнать, имеются ли в шаре полости (пустоты), необходимо вычислить плотность шара, разделив его массу на объем. Мы получим так называемую среднюю плотность, то есть отношение массы шара к его объему, независимо от того, заполнен ли шар веществом целиком, или в нем имеется пустое пространство.

Если плотность шара совпадает с плотностью стали, значит, шар целиком состоит из этого материала. Если же в шаре имеются полости, то его плотность будет меньше плотности стали. Итак, для ответа на вопрос задачи необходимо сравнить плотности шара и стали, что мы и записываем внизу краткого условия.

Прежде чем переходить к решению, необходимо проверить, все ли величины заданы в системе СИ, и при необходимости выполнить перевод величин в эту систему. Так, в нашей задаче необходимо массу шара перевести в килограммы. Масса 250 г составляет 0,25 кг.

Рис. 1. Краткое условие задачи № 1.

Далее записываем расчетную формулу и проводим проверку размерности результата.

Подставляем данные из условия в расчетную формулу

Сравнив полученную плотность с табличным значением плотности стали (7800 кг/м3), получаем, что в шаре имеются полости. Зафиксируем полученный результат в ответе. Задача решена.

 

Рис. 2. Полное решение задачи № 1

Средняя плотность

Важно понимать, что плотность вещества характеризует именно вещество, а не тело, которое из него состоит. Если мы, например, разрежем шарики пополам, то массы и объёмы их половинок будут меньше изначальных, но плотности стали и пенопласта останутся неизменными (рис

3).

Рис.3. Разрезанные шарики: слева сталь, справа пенопласт

На практике тела чаще состоят не из одного вещества, а из нескольких. Поэтому, помимо плотности вещества, существует понятие средней плотности тела. Средняя плотность тела – это отношение массы тела к его объёму.

В качестве примера вновь обратимся к шарикам из стали и пенопласта. Возьмём коробку и наполним её разными шариками – и из стали, и из пенопласта (рис. 4).

Рис. 4. Коробка с шариками

Измерив её массу и объём, мы сможем найти среднюю плотность такой коробки.

Она будет отличаться и от плотности стали, и от плотности пенопласта и примет некоторое среднее значение.

Задача

Медный цилиндр объёмом  имеет массу 890 г. Сплошной этот цилиндр или полый? Если полый, найдите объём полости.

Давайте порассуждаем:

— в условии нам даны масса и объём цилиндра, значит, мы можем найти его плотность.

— в случае если цилиндр полый, найденная плотность будет его средней плотностью – ведь внутри полости будет некоторый объём воздуха.

Рассчитаем плотность цилиндра: .

Полученное значение меньше плотности меди, которое равно . Значит, цилиндр полый. Масса воздуха внутри полости пренебрежимо мала по сравнению с массой меди, поэтому мы можем считать, что масса цилиндра – это и есть масса меди. А значит, зная плотность меди, мы найдём объём, который она занимает: .

Разница между объёмом всего цилиндра и объёмом, который занимает только медь, это и есть объём полости. Он будет равен: .

Подставим числа и рассчитаем ответ:

Правильный ответ: цилиндр полый, объём полости равен 30 см3.

Заключение

Мы рассмотрели только небольшую часть задач на расчет параметров тела по плотности материала, из которого оно изготовлено. Для того, чтобы научиться решать более сложные задачи, необходимо регулярно самостоятельно выполнять домашние задания.

 Список литературы

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.

2. Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7 – 9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.

3. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

2. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

Домашнее задание

Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов №№ 238, 258, 264, 268, 269, 270, 278, 283.

Ссылка на основную публикацию