Где применяется плотность в жизни. Масса и плотность

Все вокруг нас состоит из разных веществ. Корабли и бани строят из дерева, утюги и раскладушки делают из железа, покрышки на колесах и стёрки на карандашах - из резины. И разные предметы имеют разный вес - любой из нас без проблем донесет с рынка сочную спелую дыню, а вот над гирей такого же размера уже придется попотеть.

Все помнят знаменитую шутку: «Что тяжелее? Килограмм гвоздей или килограмм пуха?». Мы-то уже не попадемся на эту детскую уловку, мы знаем, что вес и того и другого будет одинаковым, а вот объем будет существенно отличаться. Так почему это происходит? Почему разные тела и вещества имеют разный вес при одинаковом размере? Или наоборот, одинаковый вес при разном размере? Очевидно, что есть какая-то характеристика, вследствие которой вещества так отличаются друг от друга. В физике эта характеристика носит название плотности вещества и проходится в седьмом классе.

Плотность вещества: определение и формула

Определение плотности вещества следующее: плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема, например, в одном кубическом метре. Так, плотность воды 1000 кг/ м3 , а льда - 900 кг/м3, именно поэтому лед легче и находится сверху зимой на водоемах. То есть, что показывает нам плотность вещества в данном случае? Плотность льда равная 900 кг/м3, означает, что куб льда со сторонами 1 метр весит 900 кг. А формула для определения плотности вещества следующая: плотность= масса/объем. Обозначаются величины, входящие в это выражение, так: масса - m, объем тела -V, а плотность обозначается буквой ρ (греч.буква «ро»). И формула можно записать следующим образом:

Как найти плотность вещества

Как найти или рассчитать плотность какого-либо вещества? Для этого нужно знать объем тела и массу тела . То есть, мы измеряем вещество, взвешиваем, а потом полученные данные просто подставляем в формулу и находим нужное нам значение. А в чем измеряется плотность вещества понятно из формулы. Измеряется она в килограммах на метр кубический. Иногда используют еще такое значение, как грамм на сантиметр кубический. Пересчитать одну величину в другую очень просто. 1 г = 0,001 кг, а 1 см3 = 0,000001 м3. Соответственно 1 г/(см)^3 =1000кг/м^3 . Еще следует помнить, что плотность вещества различна в разных агрегатных состояниях. То есть в твердом, жидком или газообразном. Плотность твердых тел, чаще всего, выше плотности жидкостей и намного выше плотности газов. Пожалуй, очень полезное для нас исключение - это вода, которая, как мы уже рассматривали, в твердом состоянии весит меньше, чем в жидком. Именно вследствие этой странной особенности воды на Земле возможна жизнь. Жизнь на нашей планете, как известно, произошла из океанов. А если бы вода вела себя, как и все остальные вещества, то вода в морях и океанах промерзла бы насквозь, лед, будучи тяжелее воды, опустился бы на дно и лежал там, не тая. И только на экваторе в небольшой толще воды существовала бы жизнь в виде нескольких видов бактерий. Так что можно сказать спасибо воде за то, что мы существуем.

Цель урока: изучить новую физическую величину “плотность вещества”.

План урока

1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний.
3. Анализ текста учебника, выявление доминирующих элементов знаний, письменные ответы на вопросы.
4. Проверка усвоения ДЭЗ в порядке их логического следования.
5. Итоги урока.
6. Домашнее задание.

Как сравнивают массы покоящихся до взаимодействия тел по приобретенным скоростям?

Что принято за единицу массы?

Как определяют массу тела?

Учащиеся самостоятельно изучают материал учебника, дают письменные ответы на вопросы в своих тетрадях.

Вопросы к ДЭЗ	Источник знаний
1. Что можно сказать о массах тел, изготовленных из разных веществ при равном объеме?	А.В. Перышкин, Н.А.Родина. Учебник физики для 7-го класса. с. 48	Тела, имеющие равные объемы и изготовленные из разных веществ, имеют одинаковые массы.
2. Чем объясняется, что тела, изготовленные из разных веществ, при равном объеме имеют разные массы?	с. 48	Объясняется тем, что разные тела имеют разную плотность.
3. Формула плотности.	с. 49
4. Что называется плотностью вещества?	с. 49	Плотностью называется физическая величина, равная отношению массы тела к его объему.
5. Каков физический смысл плотности вещества?	с. 49	Плотность показывает, какая масса содержится в единице объема.
6. Что принято за единицу плотности?	с. 49	За единицу плотности принята такая плотность, при которой в единице объема содержится единица массы вещества.
7. Что принято за единицу плотности в СИ?	с. 49	За единицу плотности в СИ принята такая плотность, когда в одном кубическом метре вещества содержится один килограмм массы.
8. Получите наименование единицы плотности.	с. 49
9. Получите обозначение единицы плотности.
10. Выведите из формулы плотности вещества формулу для вычисления массы тела.	с. 52
11. Выведите из формулы плотности вещества формулу для вычисления объема тела.	с. 53
12. Для чего нужно знать плотность вещества?	с. 52	Плотность вещества нужно знать для различных практических целей. Инженер, создавая машину, заранее по плотности и объему материала может рассчитать массу деталей будущей машины. Строитель может определить, какова будет масса строящегося здания и т. д.

Учитель вызывает ученика к доске, берет его тетрадь с вопросами, проверяет наличие ответов, по порядку задает вопросы из тетради.

Учитель задает несколько наиболее важных вопросов из тетради ДЭЗ по теме.

Цель урока:

• закрепить знания учащихся о плотности
• показать как определять массу и объем тела по его плотности
• решать расчетные задачи

Структура урока:

1. Орг. момент
2. Повторение материала
3. Изучение нового материала
4. Закрепление материала
5. Домашнее задание

1. Орг. момент
2. Повторение материала

На уроке используется презентация (Приложение 1)

• все ли тела одинакового объёма, иметь одинаковую массу? (слайд 2)
• почему?
• Все ли тела одинаковой массы имеют одинаковый объём? (слайд 2)
• почему?
• отчего это зависит?
• Что называется плотностью вещества? (слайд 3)
• плотностью называется физическая величина равная отношению массы тела к его объёму.
• запишите формулу плотности. (слайд 4)

• получите наименование плотности в СИ (слайд 4)

Сегодня на уроке мы будем рассчитывать массу и объем тел по плотности, запишите тему урока в тетрадь.

Тема урока: определение массы и объема тела по плотности вещества. (слайд 8)

Запишите формулу расчета плотности в тетрадь

чему будет равна масса тела, если знаем плотность тела и его объём?, кто запишет?

– для вычисления массы по его плотности и объёму, нужно плотность умножить на его объём. (слайд 9)

№1- задачу каждый решает сам

Проверяем:
Задача
Ответ: m=2825г. (слайд 12)

Внимание! Чему будет равен объём тела, если знаем массу и плотность вещества?

; - для вычисления объёма тела по его плотности надо массу тела разделить на его плотность (слайд 13)

Задача решается на доске и остается в качестве образца решения.

№ 2- задачу каждый решает сам

1. Стальная деталь машины имеет массу 7890 г. Определите её объём, если плотность стали 7,8 .(Приложение 3)

Проверяем:
Задача
Ответ: V=1023,077см 3 (слайд 16)

• Домашнее задание §22 упр. № 8 (слайд 17)
• Откройте задание 3 (слайд 18)

№ 3 - задачи каждый решает сам

Бланк отчета задания № 3 (слайд 19) – обратите внимание на то, что обязательно нужно заполнить сроку с фамилией

Фамилия имя уч-ся_____________________________________________

заполнить рассчитанную физическую величину с её единицами измерения в соответствующих ячейках (слайд19)

Дата заполнения______________________________________

• У каждого на парте есть такой бланк, вы заполняете соответствующие ячейки, в которых пишите только числовые значения.
• Закрыть Excel. Сохранить изменение в документе. (слайд 21)

Урок окончен спасибо! (слайд 22)

Используемая литература:

1. Учебник физика 7, автор – А.В.Перышкин – Москва – “Прсвещение”
2. Методические материалы 7,- Л.А.Кирик – Москва – “ИЛЕКСА”
3. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы 7,- Л.А.Кирик – Москва – “ИЛЕКСА”
4. Сборник задач по физике- В.И.Лукашик - Москва – “Прсвещение”

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Масса – это скалярная физическая величина, характеризующая инертные и гравитационные свойства тел.

Любое тело «сопротивляется» попытке изменить его . Это свойство тел называется инертностью. Так, например, шофер не может мгновенно остановить автомобиль, увидев перед собой внезапно выскочившего на дорогу пешехода. По той же причине трудно сдвинуть с места шкаф или диван. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Говорят, что второе тело является более инертным или обладает большей массой.

Таким образом, мерой инертности тела является его инертная масса. Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, т.е. в процессе взаимодействия оба тела приобретают .

Отношение модулей ускорений взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс:

Мерой гравитационного взаимодействия является гравитационная масса.

Экспериментально установлено, что инертная и гравитационная массы пропорциональны друг другу. Выбрав коэффициент пропорциональности равный единице, говорят о равенстве инертной и гравитационной масс.

В системе СИ единицей измерения массы является кг .

Масса обладает следующими свойствами:

1. масса всегда положительна;
2. масса системы тел всегда равна сумме масс каждого из тел, входящих в систему (свойство аддитивности);
3. в рамках масса не зависит от характера и скорости движения тела (свойство инвариантности);
4. масса замкнутой системы сохраняется при любых взаимодействиях тел системы друг с другом (закон сохранения массы).

Плотность веществ

Плотностью тела называется масса единицы объема:

Единица измерения плотности в системе СИ кг/м .

Разные вещества обладают различной плотностью. Плотность вещества зависит от массы атомов, из которых оно состоит, и от плотности упаковки атомов и молекул в веществе. Чем больше масса атомов, тем больше плотность вещества. В различных агрегатных состояниях плотность упаковки атомов вещества различна. В твердых телах атомы очень плотно упакованы, поэтому вещества в твердом состоянии имеют наибольшую плотность. В жидком состоянии плотность вещества несущественно отличается от его плотности в твердом состоянии, так как плотность упаковки атомов все еще велика. В газах молекулы слабо связаны друг с другом и удаляются друг от друга на большие расстояния, плотность упаковки атомов в газообразном состоянии очень низкая, поэтому в этом состоянии вещества обладают наименьшей плотностью.

Основываясь на данных астрономических наблюдений, определили среднюю плотность вещества во Вселенной, результаты расчетов говорят о том, что в среднем космическое пространство чрезвычайно разрежено. Если «размазать» вещество по всему объему нашей Галактики, то средняя плотность материи в ней окажется равной примерно 0,000 000 000 000 000 000 000 000 5 г/см 3 . Средняя плотность материи во Вселенной — приблизительно шесть атомов на кубический метр.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

ПРИМЕР 3