Изучаването на плътността на веществата започва в хода на физиката в гимназията. Тази концепция се счита за фундаментална при по-нататъшното представяне на основите на молекулярно-кинетичната теория в курсовете по физика и химия. Целта на изучаването на структурата на материята, методите на изследване може да се приеме, че е формирането на научни представи за света.
Първоначалните представи за една картина на света са дадени от физиката. 7 клас изучава плътността на материята въз основа на най-простите идеи за изследователските методи, практическото приложение на физически понятия и формули.
Методи за физическо изследване
Както знаете, наблюдението и експериментът се разграничават сред методите за изследване на природните явления. Наблюденията на природни явления се преподават в началното училище: правят се прости измервания, често се води „Календар на природата“. Тези форми на обучение могат да доведат детето до необходимостта да изследва света, да сравнява наблюдаваните явления, да идентифицира причинно-следствените връзки.
Въпреки това, само напълно проведен експеримент ще даде на младия изследовател инструментите за разкриване на тайните на природата. Развитието на експериментални, изследователски умения се извършва в практически занятия и в хода на лабораторната работа.
Един експеримент в хода на физиката започва с дефинициите на такива физически величини като дължина, площ, обем. В същото време се установява връзка между математическите (доста абстрактни за дете) и физическите знания. Призивът към опита на детето, разглеждането на факти, известни му отдавна от научна гледна точка, допринася за формирането на необходимата компетентност у него. Целта на ученето в този случай е желанието за самостоятелно разбиране на новото.
Изучаване на плътност
Съгласно проблемния метод на преподаване, в началото на урока можете да зададете добре позната гатанка: „Кое е по-тежко: килограм пух или килограм чугун?“Разбира се, 11-12-годишните могат лесно да отговорят на въпрос, който знаят. Но разглеждането на същността на проблема, способността да се разкрие неговата особеност, води до концепцията за плътност.
Плътността на веществото е масата на единица от неговия обем. Таблицата на плътността на веществата, обикновено дадена в учебници или справочници, ви позволява да оцените разликите между веществата, както и агрегатните състояния на веществото. Индикация за разликата във физичните свойства на твърдите тела, течностите и газовете, обсъдена по-рано, обяснението на тази разлика не само в структурата и взаимното подреждане на частиците, но и в математическото изразяване на характеристиките на веществото, приема изучаване на физика на различно ниво.
Таблицата ви позволява да консолидирате знания за физическото значение на изучаваната концепцияплътност на веществото. Детето, давайки отговор на въпроса: "Какво означава стойността на плътността на определено вещество?", Разбира, че това е маса от 1 cm3 (или 1 m 3) вещества.
Въпросът за единиците за плътност може да бъде повдигнат още на този етап. Необходимо е да се обмислят начини за преобразуване на мерните единици в различни референтни системи. Това прави възможно да се отървете от статичното мислене, да приемете други системи за смятане и по други въпроси.
Определяне на плътността
Естествено, изучаването на физиката не може да бъде завършено без решаване на проблеми. На този етап се въвеждат формули за изчисление. Формулата за плътност по физика 7 клас е може би първото физическо съотношение на количествата за деца. Обръща се специално внимание не само заради изучаването на понятията за плътност, но и заради факта на методите на преподаване за решаване на задачи.
На този етап се залага алгоритъмът за решаване на физически изчислителен проблем, идеологията за прилагане на основните формули, дефиниции, модели. Учителят се опитва да преподава анализа на проблема, начина за търсене на неизвестното, особеностите на използването на мерни единици, като използва съотношение като формулата за плътност във физиката.
Пример за решаване на проблеми
Пример 1
Определете от какво вещество е направен куб с маса 540 g и обем 0,2 dm3.
ρ -? m=540 g, V=0,2 dm3 =200 cm3
Анализ
Въз основа на въпроса за проблема разбираме, че това ще ни помогне да определим материала, от който е направен кубъттаблица за плътност на твърдите вещества.
Следователно, нека определим плътността на материята. В таблиците тази стойност е дадена в g/cm3, така че обемът от dm3 преведен в cm3.
Решение
По дефиниция: ρ=m: V.
Дадени са ни: обем, маса. Плътността на материята може да се изчисли:
ρ=540g: 200cm3=2,7g/cm3, което съответства на алуминия.
Отговор: кубът е направен от алуминий.
Определяне на други количества
Използването на формулата за изчисление на плътността ви позволява да определите други физически величини. Масата, обемът, линейните размери на телата, свързани с обема, се изчисляват лесно в задачите. Познаването на математически формули за определяне на площта и обема на геометричните форми се използва в задачите, което дава възможност да се обясни необходимостта от изучаване на математика.
Пример 2
Определете дебелината на медния слой, който покрива част с повърхност 500 cm2, ако е известно, че за покритието са използвани 5 g мед.
h - ? S=500cm2, m=5g, ρ=8,92g/cm3.
Анализ
Таблицата за плътност на веществата ви позволява да определите плътността на медта.
Нека използваме формулата за изчисление на плътността. В тази формула има обем на вещество, въз основа на който могат да бъдат определени линейни размери.
Решение
По дефиниция: ρ=m: V, но в тази формула няма желана стойност, така че използваме:
V=S x h.
Замествайки в основната формула, получаваме: ρ=m: Sh, откъдето:
h=m: S xρ.
Изчислете: h=5 g: (500 cm2 x 8, 92 g/cm3)=0,0011 cm=11 микрона.
Отговор: Дебелината на медния слой е 11 микрона.
Експериментално определяне на плътността
Експерименталният характер на физиката се демонстрира в хода на лабораторните експерименти. На този етап се придобиват уменията за провеждане на експеримент, обясняване на неговите резултати.
Практическа задача за определяне на плътността на материята включва:
- Определяне на плътността на течност. На този етап момчетата, които вече са използвали градуиран цилиндър, могат лесно да определят плътността на течността, използвайки формулата.
- Определяне на плътността на твърдо тяло с правилна форма. Тази задача също е извън съмнение, тъй като подобни изчислителни проблеми вече са разгледани и е натрупан опит в измерването на обеми чрез линейните размери на телата.
- Определяне на плътността на твърдо тяло с неправилна форма. При изпълнение на тази задача използваме метода за определяне на обема на тяло с неправилна форма с помощта на чаша. Полезно е да си припомним още веднъж характеристиките на този метод: способността на твърдо тяло да измести течност, чийто обем е равен на обема на тялото. Освен това задачата се решава по стандартния начин.
Въпроси с повишена сложност
Можете да усложните задачата, като поканите момчетата да определят веществото, от което е направено тялото. Таблицата за плътност на веществата, използвани в този случай, ви позволява да обърнете внимание на необходимостта да можете да работите с тяхосновна информация.
При решаване на експериментални задачи студентите трябва да притежават необходимото количество знания в областта на използването на физически инструменти и преобразуването на мерни единици. Често това е причината за най-голям брой грешки и недостатъци. Може би на този етап от изучаването на физиката трябва да се отдели повече време, той ви позволява да сравните знанията и опита на изследванията.
Насипна плътност
Изследването на чисто вещество е, разбира се, интересно, но колко често се откриват чисти вещества? В ежедневието се срещаме със смеси и сплави. Как да бъде в този случай? Концепцията за обемна плътност ще попречи на учениците да направят типичната грешка да използват стойности на средната плътност на веществата.
Изключително необходимо е да се изясни този въпрос, за да се даде възможност да се види, да се усети разликата между плътността на веществото и насипната плътност е на ранен етап. Разбирането на тази разлика е необходимо при по-нататъшното изучаване на физиката.
Тази разлика е изключително интересна в случай на насипни материали. Възможно е да се позволи на детето да изучава обемната плътност в зависимост от уплътняването на материала, размера на отделните частици (чакъл, пясък и др.) по време на първоначалната изследователска дейност.
Относителна плътност на веществата
Сравнението на свойствата на различните вещества е доста интересно въз основа на относителни стойности. Относителната плътност на материята е едно от тези количества.
Обикновено относителната плътност на веществото се определя откъм дестилирана вода. Като съотношение на плътността на дадено вещество към плътността на стандарта, тази стойност се определя с помощта на пикнометър. Но тази информация не се използва в училищния курс по естествени науки, тя е интересна за задълбочено изучаване (най-често по избор).
Нивото на олимпиадата за изучаване на физика и химия също може да бъде повлияно от концепцията за „относителна плътност на веществото по отношение на водорода“. Обикновено се прилага за газове. За да се определи относителната плътност на газ, се намира съотношението на моларната маса на изследвания газ към моларната маса на водорода. Използването на относително молекулно тегло не е изключено.
