Урок "Густина речовини"

Тема уроку: Густина речовини

Мета: ввести поняття густини речовини, сформувати вміння обчислювати і порівнювати густини різних речовин; розвивати уміння порівнювати, аналізувати, робити висновки; виховувати інтерес до вивчення фізики.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання: терези, тіла різних мас, що мають однаковий об’єм, тіла різних об’ємів, що мають однакову масу, таблиця «Густина твердих тіл, рідин і газів».

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

Питання:

1. Дайте означення маси.
2. Які способи визначення маси вам відомі?
3. У яких одиницях вимірюють масу?
4. Як ви гадаєте, чи можна знаючи об’єми тіл робити висновки про їх маси?
5. Як позначається і в яких одиницях вимірюється об’єм?

ІІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу

На попередніх уроках ви навчилися вимірювати масу тіла та визначати його об’єм. Також з’ясували, що чим більша маса тіла, тим більший об’єм воно має. Але буває так, що тіла однакової маси мають різний об’єм, а тіла однакового об’єму – різну масу. Як ви гадаєте, чи можна за відомим об’ємом тіл порівнювати їхні маси?

Дослід №1. На одну шальку зрівноважених терезів ставимо склянку з водою, на іншу – з машинним маслом однакового об’єму.

Завдання для учнів: порівняйте маси речовин у склянках та їх об’єми.

Дослід №2. На шальки терезів опускаємо тіла різного об’єму, але однакової маси. Терези перебувають у рівновазі.

Завдання для учнів: як пояснити результати досліду? Дати відповіді на ці питання – основна задача нашого уроку.

ІV. Вивчення нового матеріалу

Масу покладів нафти або вугілля, відкритих геологами, неможливо визначити відомими способами, хоч об’єми цих речовин знайти досить легко, знаючи розміри родовища. Для всіх суцільних тіл з однієї речовини відношення маси до об’єму є однаковим. Ця величина називається густиною речовини.

Густина – це фізична величина, яка характеризує стан речовини і чисельно дорівнює відношенню маси однорідного суцільного тіла, виготовленого з цієї речовини до його об’єму. Отже,

або ввівши позначення, маємо формулу:

У цій формулі ρ - позначення густини, m - маса тіла, V - об’єм тіла. Оскільки у СІ одиницею маси є кілограм, а одиницею об’єму- кубічний метр, то основною одиницею вимірювання густини буде кілограм на метр кубічний.

Крім основних одиниць вимірювання густини застосовують також грам на сантиметр кубічний. Ці одиниці густини пов’язані між собою такими співвідношеннями:

Під час розв’язування задач з формули густини доводиться знаходити масу і об’єм тіла.

Числове значення густини речовини вказує на масу цієї речовини в одиниці об’єму. У цьому полягає фізичний зміст густини.

Густини речовин визначають непрямими методами за допомогою розрахунків за відомою масою і об’ємом тіла. Густини більшості з поширених у природі речовин визначено у лабораторних умовах, на їх основі складено таблиці. На сторінці 249 підручника наведено таблиці густин речовин у різних агрегатних станах. Під час розв’язування задач ми з вами будемо користуватися цими таблицями для визначення густини тієї чи іншої речовини.

Завдання для учнів: користуючись таблицями густини, визначте, який метал має найбільшу густину. На що вказує число у таблиці густини для цього металу?

Зверніть увагу! Густина речовини, яка зазначена у таблиці, наведена за нормального атмосферного тиску і температурі для газів 0° С; для рідин і речовин у твердому агрегатному стані за кімнатної температури.

Аналізуючи таблицю густини, можна зробити висновок про те, що густина залежить від агрегатного стану і температури речовини. Якщо речовина переходить з одного агрегатного стану в інший, то за незмінної маси змінюється її об’єм, оскільки між частинками речовини змінюється відстань. Так, якщо речовина переходить з рідкого агрегатного стану у твердий, то через зменшення середньої відстані між частинками спостерігається зменшення об’єму речовини.

Зі збільшенням температури збільшується середня відстань між частинками збільшується, отже, збільшується і об’єм речовини, а, значить, її густина буде зменшуватися. Але для деяких речовин для цієї властивості є винятки.

Із поняттям густини пов’язана легенда. Вона говорить про те, що колись у місті Сиракузи, що на Сицилії, правив цар Гієрон. Закортіло царю, щоб майстер виготовив золоту корону. Коли корона була виготовлена, цар засумнівався чи не обманув його майстер, чи дійсно корона із чистого золота, хоч її маса була такою як і маса золота, що було виділено на її виготовлення. За вирішення цього питання взявся Архімед. Ним було визначено масу корони за допомогою терезів, об’єм-шляхом занурення у воду. Архімедом за допомогою нескладних обчислень було з’ясовано, що корона виготовлена не з чистого золота, а метал для її виготовлення містив домішки деяких інших металів. Таким чином, майстер був викритий в обмані, а наука поповнилася новим відкриттям.

V. Закріплення нового матеріалу

1. Практична задача. На партах у лотках знаходяться різні фізичні тіла правильної форми: брусок мила, рафінований цукор, коробка чаю.

Питання:

1. Які фізичні величини вам слід знати для визначення густини цих речовин?
2. Яку геометричну фігуру являють собою упаковка чаю, брусок мила, шматочок цукру-рафінаду?
3. Які фізичні величини вам слід виміряти для визначення об’єму прямокутного паралелепіпеда?
4. На що слід звернути увагу перед тим як проводити обчислення?
5. Які значення густини для цих речовин ви одержали?

(Густина цукру 1050-1600 кг/м³, густина мила 1600 кг/м³, густина чаю 100-210 кг/м³).

2. Три кульки (свинцева, алюмінієва, залізна) мають однакові розміри та пофарбовані в один колір. Чи зможете ви без використання будь-яких приладів відрізнити залізну кульку? Як це зробити?

3. За числовими даними маси і об’єму корони спробуйте з’ясувати чи виготовлена корона із чистого золота. Маса корони 2,250 кг, а її об’єм 150 см³.

Дано:              

m=2,25 кг

V=150 см³=0,00015 м³              

ρ -?

Розв’язування:

, ρ = =15000 , за табличними даними густина золота 19300 кг/м³, отже, корона була виготовлена не з чистого золота.

VІ. Завдання додому

Вивчити конспект, опрацювати §16, виконати впр. 16 №5.

VІІ. Підсумок уроку

Питання:

1. Що цікавого ви дізналися сьогодні на уроці?
2. Які фізичні величини слід знати для визначення густини речовини?
3. За якою формулою обчислюється густина?
4. Які одиниці вимірювання густини ви знаєте?
5. Від чого залежить густина однієї і тієї ж самої речовини?