Открытый урок по физике « Плотность вещества»

7 класс

 

Тема:   Плотность вещества.

             Расчет массы и объема тела по его плотности.

Цель:  сформировать понятие новой физической величины - плотность, рассмотреть её характеристики (определение, формулу для вычисления, единицы измерения, способы измерения).рассмотреть  причинуразличия  плотности вещества   в  твердом,   жидком  и  газообразном  состоянии;   показать практическое значение знаний плотности  вещества; научить практическим методам определения плотности,   используя необходимое оборудование (линейку, мензурку, весы ).

 Задачи: 

        Образовательные:

-         раскрыть понятие плотности вещества;

-         научить рассчитывать плотность вещества;

-         раскрыть причину различия плотности вещества в различных агрегатных состояниях;

-         научить работать с таблицами учебника;

-         научить экспериментально определять плотность вещества.

Воспитательные:

-         показать практическое значение знаний о плотности вещества.

Развивающие:

-         работать над формированием умений сравнивать; делать выводы, обобщения; выделять главное, существенное;

-         работать над формированием исследовательских навыков учащихся;

Оборудование:  весы, мензурка, линейка, отливной сосуд, тела правильной и     

                             неправильной формы, тела одинаковой массы, тела   

                             одинакового объема, таблицы.

Демонстрации:  Демонстрация тел одинаковой массы но разного объема, 

                              демонстрация тел одинакового объема, но разной массы; 

                              

Средства обучения: учебники, компьютерная техника, презентация, дидактические материалы, демонстрационные материалы

.Тип урока:  комбинированный

 

 

Ход урока.

I.                   Организационный момент (Организация начала урока).

Проверить готовность учащихся к уроку.

 Презентация к уроку.

«Друзья мои! Сегодня на уроке с вами

Должны добыть мы знаний и немалых.

Запомните: процесс учения тогда успешен,

Когда в нём личный вклад замешен.

Идею выдвини, задай вопрос,

И не сиди, повесив нос!»

 

II.                Повторение изученного материала (Выявление имеющихся знаний, умений и навыков).

Перед тем как изучить новый материал, давайте вспомним основные характеристики тел.

 

1.     Учитель: Что такое масса? 

Ученик:  Это физическая величина количественно характеризующая свойства тел приобретать разные скорости при взаимодействии.  Масса тела – это физическая величина, которая характеризует его инертность.

2.     Учитель: Как условно в физике обозначается масса?

Ученик:   m – масса

3.     Учитель: Что принято за единицу измерения массы?

Ученик:   [ m ] = 1 кг

4.     Учитель: Какие способы определения массы вы знаете?

Ученик:   взвешивание с помощью весов  и через взаимодействие тел     

( Рассматриваем таблицу массы )

5.     Учитель: Как условно обозначается объем?

Ученик:   V – объем

6.     Учитель: В каких единицах измеряется объем?

Ученик:  [ V ] = 1 м³ ; 1 см³

7.     Учитель: Какими способами можно определить объем тел правильной и неправильной формы?

Ученик:   с помощь измерительного цилиндра – мензурки и через измерение сторон – V= а _* в _* с

Учитель:  Есть еще один способ определения объема тела, с которым мы познакомимся чуть позже.

 

III.             Изучение нового материала (Работа над изучаемым материалом).

Учитель:     Мы познакомились с такими важными физическими величинами как масса и объем. Они дают нам ценную информацию об окружающих нас телах. Однако, можно ли, зная только массу или только объем, сказать из какого вещества состоит тело? Нет. Вот поэтому нам необходимо познакомиться с новой физической величиной, которая бы давала информацию о веществе. С этой величиной мы сегодня с вами и познакомимся.

 

    Представьте что вы мореплаватели. Вы плаваете у берегов Антарктиды. Перед вашим судном появился ледяной айсберг объемом 100 м³. Как определить его массу? Подойдут ли те способы для определения массы, которые вы знаете, для  решения данной задачи?

     Для того чтобы определить массу тела больших размеров нам потребуется знать еще одну физическую величину – плотность.

Запишите тему урока:

 

Плотность вещества. Расчет массы и объема вещества по его плотности.

 

Сегодня на уроке вы познакомитесь с понятием плотности вещества; вы должны понять, что такое плотность вещества и уяснить это понятие; вывести формулу плотности; научиться рассчитывать массу и объем тела по его плотности; научиться практически определять плотность вещества, массу и объем тела,  используя при этом весы, мензурку и линейку; решать экспериментальные задачи по определению плотности вещества.

     Давайте попробуем выяснить, что же показывает плотность. А для этого вернемся к нашей задаче – как определить массу  айсберга? Что необходимо знать для определения массы?

     Учащиеся выдвигают свои версии.

 

Учитель: Для решения таких задач нам необходимо знать, чему равна масса вещества, взятого в объеме 1 м³. (массу вещества взятого в единице объема. )

    Что же такое объем 1 м³ ?

Единица объема в 1 м³ – куб, все стороны которого равны 1 метр.

          1м                    

                           1 м     

 

 

 

 

               Существует еще одна единица объема в 1 см³ – куб, все стороны которого  равны 1 см.

               1 см³  в миллион раз меньше 1 м³.

 

Учитель: Следовательно, зная, какая масса вещества будет входить в объем

 1 м³ , можно определить массу всего тела. Знание массы единицы объема вещества имеет огромное значение.

    В физике эта величина получила особое название – плотность вещества.

Что же такое плотность и как она определяется?

 

Рассмотрим нашу задачу.

Ледяной айсберг объемом 100 м³ имеет массу 90000 кг. Определить объем ледяного айсберга.

Учитель записывает на доске:           V = 100 м³  -   m = 90000 кг

                                                                  V = 1 м³      -   m = 900 кг                         

                                                               Масса 1 м³ льда равна 900 кг

Будем  рассуждать  так:  так  как  ледяной  айсберг  объемом   100 м³   имеет массу 90000 кг ,   значит 1 м³   айсберга  будет   иметь  массу   в 100 раз  меньшую,   то есть 90000 : 100 = 900 кг.   Так мы определили массу единицы объема, т.е. плотность вещества.   Значит плотность ледяного айсберга 900 кг на 1 м³.

    Следовательно, для определения плотности надо знать массу единицы объема.

 

Учитель: Запишем в рабочей тетради: Плотность показывает, чему равна масса вещества, взятого в единице объема – 1 м³.

Учитель: Ребята, а давайте подумаем, как же можно определить плотность вещества, зная массу и объем. Для этого еще раз обратите внимание на наши действия при решении задачи про айсберг.

Ученик: Чтобы найти плотность надо массу разделить на объем. Этот результат мы получили  при решении задачи про айсберг.

 

Тогда плотность будет зависеть от массы и от объема тела.

Следовательно, чтобы определить плотность вещества надо:

	МАССА ПЛОТНОСТЬ =                                 ОБЪЕМ

 

                                                                               - Учитель записывает на доске    

 

 

 

Плотность – физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему. – Запишем данное определение в тетрадь.

 

Учитель: Но чтобы ввести формулу, нам нужно обозначить физические величины.

Вы знаете, что масса обозначается …

Ученик:  m – масса

( после ответа учащегося учитель показывает карточку и записывает обозначение массы на доске )

Учитель:  Объем обозначается …

Ученик:  V – объем

( после ответа учащегося учитель показывает карточку и записывает обозначение объема на доске )

Учитель:  А плотность условно принято обозначать буквой - r (ро).   

                   r - плотность

( учитель показывает карточку с обозначением плотности )

 

Значит, используя условные обозначения, вы можете самостоятельно получить формулу для расчета плотности. Какова же формула плотности?

Ученик:  Чтобы найти плотность - r , нужно массу – m разделить на объем – V.

 

m    r = --------           V

Учитель записывает формулу плотности на доске ( или готовую карточку укрепляет к доске )    

 

 

 

Учащиеся записывают формулу в тетради.

 

Учитель: А теперь вспомним единицы измерения массы и объема, и выведем единицу измерения плотности:

( На доске уже написаны обозначения массы и объема. Учитель заносит эти обозначения в квадратные скобки и по ответам учащихся записывает единицы измерения массы и объема. )

            [ m ] = 1кг

            [ V ] = 1м³

А теперь давайте еще раз обратимся к формуле плотности. Самостоятельно выведите единицу измерения плотности.

Ученик:  Единицей измерения плотности является - 1 кг/м³.

Учитель:  Значит,  плотность будет измеряться:

             [ r ] = 1 кг/м³.       – записывает на доске, а учащиеся в тетради.

Это означает, что в объеме 1 м³ заключено тело массой 1 кг.

Например: плотность воды 1000 кг/м³. Это означает, что в объеме 1 м³ вмещается вода массой 1000 кг.

 

В лабораторных условиях были определены плотности различных веществ. В ваших учебниках занесена только часть полного справочника.

Давайте сейчас поработаем с учебником. Откройте стр. 50 – 51. Определяем плотности других веществ и разберем их физический смысл, что они обозначают.

( учащиеся отвечают, что означает плотность того или иного вещества )

 

Учитель: В практике иногда плотность измеряют  [ r ] = 1 г / см³.

     Если плотность дана в кг/м³, то ее можно представить в г/см³.

Рассмотрим пример, с помощью которого научимся преобразовывать плотность.

 

                  Вода                         - учитель записывает на доске

      1000 кг/м³ = 1 г/см³

 

Чтобы перевести из кг/м³ в г/см³, надо данное число разделить на 1000. А чтобы перевести обратно – из г/см³ в кг/м³, надо данное число умножить на 1000.

( учащиеся записывают в тетради )

  Пример:   Плотность золота равна 19300 кг/м³. Перевести плотность в г/см³.

                                       19300 кг/м³ : 1000 = 19,3 г/см³.

                   Плотность дерева равна 0,4 г/см³. Представить эту плотность в кг/м³.

                                       0,4 г/см³ * 1000 = 400 кг/м³.

 

     У каждого вещества своя плотность. Об этом можно судить по таблицам плотности, данных в учебниках на стр. 50 – 51. Обратите на это внимание (по таблицам учащиеся определяют плотности различных веществ).

    

Учитель: А как вы думаете, почему таблицы составлены отдельно для твердых тел, жидкостей и газов? От чего это зависит?

Ученик:  От строения вещества.

Учитель: Давайте вспомним строение вещества и объясним плотности различных веществ с точки зрения строения вещества (используем таблицу агрегатных состояний).

Опрос учащихся по таблице.

Твердое состояние: Так как в твердых телах молекулы находятся в определенном порядке, то они более плотно упакованы, а значит их большее количество находится в единице объема. Каждая молекула обладает массой, значит у твердых тел большая масса заключена в единице объема. А поэтому у твердых тел большая плотность.

Жидкое состояние:  У жидкостей расстояние между молекулами уже соизмеримы с размерами самих молекул. Число молекул в единице объема меньше чем у твердых тел, поэтому и плотности жидкостей меньше.

Газообразное состояние: У газов молекулы движутся хаотично и независимо друг от друга, так как расстояния между молекулами превышают размеры самих молекул. Молекул газа в единице объема во много раз меньше, чем у жидкостей и твердых тел. Поэтому плотность газа самая маленькая из всех агрегатных состояниях.

Учитель: Какой можно сделать вывод?

Учащиеся выдвигают свои версии.

Учитель:  Из всего вышесказанного можно сделать заключение, что плотность зависит от строения вещества и его свойств. Различные вещества, находясь в различных агрегатных состояниях, обладает разной плотностью, так как строение и свойства этих состояний различны.

Плотность зависит от внутреннего строения вещества, массы отдельных молекул и их расположения.  

( Учащиеся записывают этот вывод в тетрадях )

      

Учитель:    Если взять железный брусок, то он будет обладать своей плотностью. А как вы считаете, изменится ли плотность этого бруска, если его уменьшить вдвое.

Учащиеся выдвигают свои версии.

Учитель: При уменьшении бруска вдвое, его масса и объем также уменьшатся вдвое, но плотность останется прежней, т.е. она не изменится.

Значит, для данного вещества плотность является постоянной величиной.

( учащиеся записывают этот вывод в тетрадях )

 

Учитель: Сделаем общий вывод: Плотность вещества зависит от строения данного вещества. Она не зависит от массы и объема тела, для данного вещества является постоянной величиной.

 

Учитель: А как же зависит плотность веществ от их массы и объема. Рассмотрим это на опытах  по определению масс и по визуальному определению объемов.

 

Есть три тела одинакового объема – деревянный, пластмассовый и железный бруски. Как вы считаете, одинаковы ли массы этих тел?

Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.

Давайте проверим на опыте по взвешиванию.  Взвешиванием определяем, что массы тел различны.

А от чего это зависит?

Ученик:   У этих тел различная плотность.

Учитель: Какую роль играет плотность? Какой можно сделать вывод?

Ученик:  Тела, обладающие одинаковыми объемами и сделанные из разных веществ (их плотности различны), имеют разные массы.

Учитель: Из набора по теплоемкости есть три цилиндра одинаковой массы. Визуально мы видим, что их объемы различны. Как вы считаете, от чего это зависит?

Ученик:   У этих тел различная плотность.

Учитель: Какую роль играет плотность? Какой можно сделать вывод?

Ученик:  Тела, обладающие одинаковой массой, но сделанные из разных веществ (а значит, их плотности различны), имеют разные объемы.

Учитель:  По данным опытов как определить, плотность какого тела больше или меньше?

Учащиеся выдвигают свои версии.

Учитель: Из ваших ответов, а также из наблюдений и опытов сделаем вывод: Если массы одинаковы, то тело, объем которого больше, обладает меньшей плотностью. А если объемы тел одинаковы, то тело, масса которого больше, обладает большей плотностью.

Учащиеся записывают вывод в тетрадях.

 

Учитель: Доказательством этому служит формула плотности:  

                            m             Чем больше масса тела, тем больше его плотность.                               

                  r = --------         Чем больше объем тела, тем меньше его плотность.                         

                            V                           

 

Учитель: Зная плотность и массу тела можно определить его объем, а зная плотность и объем тела можно определить его массу. Давайте сейчас используя формулу плотности и применяя магический метод треугольника, определим чему равна масса и объем тела.

                            m                                                   

                  r = --------                            m               

                            V                          r          V            

 

 

Учащиеся самостоятельно выводят формулы, озвучивают вслух, а потом выходят к доске для записи этих формул.

 

      m = r ^. V  –  чтобы найти массу, надо плотность умножить на объем.

               m              

      V = ------   -  чтобы найти объем, надо массу разделить на плотность.                

                r   

 

Учитель: Значение плотности имеет большое значение в практической деятельности людей. Поэтому знание плотности очень важно для практических целей. Инженер, конструктор, создавая машину, может заранее по плотности и объему материалов, идущих на ее изготовление, вычислить массу будущей машины; до постройки здания можно рассчитать его массу, и на основе этого определить, сколько потребуется строительных материалов и какой фундамент заложить.

     Подобные задачи практикой выдвигаются довольно часто, и мы должны уметь их решать.

     Например:  мы живем в крае, где имеются огромные запасы нефти и газа. Геологам необходимо знать массу нефти или газа в месторождении. А для ее определения необходимо знать плотность нефти и газа.

      И мы должны уметь решать такие поставленные перед нами задачи!

 

IV.             Решение задач.

А сейчас мы закрепим знания при решении задач на определение плотности, массы и объема тела.

Решаем задачи из учебника.

Упр. 7   № 2,3 – устно

              № 4,5 – письменно

 

Решим задачу, которая была поставлена в начале урока.

Какую массу имеет ледяной айсберг объемом 100 м³? Плотность льда 900 кг/м³.

       Дано:                          Решение:

      r = 900 кг/м³                       m = r ^. V 

      V = 100 м³                           m =  900 кг/м³ _* 100 м³ = 90000 кг.

 

       m  - ?                            Ответ: m = 90000 кг.   

 

Упр. 8   № 2 – письменно

Учащиеся решают задачи коллективно и самостоятельно. Некоторые учащиеся выходят к доске решать задачи. При решении задач закрепляем умения оформлять задачи.

 

V.                Практическая часть.

Учитель: Итак, мы с вами рассмотрели понятие плотности и применили свои знания при решении задач. А можно ли определить плотность вещества экспериментальным путем и как это сделать? Что для этого надо знать? Какие приборы и материалы необходимо применять?

Ученик: Для определения плотности надо знать массу и объем тела. Массу можно измерить весами. Объем определить с помощью линейки или мензурки.

 

Учитель:  А как быть в том случае, если тело неправильной формы не помещается в измерительную мензурку (например, картофель)? Как определить его объем и плотность?

Оказывается, есть еще один способ определения объема тела с помощью отливного стакана. Объем тела, помещенного в  жидкость равен объему жидкости, вытесненной этим телом. Через отливное отверстие выльется жидкость, объем которой равен объему картошки. Эту жидкость выливают в измерительную мензурку и определяют ее объем. Это и будет объем картошки. Массу картошки определяют на весах. По формуле определяют плотность картофеля.

Массу картошки определяет ученик, а затем другой ученик определяет плотность картошки на доске, оформляя ее как задачу.

       Дано:                 Решение:

      m =

      V =

 

       r - ?

 

Учитель:  Сейчас вы будете самостоятельно выполнять эксперимент, и по результатам эксперимента определять те величины, которые вы изучали ранее и на сегодняшнем уроке. Результаты эксперимента вы должны оформить как задачу.

Учащиеся работают в группах по 4 человека. На партах в каждой группе стоит то оборудование, которое необходимо для решения данной им задачи.

Перед тем, как учащиеся приступают к практической работе, необходимо с ними разобрать ход их работы ( что есть и что они должны определить ).

Учитель:

    1 ряд : Что вы можете определить, используя деревянный брусок                                   плотностью 0,4 г/см³  и  весы.

Учащиеся:  Объем деревянного бруска.  

    2 ряд:  Что вы можете определить, используя мензурку и резиновую                                    пробку плотностью 1500 кг/м³.

Учащиеся:  Массу резиновой пробки.

   3 ряд:  Что вы можете определить, используя пластмассовый брусок                                    правильной формы и весы.

 Учащиеся:  Плотность пластмассового бруска.

 

После разбора проведения практической работы учитель открывает обратную сторону доски. На доске учащиеся смотрят условия эксперимента в виде записи данных для решения задач.

 

 

 

Результаты эксперимента оформляются как задачи.

  1 ряд                                           2 ряд                                                  3 ряд

Дано:                                            Дано:                                                 Дано:

r = 0,4 г/см³                                 r = 1500 кг/м³                                   а =

m =                                               V =                                                      в =

                                                                                                                 с =

V - ?                                              m - ?                                                   m = 

 

                                                                                                                  r - ?        

 

После проведения эксперимента и записи результатов этого эксперимента учащиеся каждой группы объясняют данные, ход и результаты эксперимента. Остальные слушают, добавляют ответы, исправляют ошибки в ответах.

 

VI.             Повторение и обобщение изученного материала. Актуализация знаний.

После изучения новой темы и проведения эксперимента по этой теме учитель проверяет, как усвоили учащиеся основные понятия по данной теме; задает вопросы.

1. Как называют величину, показывающую массу в единице объема.

2. Как найти плотность.

3. Как условно обозначается и в каких единицах измеряется плотность.

4. По какой формуле определяют плотность.

5. От чего зависит плотность.

6. Как определить массу и объем тела из формулы плотности.

 

Учитель:  А сейчас напишем самостоятельную работу по карточкам в тестовой форме на 2 варианта. На карточке у вас есть таблица, в которую вы будете вносить правильные ответы. Находите номер вопроса и соответствующую графу заштриховываете.

 

Вариант 1.

1.     Что показывает плотность:

а) как устроено вещество

б) чему равна масса вещества в единице объема

в) какой объем имеет тело массой 1 кг

2.     Чему равна плотность:

а) массе вещества

б) отношению массы тела к объему этого тела

в) отношению объема к массе

3.     Плотность сахара 1600 кг/м³. Чему равна эта плотность:

а) 16 г/см³

б) 0,16 г/см³

в) 1,6 г/см³

4.     Какова плотность дерева, если при массе 1400 кг его объем равен 2 м³.

а) 700 кг/м³

б) 0,28 кг/м³

в) 0,001 кг/м³

 

Вариант 2.

1.     Что называют плотностью:

а) физическая величина, равная отношению массы тела к его объему

б) физическая величина, равная отношению объема тела к его массе

в) показывающая строение вещества

2.     При одинаковой массе двух тел, плотность меньше:

а) у тела, объем которого больше

б) у тела, объем которого меньше

в) не зависит от объема, плотности тел одинаковы

3.     Плотность керосина 800 кг/м³. Это означает:

а) керосин массой 1 кг занимает объем 800 м³

б) керосин массой 800 кг занимает объем 1 м³

в) керосин массой 800 кг занимает объем 800 м³

4.     Какого объема надо иметь тару, чтобы хранить керосин массой 1600 кг. Плотность керосина 800 кг/м³.

а) 800 м³

б) 2 м³

в) 0,5 м³

 

Учащиеся выполняют самостоятельную работу, а правильные ответы заносят в таблицы:

Вариант 1                                                                 Вариант 2

 

	А	Б	В
1
2
3
4

	А	Б	В
1
2
3
4

   

 

 

 

Сегодня на уроке основной задачей было изучение плотности вещества. Давайте сейчас вместе еще раз проработаем изученный материал, все самое основное.

И отгадаем кроссворд.

Отгадав правильно кроссворд, вы должны получить результат нашего труда!

 

1.     Какая физическая величина измеряется в килограммах (масса). 

2.  Какая физическая величина определяется с помощью мензурки (объем).

3.     Как называется физическая величина, равная отношению массы вещества к объему этого вещества (плотность).

4.     Какое состояние вещества характеризуется свойством: нет постоянной формы, обладает объемом (жидкость).

5.     В каком состоянии вещества имеют большую плотность (твердые).

6.     По таблице плотности определите какая жидкость имеет плотность 790 кг/м³ (ацетон).

7.     Какие вещества имеют наименьшую плотность (газы).

 

			4	5
						7
		3			6
1	2

 

Один ученик выступает в роли помощника, заполняет кроссворд.

 

VII.          Домашнее задание.

Открываем дневники и записываем домашнее задание.

Изучаем параграфы 21, 22.

Выполнить домашний эксперимент.

Условие эксперимента учащиеся записывают в рабочих тетрадях:

Определить плотность мыла правильной формы. Массу мыла определить по записям на упаковке.

Отчет о результатах эксперимента оформить на листке бумаги. В отчете должно быть указано: что брал, что делал, что получил, сделал вывод.

Итог урока :

 

6. Итог урока.(3 минуты) (слайд 11)

·  Достигли ли Вы тех целей, которые поставили в начале урока.  

·  Выставление оценок (с учетом работы в группе,

индивидуальной работы, коллективной работы,

самостоятельной работы)

·  Отметить лучших  

·  Учитель оценивает работу учеников

 

Ребята я хочу сказать, что вы молодцы!

Мы вместе успели за урок очень много.

Спасибо, ребята, за урок!

Удачи в изучении физики

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф.И., класс ______________________

 

 

Вариант 1.

 

1.     Что показывает плотность:

а) как устроено вещество

б) чему равна масса вещества в единице объема

в) какой объем имеет тело массой 1 кг

2.     Чему равна плотность:

а) массе вещества

б) отношению массы тела к объему этого тела

в) отношению объема к массе

3.     Плотность сахара 1600 кг/м³. Чему равна эта плотность:

а) 16 г/см³

б) 0,16 г/см³

в) 1,6 г/см³

4.     Какова плотность дерева, если при массе 14 кг его объем равен 0,02 м³.

а) 700 кг/м³

б) 0,28 кг/м³

в) 0,001 кг/м³

 

 

	А	Б	В
1
2
3
4

 

 

 

 

 

 

Ф.И., класс _________________________

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2.

 

1.     Что называют плотностью:

а) физическая величина, равная отношению массы тела к его объему

б) физическая величина, равная отношению объема тела к его массе

в) показывающая строение вещества

2.     При одинаковой массе двух тел, плотность меньше:

а) у тела, объем которого больше

б) у тела, объем которого меньше

в) не зависит от объема, плотности тел одинаковы

3.     Плотность керосина 800 кг/м³. Это означает:

а) керосин массой 1 кг занимает объем 800 м³

б) керосин массой 800 кг занимает объем 1 м³

в) керосин массой 800 кг занимает объем 800 м³

4.     Какого объема надо иметь тару, чтобы хранить керосин массой 1600 кг. Плотность керосина 800 кг/м³.

а) 800 м³

б) 2 м³

в) 0,5 м³

 

                                                                                                                    

 

	А	Б	В
1
2
3
4