Исследовательская работа по физике: «Определение плотности вещества по массе и объему предмета»

МОУ Снежногорская СОШ

Зейского района

Амурской области

Исследовательская работа по физике:

«Определение плотности вещества по массе и объему предмета»

Выполнила: Фёдорова Нина Игоревна

Швецов Михаил Витальевич

Руководитель: Абрамов Артём Витальевич

п. Снежногорский – 2010

Тип проекта: практико-ориентированный.

Цель проекта: формирование компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности.

Задачи проекта:

Обобщение знаний по теме “Плотность вещества”.

Закрепление расчёта данной физической величины с помощью решения практических заданий .

Применение навыков работы с физическими приборами.

Основополагающий вопрос: Плотность, ты что? Ты где? Ты как?

Продукты проекта: презентация, выполненная в программе Power Point оформленные на бумаге результаты измерений и расчётов в соответствии с заданиями, измерительная линейка, электронные весы, различные продукты питания.

Организация работы:

Теоретическая часть: дать понятие «плотности», назвать отличительные черты отличия плотности газов, жидкостей, твердых тел. Привести примеры плотности. Провести эксперимент: взять несколько тел, измерить их массу, вычислить объем, рассчитать плотность по формуле.

Плотность, ты что?

Плотность – свойство тел, густота вещества в данном объёме, выражается числом. (В. Даль)

Численно плотность равна отношению массы тела к объему этого тела.

Расчетная формула: ρ = m/ v. Плотность измеряется в единицах СИ: 1кг/м3. Числовое значение плотности вещества показывает массу вещества в единице объема этого вещества.

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.

Твердое тело. Атомы прочно связаны друг с другом и очень плотно упакованы. Поэтому вещество, находящееся в твердом состоянии имеет наибольшую плотность.

Жидкое состояние. Плотность упаковки атомов и молекул по-прежнему высока, поэтому плотность вещества находящегося в жидком состоянии не очень сильно отличается от твердого состояния.

Газ. Молекулы имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на большое расстояние. Плотность упаковки очень низкая, соответственно, вещество в газообразном состоянии обладает небольшой плотностью. При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз.

Плотность, ты где?

Основываясь на данных глубоких обзоров галактик, можно определить и среднюю плотность вещества во Вселенной. На сегодня данные таких подсчетов свидетельствуют, что в среднем космическое пространство чрезвычайно разрежено. Если мысленно равномерно “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/см3 или

5 *10-25 г/см3. Через одну десятысячную долю секунды после начала расширения Вселенной ее средняя плотность равнялась приблизительно 100 000 000 000 000 г/см3. Средняя плотность материи во Вселенной – приблизительно шесть атомов на кубический метр. Самую большую плотность во Вселенной имеют черные дыры (  1014 кг/м3) и нейтронные звезды (  1011 кг/м3). Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (  10-33 кг/м3) В астрономии большое значение имеет средняя плотность небесных тел, по ней можно приблизительно определить состав этого тела. Земная кора состоит из слоев вещества различающихся по плотности. Средние значения плотности земной коры и Земли в целом составляют, соответственно, 2700 и 5520 кг/м3.

Так как в основном человек состоит из жидкости, средняя плотность тела человека 1 г/см3 или 1 кг/л. Из этого следует, что масса человека в килограммах численно равна объему его тела в литрах. Например, ученик массой 50кг имеет объем тела около 50 литров. Именно такой объем воды окажется на полу при погружении его в ванну, заполненную водой до краев.

Плотность, ты как?

(эксперимент)

Цель: определить плотность веществ по массе и объему. Сравнить плотности твердых тел, жидкостей и газов.

Приборы и материалы: измерительная линейка, электронные весы, растительное масло, шоколад, сливочное масло, сок натуральный, жидкость для мытья посуды, освежитель воздуха, хлеб.

Ход эксперимента

Растительное масло

Исходные данные:

V = 1 литр = 0,001 м3

m = 920 г =0, 92 кг

Решение:

ρ = m/ v

ρ =  920 кг/ м3

Шоколад

 Исходные данные:

а = 15,5 см, в = 7,5 см, с = 1 см  => V = авс

 V =  116,25 см3

m = 100 г

Решение:

ρ = m/ v

ρ = 0,86 г/ см3 = 860 кг/ м3

Сливочное масло

Исходные данные:

а = 3 см, в = 10 см, с = 7 см => V = авс

V =  210 см3

m = 200 г

Решение:

ρ = m/ v

ρ = 0,95  г/ см3  = 950 кг/ м3

Натуральный сок

Исходные данные:

V = 0,2 л = 0,0002  м3

m = 0,2 кг

Решение:

ρ = m/ v

ρ = 1000 кг/ м3

Жидкость для мытья посуды

Исходные данные:

V =  500 мл = 500 см3

m = 550 г

Решение:

ρ = m/ v

ρ = 1,1 г/ см3 = 1100 кг/ м3

Освежитель воздуха

Исходные данные:

V =  300 мл =  300 см3

M1(пустой баллон) = 89,1 г

M2(баллон с газом) = 170 г

 M = M2 - M1

М = 89,1 г

Решение:

ρ = m/ v

ρ = 0,27 г/ см3 = 270 кг/ м3

Хлеб белый

Исходные данные:

а = 18 см, в = 16 см, с = 9 см => V = авс

V = 2592 см3

m = 775 г

Решение:

ρ = m/ v

ρ = 0,3 г/ см3 = 300 кг/ м3

Вывод: с помощью измерений рассчитали объем предметов, измерили массу, с помощью исходных данных определили плотность веществ в разных агрегатных состояниях. На практике доказали, что плотность твердых тел и жидкостей намного больше , чем плотность газов.

Источники:

Кириллова И. Г. Книга для чтения по физике.- М.: Просвещение, 1996.

Сёмке А.И. Занимательные материалы к урокам физики 7 класс. – М.: НЦ ЭНАС, 2006

САЙТ: http.//class-fizika.narod.ru