Medžiagų tankio tyrimas pradedamas vidurinės mokyklos fizikos kursuose. Ši koncepcija laikoma pagrindine toliau pateikiant molekulinės kinetinės teorijos pagrindus fizikos ir chemijos kursuose. Galima manyti, kad materijos sandaros, tyrimo metodų tyrimo tikslas yra mokslo idėjų apie pasaulį formavimas.
Pradines idėjas apie vieną pasaulio vaizdą pateikia fizika. 7 klasėje tiriamas medžiagos tankis, remiantis paprasčiausiomis idėjomis apie tyrimo metodus, praktinį fizikinių sąvokų ir formulių taikymą.
Fizikinių tyrimų metodai
Kaip žinote, tarp gamtos reiškinių tyrimo metodų išskiriamas stebėjimas ir eksperimentas. Pradinėse klasėse mokoma stebėti gamtos reiškinius: atliekami paprasti matavimai, dažnai veda „gamtos kalendorių“. Šios mokymosi formos gali paskatinti vaiką tyrinėti pasaulį, lyginti stebimus reiškinius, nustatyti priežasties ir pasekmės ryšius.
Tačiau tik iki galo atliktas eksperimentas jaunajam tyrinėtojui suteiks įrankių atskleisti gamtos paslaptis. Eksperimentinių, tiriamųjų įgūdžių ugdymas vykdomas praktiniuose užsiėmimuose ir laboratorinių darbų metu.
Fizikos eksperimentas prasideda apibrėžiant tokius fizikinius dydžius kaip ilgis, plotas, tūris. Kartu užsimezga ryšys tarp matematinių (vaikui gana abstrakčių) ir fizinių žinių. Apeliacija į vaiko patirtį, jam ilgą laiką žinomų faktų svarstymas moksliniu požiūriu prisideda prie būtinos jo kompetencijos formavimo. Mokymosi tikslas šiuo atveju yra noras savarankiškai suvokti nauja.
Studying Density
Pagal probleminį mokymo metodą, pamokos pradžioje galite užduoti gerai žinomą mįslę: „Kas sunkesnis: kilogramas pūkų ar kilogramas ketaus? Žinoma, 11-12 metų vaikai gali nesunkiai atsakyti į jiems žinomą klausimą. Tačiau sprendžiant problemos esmę, gebėjimą atskleisti savo ypatumus, atsiranda tankumo samprata.
Medžiagos tankis yra jos tūrio vieneto masė. Medžiagų tankio lentelė, paprastai pateikiama vadovėliuose ar žinynuose, leidžia įvertinti medžiagų skirtumus, taip pat suvestines medžiagos būsenas. Anksčiau aptartas kietųjų kūnų, skysčių ir dujų fizikinių savybių skirtumas, šio skirtumo paaiškinimas ne tik dalelių struktūroje ir tarpusavio išsidėstymo, bet ir medžiagos savybių matematinėje išraiškoje. fizikos studijos į kitą lygį.
Lentelėje galite įtvirtinti žinias apie fizinę tiriamos sąvokos reikšmęmedžiagos tankis. Vaikas, atsakydamas į klausimą: „Ką reiškia tam tikros medžiagos tankio reikšmė?“, supranta, kad tai yra 1 cm3 (arba 1 m) masė. 3) medžiagos.
Jau šiame etape galima iškelti tankio vienetų klausimą. Būtina apsvarstyti būdus, kaip konvertuoti matavimo vienetus įvairiose atskaitos sistemose. Tai leidžia atsikratyti statinio mąstymo, priimti kitas skaičiavimo sistemas ir kituose dalykuose.
Tankio nustatymas
Natūralu, kad fizikos studijos negali būti baigtos be problemų sprendimo. Šiame etape įvedamos skaičiavimo formulės. Tankio formulė 7 fizikos klasėje yra bene pirmasis fizinis dydžių santykis vaikams. Ypatingas dėmesys jai skiriamas ne tik dėl tankio sąvokų tyrimo, bet ir dėl mokymo metodų sprendžiant uždavinius.
Būtent šiame etape nustatomas fizinės skaičiavimo problemos sprendimo algoritmas, pagrindinių formulių, apibrėžimų, šablonų taikymo ideologija. Mokytojas bando išmokyti analizuoti uždavinį, ieškoti nežinomybės, matavimo vienetų naudojimo ypatumų, naudodamas tokį santykį kaip fizikos tankio formulė.
Problemos sprendimo pavyzdys
1 pavyzdys
Nustatykite, iš kokios medžiagos sudarytas 540 g masės ir 0,2 dm tūrio kubas3.
ρ -? m=540 g, V=0,2 dm3 =200 cm3
Analizė
Remiantis problemos klausimu suprantame, kad tai padės mums nustatyti medžiagą, iš kurios pagamintas kubaskietųjų medžiagų tankio lentelė.
Todėl nustatykime medžiagos tankį. Lentelėse ši vertė nurodyta g/cm3, taigi tūris iš dm3 išverstas į cm3.
Sprendimas
Pagal apibrėžimą: ρ=m: V.
Mums duota: tūris, masė. Medžiagos tankį galima apskaičiuoti:
ρ=540g: 200cm3=2,7g/cm3, kuris atitinka aliuminį.
Atsakymas: kubas pagamintas iš aliuminio.
Kitų kiekių nustatymas
Naudodami tankio skaičiavimo formulę galite nustatyti kitus fizinius dydžius. Kūnų masė, tūris, linijiniai matmenys, susiję su tūriu, lengvai apskaičiuojami užduotyse. Užduotyse naudojamos matematinių formulių, skirtų geometrinių figūrų plotui ir tūriui nustatyti, žinios, kurios leidžia paaiškinti matematikos studijų poreikį.
2 pavyzdys
Nustatykite vario sluoksnio, dengiančio 500 cm paviršiaus plotą, storį2, jei žinoma, kad dangai buvo panaudota 5 g vario.
h - ? S=500cm2, m=5g, ρ=8,92g/cm3.
Analizė
Medžiagų tankio lentelė leidžia nustatyti vario tankį.
Naudokime tankio skaičiavimo formulę. Šioje formulėje yra medžiagos tūris, pagal kurį galima nustatyti linijinius matmenis.
Sprendimas
Pagal apibrėžimą: ρ=m: V, tačiau šioje formulėje nėra norimos reikšmės, todėl naudojame:
V=S x h.
Pakeisdami pagrindinę formulę, gauname: ρ=m: Sh, iš kur:
h=m: S xρ.
Apskaičiuokite: h=5 g: (500 cm2 x 8, 92 g/cm3)=0,0011 cm=11 mikronų.
Atsakymas: vario sluoksnio storis yra 11 mikronų.
Eksperimentinis tankio nustatymas
Fizikos mokslo eksperimentinis pobūdis demonstruojamas atliekant laboratorinius eksperimentus. Šiame etape įgyjami eksperimento atlikimo, jo rezultatų paaiškinimo įgūdžiai.
Praktinė materijos tankio nustatymo užduotis apima:
- Skysčio tankio nustatymas. Šiame etape vaikinai, kurie jau naudojo graduotą cilindrą, gali lengvai nustatyti skysčio tankį pagal formulę.
- Taisyklingos formos kieto kūno tankio nustatymas. Ši užduotis taip pat neabejotina, nes panašios skaičiavimo problemos jau buvo svarstytos ir sukaupta patirtis matuojant tūrius tiesiniais kūnų matmenimis.
- Netaisyklingos formos kieto kūno tankio nustatymas. Atlikdami šią užduotį naudojame netaisyklingos formos kūno tūrio nustatymo metodą naudojant stiklinę. Pravartu dar kartą prisiminti šio metodo ypatybes: kieto kūno gebėjimą išstumti skystį, kurio tūris lygus kūno tūriui. Be to, užduotis išspręsta standartiniu būdu.
Sudėtingesni klausimai
Galite apsunkinti užduotį, pakviesdami vaikinus nustatyti medžiagą, iš kurios pagamintas kūnas. Šiuo atveju naudojamų medžiagų tankio lentelė leidžia atkreipti dėmesį į būtinybę mokėti dirbtipagrindinė informacija.
Spręsdami eksperimentinius uždavinius, studentai turi turėti reikiamą žinių kiekį fizinių instrumentų naudojimo ir matavimo vienetų konvertavimo srityje. Dažnai dėl to atsiranda daugiausia klaidų ir trūkumų. Galbūt šiam fizikos studijų etapui reikėtų skirti daugiau laiko, tai leidžia palyginti tyrimų žinias ir patirtį.
Tūrinis tankis
Grynos medžiagos tyrimas, žinoma, įdomus, bet kaip dažnai randamos grynos medžiagos? Kasdieniame gyvenime susiduriame su mišiniais ir lydiniais. Kaip tokiu atveju būti? Tūrinio tankio koncepcija neleis studentams padaryti tipiškos klaidos, kai naudoja vidutines medžiagų tankio vertes.
Labai būtina išsiaiškinti šį klausimą, suteikti galimybę pamatyti, pajusti skirtumą tarp medžiagos tankio ir tūrinio tankio yra ankstyvoje stadijoje. Suprasti šį skirtumą būtina toliau tiriant fiziką.
Šis skirtumas labai įdomus birių medžiagų atveju. Pradinės tiriamosios veiklos metu galima leisti vaikui tirti tūrinį tankį, priklausomai nuo medžiagos sutankinimo, atskirų dalelių (žvyro, smėlio ir kt.) dydžio.
Santykinis medžiagų tankis
Įvairių medžiagų savybių palyginimas yra gana įdomus remiantis santykinėmis reikšmėmis. Santykinis medžiagos tankis yra vienas iš šių dydžių.
Paprastai santykinis medžiagos tankis nustatomas pagallink distiliuoto vandens. Kaip tam tikros medžiagos tankio ir etaloninio tankio santykis, ši vertė nustatoma naudojant piknometrą. Tačiau ši informacija nenaudojama mokykliniame gamtos mokslų kurse, ji įdomi gilioms studijoms (dažniausiai neprivaloma).
Fizikos ir chemijos studijų olimpiados lygiui taip pat gali turėti įtakos sąvoka „santykinis medžiagos tankis vandenilio atžvilgiu“. Paprastai jis taikomas dujoms. Santykiniam dujų tankiui nustatyti randamas tiriamų dujų molinės masės ir vandenilio molinės masės santykis. Neatmetama santykinė molekulinė masė.
