Способы измерения плотности вещества 7 класс физика

Плотность вещества

Содержание

Любое физическое тело имеет некоторую массу. Определить массу тела можно с помощью весов – путем взвешивания. А также и более сложным способом – при взаимодействии двух тел, зная их скорости, и массу одного из них. Согласитесь, что первый способ – более легкий и практичный.

Тела имеют разные характеристики: разные размеры и формы, разные материалы, разные состояния и структуру (жидкие, твердые и газообразные), разные массы.

Сегодня мы познакомимся с такой характеристикой как плотность, она покажет и объяснит нам, как может различаться масса тел одинаковой формы и размера.

Опытное подтверждение

Рассмотрим опыт, представленный на рисунке 1.

Рисунок 1. Взвешивание двух одинаковых тел, состоящих из разных веществ.

Возьмем два одинаковых цилиндра: они одинаковой формы и объема, но изготовлены из разных материалов.

Один сделан из алюминия, а другой из свинца. Поместим их на разные чаши весов.

В итоге, мы увидим, что масса цилиндра из алюминия будет почти в 4 раза меньше массы цилиндра из свинца.

Тела, имеющие равные объемы, но состоящие из разных веществ, имеют разные массы.

На рисунке изображены 3 тела массой 100 г: лед, железо и золото.

Рисунок 2. Тела одинаковой массы, но состоящие из разных веществ.

Здесь представлены тела одинаковой массы, но взгляните на их объем. Объем льда будет почти в 8,5 раз больше объема куска железа той же массы. А объем золота будет почти в 3 раза меньше объема железа.

Тела с равными массами, но состоящие из разных веществ, имеют разные объемы.

Определение плотности вещества

Вышерассмотренные свойства веществ, из которых состоят тела, объясняется тем, что разные вещества имеют разную плотность.

Рассмотрим два тела объемом $1 м^3$ каждое. Если они будут состоять из разных веществ, то их массы тоже будут разными.

Итак, алюминий такого объема будет иметь массу 2700 кг, а свинец такого же объема ( $1 м^3$) будет имеет массу 11 300 кг.

На рисунке 3 приведены другие примеры тел равного объема, но состоящих из разных веществ.

Рисунок 3. Тела равного объема, состоящие из разных веществ.

Плотность показывает, чему равна масса вещества, взятого в объеме $1 м^3$ (или $1 см^3$). Чтобы найти плотность вещества, нужно массу тела разделить на его объем.

Плотность – это физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему:

$$плотность = \frac<масса><объем>$$

или

$$\rho = \frac$$

где $\rho$ (“ро”) – плотность вещества, $m$ – масса тела, $V$ – объем тела.

Единицы измерения плотности

В СИ плотность вещества измеряется в килограммах на кубический метр ($1 \frac<кг><м^3>$).

Также часто используется другая единица измерения – граммы на кубический сантиметр ($1 \frac<г><см^3>$) (рисунок 4).

Рисунок 4. Плотности различных веществ в $\frac<г><см^3>$.

Иногда нам потребуется переводить плотность веществ, выраженную в $\frac<кг><м^3>$ в $ \frac<г><см^3>$.

Давайте выразим плотность мрамора ($2700 \frac<кг><м^3>$) в $\frac<г><см^3>$:

Таблицы плотности некоторых тел и веществ

Плотность одного и того же вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях различна.

Например, плотность воды составляет $1000 \frac<кг><м^3>$, льда $900 \frac<кг><м^3>$, водяного пара $0,590 \frac<кг><м^3>$ (рисунок 5).

Рисунок 5. Плотности одного вещества в разных агрегатных состояниях.

Плотности различных твердых тел

Твердое тело	$\rho, \frac<кг><м^3>$	$\rho, \frac<г><см^3>$	Твердое тело	$\rho, \frac<кг><м^3>$	$\rho, \frac<г><см^3>$
Осмий	22 600	22,6	Мрамор	2700	2,7
Иридий	22 400	22,4	Стекло	2500	2,5
Платина	21 500	21,5	Фарфор	2300	2,3
Золото	19 300	19,3	Бетон	2300	2,3
Свинец	11 300	11,3	Кирпич	1800	1,8
Серебро	10 500	10,5	Сахар	1600	1,6
Медь	8900	8,9	Оргстекло	1200	1,2
Латунь	8500	8,5	Капрон	1100	1,1
Сталь, железо	7800	7,8	Полиэтилен	920	0,92
Олово	7300	7,3	Парафин	900	0,90
Цинк	7100	7,1	Лед	900	0,90
Чугун	7000	7,0	Дуб сухой	700	0,70
Корунд	4000	4,0	Сосна сухая	400	0,40
Алюминий	2700	2,7	Пробка	240	0,24

Таблица 1

Плотности различных жидкостей

Жидкость	$\rho, \frac<кг><м^3>$	$\rho, \frac<г><см^3>$	Жидкость	$\rho, \frac<кг><м^3>$	$\rho, \frac<г><см^3>$
Ртуть	13 600	13,60	Керосин	800	0,80
Серная кислота	1800	1,80	Спирт	800	0,80
Мед	1350	1,35	Нефть	800	0,80
Вода морская	1030	1,03	Ацетон	790	0,79
Молоко цельное	1030	1,03	Эфир	710	0,41
Вода чистая	1000	1,00	Бензин	710	0,71
Масло подсолнечное	930	0,93	Жидкое олово (при $400^<\circ>$)	6800	6,80
Масло машинное	900	0,90	Жидкий воздух (при $-194^<\circ>$)	860	0,86

Таблица 2

Плотности различных газов

Газ	$\rho, \frac<кг><м^3>$	$\rho, \frac<г><см^3>$	Газ	$\rho, \frac<кг><м^3>$	$\rho, \frac<г><см^3>$
Хлор	3,210	0,00321	Угарный газ	1,250	0,00125
Углекислый газ	1,980	0,00198	Природный газ	0,800	0,0008
Кислород	1,430	0,00143	Водяной пар (при $100^<\circ>$)	0,590	0,00059
Воздух (при $0^<\circ>C$	1,290	0,00129	Гелий	0,180	0,00018
Азот	1,250	0,00125	Водород	0,090	0,00009

Таблица 3

Примеры расчета плотности вещества

1. В таблице 1 указана плотность сахара – $1600 \frac<кг><м^3>$. Что это значит? Какой здесь физический смысл?

Значение плотности показывает нам, какое количество вещества (его масса) будет находиться в объеме $1 м^3$. Итак, это означает, что масса сахара объемом $1 м^3$ будет равна $1600 кг$.

2. Канистра объемом 30 л наполнена бензином. Масса полной канистры составляет 21,3 кг. Рассчитайте плотность бензина.

Переведем литры в кубические метры ($1 л = 0,001 м^3$):

$30 \cdot 0,001 = 0,03 м^3$.

Дано:
$V = 30 л$
$m = 21,3 кг$

Найти:
$\rho -?$

Показать решение и ответ

Решение:

По определению плотности: $\rho = \frac$

Если мы сравним полученное значение с табличным, то получим подтверждение, что задача решена верно.

Ответ: $\rho = 710 \frac<кг><м^3>$.

3. Деревянный брусок из березы имеет следующие размеры: длину 3 м, высоту 10 см, и ширину 50 см. Масса бруска составляет 75 кг. Найдите плотность березы.

Дано:
$а = 3 м$
$b = 10 см$
$c = 50 см$
$m = 75 кг$

Найти:
$\rho -?$

Показать решение и ответ

Решение:
Найдем объем бруска:
$V = a \cdot b \cdot c = 3 м \cdot 0,1 м \cdot 0,5 м = 0,15 м^3$.

По определению плотности: $\rho = \frac$

Источник

Презентация по физике по теме «Плотность вещества», 7 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема: «Плотность вещества» 7 класс. Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Нововосточная средняя общеобразовательная школа» учитель физики и математики 1 квалификационная категория

Тема урока: Плотность вещества Цели урока: 1.Дать определение плотности вещества. 2.Как можно измерить и вычислить плотность? 3.Что показывает плотность и в каких единицах измеряется? 4.Для чего нужно знать плотность вещества?

Повторение пройденного материала

Состоят из различных веществ

Как вы думаете, зависит ли масса тела от вещества из которого оно состоит?

Вывод: тела, имеющие равные объемы, но изготовленные из разных веществ, имеют разные массы.

В одинаковом объеме находится разное количество частиц разного вещества, что и определяет массу каждого из веществ.

Бывает ли такое? Тела изготовлены из разных веществ

Тело будет тяжелее из того вещества, у которого частицы расположены плотнее друг к другу, другими словами чем плотнее вещество, тем оно тяжелее. Вещества отличаются друг от друга плотностями.

Физический смысл плотности Плотность вещества показывает, чему равна масса вещества, взятого в объеме 1 м3 железо V=1м3 m=7800кг свинец V=1м3 m=11300кг вода V=1м3 m=1000кг

(греческая буква «ро») ρ Плотность

ρ = кг/м3 ρ = г/см3 Единицы измерения Переведи: ρ = 7,8 г/см3 = 7800 кг/м3. ρ = 7,8 г/см3=

Знаешь ли ты? 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 Плотность янтаря близка к плотности воды. Это приводит к тому, что янтарь десятилетиями может находиться в море как бы во взвешенном состоянии, не давя на дно и не истираясь о песок. Веществом с наименьшей плотностью являются кремниевые аэрогели. В 1990 г. в США, был получен самый легкий из таких аэрогелей с плотностью всего 0,005 г/см3. Это вещество предполагается использовать в космических исследованиях

Применение материалов с малой плотностью ( стекловолокно, полиуретан ) позволяет сохранить тепло в домах зимой и оградить их от перегрева летом. Применение материалов с малой плотностью в строительстве и машиностроении выгодно с экологической и экономической точки зрения. Замена алюминия и стали в корпусах самолетов и ракет на более легкий и прочный титан позволяет экономить горючее и перевозить больше полезного груза. Экономия топлива, как известно, ведет к уменьшению выбросов в атмосферу.

Применение материалов с малой плотностью ( стекловолокно, полиуретан ) позволяет сохранить тепло в домах зимой и оградить их от перегрева летом.

Знание плотности почвы необходимо для ее правильного использования. Очень плотная почва плохо поглощает влагу. Дождевая вода не задерживается на ее поверхности и разрушает ее, стекая по уклону. Такая почва плохо пропускает воздух, необходимый для растений, насекомых, микроорганизмов. Плотная почва хорошо пропускает тепло, поэтому зимой она промерзает на большую глубину. При вспашке она разваливается на крупные глыбы, между которыми плохо развиваются корни растений. Очень рыхлая почва с низкой плотностью — тоже плохо. Через нее быстро проходит дождевая вода, она сильно испаряет влагу. Крупный дождь легко разрушает ее верхний слой и при этом происходит вымывание гумуса. Плотность рыхлой земли, богатой гумусом, чуть больше 1000 кг/ м3.

Ареометр (от греч. araios — рыхлый, жидкий и metrio — измерять) прибор в виде стеклянного поплавка с измерительной шкалой и грузом (внизу) Приборы предназначенный для измерения плотности жидкостей и сыпучих тел – Ареометр.

Проверим что ты усвоил?

Домашнее задание: § 18 , вопросы для самопроверки стр.61-62, Задание 12 № 1-6 1.Правильно ли это? Плотность 1 ртути — 13600 кг/ , а плотность 2 ртути — 27200 кг/ ? 2.Отличие Как ты думаешь, чем отличаются выражения «средняя плотность риса» и » средняя насыпная плотность риса»? 3.Странный вопрос Как ты думаешь, если от куска арбуза откусить кусочек, изменится ли плотность оставшегося арбуза? 4.Плотность такая вот штука! Изменится ли плотность пластилина, если кусочек пластилина скатать в шарик? Почему? 5.Сообрази! Как, не дожидаясь затвердевания расплавленного вещества, предсказать, что произойдет с его плотностью, если у вас есть кусочек такого же вещества в твердом состоянии?

Список используемой литературы Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. Учреждений/ Н.С. Пурышева, Н.Е.Важеевская.-2-е изд., стереотип.-М.: Дрофа, 2016. Уроки физики с использованием информационных технологий. 7-11 класс. Методическое пособие с электронным приложением/ З.В.Александрова.др.-2-е изд., стереотип.-М.:Издат. «Глобус»,2010г. Марон А.Е. Физика 7 класс: дидактический материал/ А.Е.Марон и др.-3-е изд., стереотип.-М.: Дрофа, 2006. Интернет ресурсы: https://learningapps.org/display?v=pa42juo4t20 https://learningapps.org/display?v=pg5zeu6yk20 https://newton-yar.ru/phtos/catalog/ https://www.fizika.ru/fakultat/ https://yandex.ru/video/preview/ Картинки: https://yandex.ru/search/ https://yandex.ru/rsizsjn-001.png https://yandex.ru/kisspng-0wl-elementary https://yandex.ru/img2.jng —

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 801 человек из 76 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

• Сейчас обучается 359 человек из 68 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

• Сейчас обучается 24 человека из 13 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-1057783

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Российские адвокаты бесплатно проконсультируют детей 19 ноября

Время чтения: 2 минуты

Минобрнауки учредит именные стипендии для студентов из малочисленных народов

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

Российские школьники завоевали пять медалей на олимпиаде по физике

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник