Измерение массы тела на весах
Содержание
В прошлом уроке мы уже познакомились с методом, позволяющим определить массу тела. Но для этого нам необходима идеальная ситуация, когда два тела взаимодействуют между собой, мы знаем их скорости (или отношение этих скоростей) и массу одного из этих тел. Тогда мы можем использовать соотношение. С помощью этого способа в науке рассчитывают массы небесных тел, молекул, атомов.
Но в повседневной жизни мы используем другой способ – весы.
Виды весов
Существует огромное количество видов, вот наиболее распространенные из них.
По принципу действия:
- рычажные весы (рисунок 1). Являются самыми распространенными. Именно рычажные весы вы будете использовать при выполнении лабораторных работ;
Рисунок 1. Рычажные весы.
- пружинные весы (рисунок 2). Под действием силы тяжести, которая действует на груз, прикрепленный к пружине, пружина растягивается.Рядом прикреплена шкала, по которой можно определить массу.
Рисунок 2. Пружинные весы.
- электронные (рисунок 3).
Рисунок 3. Электронные весы.
Также весы бывают разные по точности взвешивания: для грубого взвешивания, технические, аналитические, специальные и др.
Весы используют практически во всех сферах жизни: от медицины до промышленности. Существуют специальные автомобильные весы для взвешивания грузовых автомобилей (рисунок 4). Их грузоподъемность может составлять до 50 тонн.
Рисунок 4. Бесфундаментные автомобильные весы.
В противовес таким гигантам на современном рынке представлены различные модели и совсем крохотных весов, которые умещаются в ладони (рисунок 5). Такие весы используются для взвешивания ювелирных украшений, медицинских препаратов.
Рисунок 5. Портативные электронные весы.
Измерение массы на весах
Рассмотрим повнимательнее рычажные весы, которые мы будем использовать (рисунок 4).
Рисунок 4. Учебные весы.
Главная часть таких весов – это коромысло (1). К середине коромысла прикреплена стрелка – указатель (2). В некоторых моделях весов она может быть направлена наверх. Стрелка может отклоняться вправо или влево. К концам коромысла подвешены две чашки (3).
Весы будут находиться в равновесии, если на чашках весов будут лежать тела равной массы.
В наборе к учебным весам мы имеем специальный комплект гирь (4): от достаточно крупных до совсем маленьких. Для удобства их использования имеется пинцет (5).
Чтобы определить массу тела, необходимо поместить его на одну чашку весов. На другую чашку ставим гири разной массы до тех пор, пока весы не придут в равновесие.
Источник
Масса тела в физике: измерение массы
За единицу измерения массы тела принят один килограмм. А на практике применяют и другие единицы – грамм, миллиграмм, тонна и т.п. Для измерения массы тела существуют разные способы. Один из них – это сравнение скоростей тел после взаимодействия. Например, если один мяч после столкновения полетел в два раза быстрее другого, то, очевидно, что он в два раза легче. Иной, более простой и привычный нам способ измерения массы заключается в измерении массы тела на весах, то есть взвешивании, если говорить по-простому. При взвешивании сравнивается масса тела с телами, массы которых известны – специальными гирями. Гири существуют по 1, 2 килограмма, по 100, 200, 500 грамм и так далее. Существуют также специальные аптечные гири весом в несколько грамм. Тело весом в несколько миллиграмм, например, комара можно взвесить на специальных аналитических весах. В настоящее время почти повсеместно используют для взвешивания не механические, а электронные весы, в принципе действия которых лежит воздействие веса тела на специальный датчик, который преобразует этот вес в определенный электрический сигнал. Но суть остается та же – мы заранее знаем, какое воздействие оказывает тот или иной вес на датчик, и поэтому можем по получаемым от датчика сигналам судить о весе предмета, преобразовывая этот сигнал в цифры на табло.
Расчет массы тела очень крупных объектов, таких как земля, солнце или луна, а также, очень мелких объектов: атомов, молекул производят иными способами – через измерение скоростей и иных физических величин, входящих в различные законы физики вместе с массой.
Инерционные свойства массы в нерелятивистской (ньютоновской) механике определяются соотношением F=m*a.
поэтому можно получить по крайней мере три способа определения массы тела в невесомости.
1.Можно аннигилировать (перевести всю массу в энергию) исследуемое тело и измерить выделившуюся энергию — по соотношению Эйнштейна получить ответ. (Годится для очень малых тел — например, так можно узнать массу электрона) . Но такого решения не должен предлагать даже плохой теоретик. При аннигиляции одного килограмма массы выделяется 2·1017 джоулей тепла в виде жесткого гамма излучения
2.С помощью пробного тела измерить силу притяжения, действующую на него со стороны исследуемого объекта и, зная расстояние по соотношению Ньютона, найти массу (аналог опыта Кавендиша) . Это сложный эксперимент, требующий тонкой методики и чувствительного оборудования, но в таком измерении (активной) гравитационной массы порядка килограмма и более с вполне приличной точностью сегодня ничего невозможного нет. Просто это серьезный и тонкий опыт, подготовить который вы должны еще до старта вашего корабля. В земных лабораториях закон Ньютона проверен с прекрасной точностью для относительно небольших масс в интервале расстояний от одного сантиметра примерно до 10 метров.
3.Подействовать на тело с какой — либо известной силой (например прицепить к телу динамометр) и измерить его ускорение, а по соотношению найти массу тела (Годится для тел промежуточного размера) .
4.Можно воспользоваться законом сохранения импульса. Для этого надо иметь одно тело известной массы, и измерять скорости тел до и после взаимодействия.
5.Лучший способ взвешивания тела — измерение/сравнение его инертной массы. И именно такой способ очень часто используется в физических измерениях (и не только в невесомости) .
из курса физики, грузик, прикрепленный к пружинке, колеблется с вполне определенной частотой: w = (k/m)1/2, где k — жесткость пружинки, m — масса грузика. Таким образом, измеряя частоту колебаний грузика на пружинке, можно с нужной точностью определить его массу. Причем совершенно безразлично, есть невесомость, или ее нет. В невесомости удобно держатель для измеряемой массы закрепить между двумя пружинами, натянутыми в противоположном направлении.
В реальной жизни такие весы используются для определения влажности и концентрации некоторых газов. В качестве пружинки используется пьезоэлектрический кристалл, частота собственных колебаний которого определяется его жесткостью и массой. На кристалл наносится покрытие, селективно поглощающее влагу (или определенные молекулы газа или жидкости) . Концентрация молекул, захваченных покрытием, находится в определенном равновесии с концентрацией их в газе. Молекулы, захваченные покрытием, слегка меняют массу кристалла и, соответственно, частоту его собственных колебаний, которая определяется электронной схемой (помните, я сказал, что кристалл пьезоэлектрический).. . Такие «весы» очень чувствительны и позволяют определять очень малые концентрации водяного пара или некоторых других газов в воздухе.
Источник
Масса тела. Измерение массы тела на весах.
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему
Конспект урока и презентация предназначены для проведения урока физики в 7 классе.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| konspekt_uroka_massa_tela._izmerenie_massy_tela_na_vesakh.docx | 31.68 КБ |
| massa_tela_izmerenie_massy_tela_na_vesakh.pptx | 2.9 МБ |
Предварительный просмотр:
КОНСПЕКТ УРОКА по физике в 7 классе
Васильева Ольга Геннадьевна
Тема урока : «Масса тела. Измерение массы тела на весах»
Тип урока: Изучение нового материала
Цель урока : Изучение физической величины по обобщенному плану, расширение кругозора учащихся
- Общеобразовательные:
- Формирование понятия «Массы» по обобщенному плану
- Обеспечить в ходе урока повторение и закрепление знаний учащихся
- Заложить основы для дальнейшего изучения темы «Плотность»
- В процессе урока показать социальную значимость изучаемого материала
- Формировать у учащихся интерес к своему предмету;
- Воспитательные:
- Продолжить формирование научно-диалектического мировоззрения
- Воспитывать трудолюбие, взаимопонимание между учеником и учителем, трудолюбие
- Развивающие:
- Развивать логическое мышление, вычислительные навыки, память
- Развивать умение излагать полученную информацию
- Развивать умение переключать внимание при смене рода деятельности.
Техническое обеспечение урока : компьютер, мультимедийный проектор, экран
Оборудование : Весы, демонстрационные весы, наборы гирь разной массы.
I. Организационный момент: формулировка урока, сообщение цели и плана урока. (слайды 1-2)
II. Актуализация знаний.
1. Фронтальный опрос с целью повторения пройденного материала: (слайд 3)
- Вопросы классу:
- С каким явлением мы познакомились на прошлом уроке? (Инерция)
- Что называем инерцией?
- Почему брошенный мячик продолжает лететь вверх уже после того, как ты выпустил его из рук?
- Почему лыжник, докатившись до конца трамплина, не падает вертикально вниз, а описывает в воздухе длинную пологую дугу?
- Почему бегун, споткнувшись, падает вперед, а не назад?
- Почему шофер, увидев шалуна, перебегающегося через дорогу, не может остановить машину сразу?
2. Самостоятельная работа.
III. Демонстрация опыта с тележками
Перед изложением нового материала, демонстрируется опыт с тележками. в первом опыте, когда мы рассматриваем систему «тележка — пластинка» механическое движение не возникает.
При взаимодействии двух тележек и пластинки мы наблюдаем возникновение механического движения у двух тележек. делая разными грузы на тележках, мы замечаем, что они приобретают различные скорости.
Итог демонстрационного опыта на слайде 4. Действие тел друг на друга называют взаимодействием .
Примеры взаимодействия на слайде 5.
Главный вывод: взаимодействие тел приводит к изменению их скоростей. причем, скорости изменяются по-разному. Если тело при взаимодействии с другим меньше изменяет свою скорость, то говорят, что оно более инертно
IV. Изучение нового материала.
Из приведенных опытов можно сделать вывод, что тела большей массы более инертны, чем тела меньшей массы. (слайды 6)
Т.О., масса — это мера инертности тел . Следовательно, инертность — свойство присуще всем материальным объектам (материальным точкам)
Зная массу одного из тел, мы всегда можем оценить массу другого: (слайд 7)
- если при взаимодействии скорости тел меняется одинаково, то массы тел равны.
- если нет, то массу второго тела можно вычислить из соотношения скоростей.
Масса в физике обозначается буквой m, происходит от греч. слова μάζα — кусок, глыба, ком.
Масса как научный термин была введена И. Ньютоном. (слайд 8)
За единицу массы в СИ принят 1 кг. (слайд 9). Производными единицами являются:
Эталон массы изготовлен из платиново-иридиевого сплава и хранится в городе Севре во Франции. (слайд 10)
С эталона изготовлены копии: в России хранится копия №12, в США – № 20.
Любое реально существующее тело обладает массой. Тела имеют различные массы.
Примеры масс (слайд 11)
Установи соответствие между живым существом и его массой (слайд 12)
Физкультминутка (слайд 13)
Самый простой способ определения массы — взвешивание. Средством для взвешивания являются весы. Различают несколько типов весов. (слайды 14-19)
Учебные весы — рычажные весы.(слайд 20) Принцип взвешивания на рычажных весах заключается в уравновешивании. В состоянии равновесия суммарная масса гирь известной массы равна массе взвешиваемого тела.
Правила взвешивания массы тела на весах (слайд 21)
Т.О. измерить массу тел можно двумя способами:
- при взаимодействии
- взвешиванием.
- 1. не зависят от рода взаимодействия.
- 2. Складываются.
- 3. Изменяется при движении со скоростью, близких к скорости света.
V. Закрепление пройденного. Решение задач
С целью первичного закрепления пройденного материала разбираем задачи (слайды 22-23) и отвечаем на вопросы «Самое главное» (слайд 24)
Домашнее задание (слайд 25)
Возьмите две пластмассовые бутылки, свяжите их резинкой. Одну бутылку наполовину заполните водой. Опустите бутылки в ванну с водой, разведите их как можно дальше друг от друга и отпустите одновременно. Какая бутылка (пустая или с водой) приобретет большую скорость? Как вы это определил? Что можно сказать о массе этих бутылок?
Масса и инертность (слайд 25)
Знаю я с седьмого класса:
Главное для тела – масса.
если масса велика,
Жизнь для тела нелегка:
С места тело трудно сдвинуть,
Трудно вверх его подкинуть,
Трудно скорость изменить.
Только в том кого винить?
Как рассчитать индекс массы тела (ИМТ) (слайды 26-28)
Индекс массы тела можно вычислить по формуле:
Показатель массы тела в килограммах следует разделить на показатель роста в метрах, возведенный в квадрат, т.е.:
Например, масса человека — 85 кг, рост =164см. Следовательно ИМТ в этом случае равен:
Показатель индекса массы тела был предложен в качестве определителя нормальной массы тела бельгийским социологом и статистиком Адольфом Кетеле ( Adolphe Quetelet ) ещё в 1869 году.
В соответствии с рекомендациями ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения) разработана следующая интерпретация показателей ИМТ :
Индекс массы тела
Соответствие между массой человека и его ростом
Выраженный дефицит массы
Недостаточная (дефицит) масса тела
Избыточная масса тела (предожирение)
Ожирение первой степени
Ожирение второй степени
Ожирение третьей степени (морбидное)
Индекс массы тела используют для определения степени ожирения и степени риска развития сердечнососудистых заболевай, диабета и других осложнений, связанных с избыточной массой тела и ожирением. (слайд 29)
Типы массы тела
Риск сопутствующих заболеваний
Дефицит массы тела
Низкий (повышен риск других заболеваний)
Нормальная масса тела
Избыточная масса тела
Ожирение I степени
Ожирение II степени
Ожирение III степени
Литература и ссылки на сайты Интернет (слайд30)
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Масса тела. Измерение массы тела на весах.
Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы. А . Эйнштейн
Вопросы для повторения. 3. Почему бегун, споткнувшись, падает вперед, а не назад ? 4. Почему шофер, увидев шалуна, перебегающегося через дорогу, не может остановить машину сразу ? 1. Почему брошенный мячик продолжает лететь вверх уже после того, как ты выпустил его из рук? 2. Почему лыжник, докатившись до конца трамплина, не падает вертикально вниз, а описывает в воздухе длинную пологую дугу ?
Действие тел друг на друга называют взаимодействием . При взаимодействии тел изменяется их скорость. Демонстрация опыта с тележкой.
Примеры взаимодействия тел.
Грузовой и легковой автомобили двигаются с одинаковой скоростью. Однако их тормозной путь различен. Почему ? Масса характеризует инертные свойства тел . Масса – мера инертности Инертность. Инертность- это свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Если Если Взаимодействие тел.
Масса – скалярная физическая величина, характеризующая меру инертности . Ма́сса (от греч. μάζα ) — кусок, глыба, ком Масса как научный термин была введена И. Ньютоном Масса обозначается латинской буквой — m
в системе СИ: = 1 кг. Кратные единицы Дольные единицы массы: массы : 1 т = 1000 кг; 1 г = 0, 001 кг; 1ц = 100 кг 1 мг = 0,000001 кг 1 кг=1000г=1000000мг 1 мг = 0,001г 1 г = 1000мг Единицы измерения массы Реши упражнение 6 (1 ) из учебника
Эталон массы 39 мм 39 мм Эталон массы изготовлен из платиново-иридиевого сплава и хранится в городе Севре во Франции. С эталона изготовлены копии: в России хранится копия №12, в США – № 20.
Масса это скалярная физическая величина. Любое реально существующее тело обладает массой. Самую маленькую массу имеют элементарные частицы, которые входят в состав атомов. Масса электрона Самую большую массу имеют звезды. Масса Солнца Примеры масс Масса Земли
2 г 3,3 кг 200 кг 160 т Установи соответствие между живым существом и его массой Синий кит Слоновая черепаха Колибри Голиаф
Взвешивание – измерение массы с помощью весов. Весы – прибор для измерения массы
Вагонные весы Автомобильные весы Весы – прибор для измерения массы
Стержневые весы служат для взвешивания длинномерных грузов Весы монорельсовые электронные Весы крановые Весы напольные электронные Весы торговые Весы торговые электронные Весы – прибор для измерения массы
Весы электронные для взвешивания скота Грузоподъемность 500 кг. весы электронные для взвешивания багажа Весы кухонные Весы напольные Весы -безмен бытовые 25 кг Весы рыбацкие Весы – прибор для измерения массы
Лабораторные и аналитические весы Электронные весы для взвешивания мешков Весы – прибор для измерения массы
Старинные весы для взвешивания табака (1850-е годы) Весы лабораторные рычажные Весы – прибор для измерения массы
Коромысло Стрелка — указатель Чашки Гири Пинцет Футляр Учебные весы Разновесы – набор гирь
Правила взвешивания массы тела на весах 1.Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. 2.Взвешиваемое тело кладут на левую чашу весов, а гири – на правую. 3.Во избежание порчи весов тело и гири опускать осторожно. 4.Нельзя взвешивать тела более тяжелые, чем указанная на весах предельная нагрузка. 5. На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, насыпать порошки, наливать жидкости. 6.Мелкие гири нужно брать только пинцетом. 7.После взвешивания переносят гири с чашки весов в футляр и проверяют, все ли гири положены на место.
Определите массу тела Решите задачи №1
20 г + 500 мг = 20г 500 мг =20,5 г = 0,0205 кг 20 г + 2 г + 500 мг + 200 мг + 10 мг = 100 г + 50 г + 4 г + 20 мг +10 мг +5 мг = Решите задачи №2 №3 №№195-197 задачника
Вместо многоточия вставьте подходящие по смыслу слова 1. Взаимодействием называют действие тел … 2. В результате взаимодействия изменяются … 3. У тела большей массы скорость изменяется …, про него говорят, что оно … инертно. 4. Масса характеризует … 5. Единица массы в СИ … 6. Массу тела можно определить … 7. Эталон массы представляет собой … 8. В 1 т содержится … кг. 9. При выстреле из ружья большую скорость получает …, потому что ее масса … 10. Если при взаимодействии друг с другом два тела изменяют свои скорости одинаково, то их массы … Самое главное
§ 18,19 Упр. 6 (1,2,3) Проделать опыт: Возьмите две пластмассовые бутылки, свяжите их резинкой. Одну бутылку наполовину заполните водой. Опустите бутылки в ванну с водой, разведите их как можно дальше друг от друга и отпустите одновременно. Какая бутылка (пустая или с водой) приобретет большую скорость? Как вы это определил? Что можно сказать о массе этих бутылок? Домашнее задание
Знаю я с седьмого класса: Главное для тела – масса. если масса велика, Жизнь для тела нелегка: С места тело трудно сдвинуть, Трудно вверх его подкинуть, Трудно скорость изменить. Только в том кого винить? Масса и инертность
Идеальный вес: как рассчитать индекс массы тела (ИМТ)? Индекс массы тела можно вычислить по формуле: ИМТ = Например, масса человека — 85 кг, рост =164см. Следовательно ИМТ в этом случае равен: ИМТ =
Идеальный вес: как рассчитать индекс массы тела (ИМТ)? Индекс массы тела Соответствие между массой человека и его ростом 16 и менее Выраженный дефицит массы 16—18,5 Недостаточная (дефицит) масса тела 18,5—25 Норма 25—30 Избыточная масса тела ( предожирение ) 30—35 Ожирение первой степени 35—40 Ожирение второй степени 40 и более Ожирение третьей степени ( морбидное )
Ожирение – угроза здоровью. Типы массы тела ИМТ (кг/м 2 ) Риск сопутствующих заболеваний Дефицит массы тела Мне нравится
Источник
