Учебный проект по физике "Как мы плотность изучали"

Д. И. Менделеев

Учебный предмет (дисциплины, близкие к теме): Физика (математика, информатика).

Возраст учащихся: 7 класс.

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 в группах.
• Применение навыков работы с физическими приборами.

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

Продукты проекта: семь презентаций, выполненных в программе Power Point (работы связаны гиперссылками с общей презентацией, сделанной учителем); оформленные на бумаге результаты измерений и расчётов по группам в соответствии с заданиями.

Организация работы:

Класс делится на группы: две небольшие группы под условным названием “теоретики”, остальные – “практики”. Теоретики получают задания для обобщения знаний по теме “Плотность вещества”. Практикам предлагаются творческие задания по нахождению плотности тел из повседневной жизни. Требуется найти способ решения задачи, подобрать необходимые приборы, произвести измерения и расчёты, обдумать и соотнести результаты, оформить записи, сделать выводы. Все группы создают компьютерные презентации для представления выполненных работ.

Задания для двух групп “теоретиков”:

1 группа – Подобрать материал для рассказа о плотности, как физической величине.
2 группа – Найти интересные сведения о плотностях различных тел.

Задания для пяти групп “практиков”:

1 группа – Определить плотности по этикеткам (подобрать товары с этикетками, на которых имеется информация позволяющая рассчитать плотность).
2 группа – Найти плотность тел правильной формы.
3 группа – Определить плотность фруктов и овощей.
4 группа – Определить плотность жидкостей.
5 группа – Найти плотность тел произвольной формы.

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: Плотность = Масса / Объем. 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.

Приложение 1 – презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.

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. 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.

Приложение 2 – презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.

Плотность, ты как?

Учащиеся, входившие в 1 группу, подобрали для работы мусс для волос, зубные пасты, растворитель, шпатлёвку. На некоторых упаковках майонеза, кетчупа, растительного масла так же имеются сведения о массе и объёме.

Приложение 3 – часть презентации, выполненная в программе Power Point данной группой.

Учащиеся, входившие во 2 группу, использовали весы и линейку, они измеряли массу, длину, высоту, ширину предметов, вычисляли их объём, а затем и плотность. Так была определена плотность печенья, шоколада, пемзы, паралоновой губки, пенопласта, мрамора, бумаги.

Учащимся 3 группы потребовался нож, чтобы из фруктов и овощей вырезать кубики и параллелепипеды, то есть предавать телам удобную для расчётов форму. Если при этом вырезать куб со стороной 1 см, то его масса и будет плотностью.

Учащиеся 4 группы определили плотность молока, растительного масла, спирта, растворителя. Для этого они взвесили пустой мерный стакан, а затем его же с 50 мл жидкости. Плотность растительного масла и растворителя можно сравнить с результатом 1 группы.

Учащимся, входившим в 5 группу, пришлось вспомнить лабораторную работу, так как для определения объёма тел произвольной формы потребовалась мензурка с водой. Была определена плотность стекла, фарфора, пластилина, камня, морской ракушки, парафина.

Если каждая группа после своего выступления прикрепит к доске результаты вычислений, то можно сравнить плотности различных тел, сделать выводы. Следует обобщить способы получения данных для расчётов на практике.

Подвести общеучебный итог помогают ответы на вопросы:

Что нового узнали? Чему учились? С какими трудностями столкнулись? Что пригодится в дальнейшем?

Дополнительные задания группам (при необходимости).

1. Расчётные задачи по задачнику Григория Остера.

Печальный дядя Боря захотел сам сварить себе суп, и у него получилось полкастрюли зеленой гадости. Объем этой гадости, которую дядя Боря не отважился попробовать – 0,001м³. Масса этой гадости – 1 кг 300 г. Вычисли плотность дядибориной гадости.

Масса пустой бутылки 450 г. Масса этой же бутылки, наполненной водой, 950 г. А масса бутылки, наполненной той горькой кислятиной, которую врачи прописали печальному дяде Боре пить 3 раза в день перед едой, 980 г. Зная плотность воды – 1 г/куб.см, определи, не морщась, плотность этой целебной кислятины, которую с отвращением 3 раза в день пьет дядя Боря.

Ученый с мировым именем Иннокентий решил плотно пообедать и с аппетитом съел комплексный обед их трех блюд. Масса первого блюда – 550 граммов, объем – 0,000 5 куб. м. Масса второго – 150 г, объем – 0,000 2 куб.м, масса компота – 1кг 100 г, объем – 0,0011 куб.м. Как вычислить среднюю плотность плотного обеда, который ученый с мировым именем съел без хлеба?

В цирке клоун одной левой поднимает огромную гирю, на которой написано 500 кг. На самом деле масса гири в 100 раз меньше. Объём этой гири 0,2 м³. Вычисли плотность цирковой гири.

В те редкие дни, когда мама загоняет среднеупитанного и плотного Петю в наполненную до краёв ванну, на пол выливается 30000 см³ воды. Масса Пети 30 кг. Определите среднюю плотность Пети.

2. Качественные задачи.

1. Как вы думаете, если от куска арбуза откусить кусочек, изменится ли плотность оставшегося арбуза?
2. Изменится ли плотность пластилина, если кусочек пластилина скатать в шарик? Почему?
3. Как, не дожидаясь затвердевания расплавленного вещества, предсказать, что произойдет с его плотностью, если у вас есть кусочек такого же вещества в твердом состоянии?
4. Металлическую деталь нагревают на плите. Как при этом изменяются масса, объём, плотность детали?
5. Объёмы керосина и воды одинаковы. Масса, какой жидкости будет больше? Почему?
6. Одинаковые массы воды и масла наливают в одинаковые сосуды. Какой сосуд будет полнее?

Источники:

1. Кириллова И. Г. Книга для чтения по физике.- М.: Просвещение, 1996.
2. Сёмке А.И. Занимательные материалы к урокам физики 7 класс. – М.: НЦ ЭНАС, 2006
3. Григорий Остер Физика. – М.: Росман, 1999.
4. САЙТ: http.//class-fizika.narod.ru