Определение плотности вещества твердого тела

Разделы: Физика

Цель работы: Научиться определять плотность твердого тела.

Приборы и материалы:

  1. Весы с разновесами;
  2. Линейка ученическая;
  3. Твердые тела, плотность, которых надо определять.

Теория.

Плотность – это физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему: (1)

В СИ единицей плотности является килограмм на кубический метр:

Очень часто плотность вещества выражается в граммах на кубический сантиметр:

Например: Вода имеет плотность 1 г\см3; ртуть – 13600 г\см3; железо – 7, 8 г\см3; воздух – 0,0013 г\см3.

Пример: Плотность чугуна 7000 кг\м3. Выразите ее в г\см3.

Сначала килограммы переведем в граммы, а кубические метры в кубические сантиметры: р = 7000кг\м3 = 7000 *1000 кг\106 см3 = 7 г\см3.

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

Работа №1. Определение плотности вещества брусков.

Определить плотность брусков из древесины, пластмассы и металлов.

Указания к работе.

  1. Напишите формулу (1) и обдумайте, что нужно измерять для определения плотности вещества. Составьте таблицу для занесения результатов измерений и вычислений.
  2. Измерьте массу тел.
  3. Измерьте размеры тел и определите их объем.
  4. Рассчитайте по формуле (1) плотность данных тел.
  5. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.
  6. Сравните полученные результаты с данными из таблиц плотностей.
  7. Оцените погрешности вычислений физических величин.
  8. Ответьте на следующие вопросы:

- Плотность воды 1000 кг\м3 . Что это означает?
- Как можно определить наличие пустот в телах, если известно из какого вещества они сделаны?

Таблица №1. Параметры брусков.

Номер опыта Брусок Масса тела, г Размеры брусков Объем, V=авс, см3
Длина а, см Ширина в, см Высота с, см
1.            
2.            
3.            
4.            

Таблица №2. Плотность вещества брусков.

Номер опыта Брусок Плотность вещества Вещество
г\см3 кг\см3
1.        
2.        
3.        
4.        

Работа №2. Определение плотности вещества тела в форме параллелепипеда со сквозной цилиндрической выемкой.

Определить плотность деревянного тела в форме параллелепипеда со сквозной цилиндрической выемкой.

Указания к работе.

  1. Напишите формулу (1) и обдумайте, что нужно измерять для определения плотности вещества твердого тела.
  2. Измерьте массу тела.
  3. Измерьте размеры тела и определите его объем.
  4. Измерьте радиус и высоту воздушного цилиндра в теле. Вычислить объем воздушного цилиндра.
  5. Вычислите объем древесины.
  6. Рассчитайте плотность древесины по формуле (1).
  7. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицы № №1,2,3.
  8. Определите сорт древесины по таблице плотностей.
  9. Оцените погрешности физических величин.
  10. Решите задачу (1): Кусок металла массой 461,5 г имеет объем 65 см3. Что это за металл?

Таблица №1. Параметры бруска.

Номер опыта Длина а, Ширина в, Высота с, Объем, V=авс
  см см см см3
1.        

Таблица №2. Параметры воздушного цилиндра.

Радиус цилиндра, см Объем цилиндра
   
   
   

Таблица №3 Плотность вещества твердого тела.

Масса, г Объем,см3 Плотность, г\см3 Сорт древесины
       
       

Работа №3 Определение плотности вещества тела в форме параллелепипеда с шестью цилиндрическими выемками.

Указания к работе.

  1. Напишите формулу (1) и обдумайте, что нужно измерять для определения плотности данного твердого тела.
  2. Измерьте массу тела.
  3. Измерьте размеры тела и определите его объем.
  4. Измерьте радиус и высоту воздушных цилиндров в теле. Определите их суммарный объем.
  5. Вычислите объем древесины.
  6. Рассчитайте плотность древесины по формуле (1).
  7. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу №№ 1,2,3.
  8. Оцените погрешности физических величин.
  9. Решите задачу (1): Три кубика – из мрамора, льда и латуни имеют одинаковый объем. Какой из них имеет большую массу, а какой меньшую.

Таблица №1 Параметры бруска.

Длина, см Ширина, см Высота, см Объем, см3  
         

Таблица №2. Параметры воздушных цилиндров.

Номер опыта № Радиус цилиндра, см Объем цилиндра, см Сумма объемов воздушных цилиндров, см3
1.      
2.      
3.      
4.      
5.      
6      
       

Таблица №3. Плотность вещества тела.

Масса Объем, см3 Плотность, г\см3 Плотность, кг\см3
       
       

Задачи(1,2,5).

  1. Чугунный шар при объеме 125 см3 имеет массу 800 г. Сплошной или полый этот шар?
  2. Картофелина массой 59 г. имеет объем 50 см3. Определите плотность картофеля и выразите ее в килограммах на кубический метр (кг\м3).
  3. Из какого металла изготовлена втулка подшипника, если ее масса 3,9 кг, а объем 500 см3?
  4. Точильный брусок, масса которого 300 г, имеет размер 15*5*2 см. Определите плотность вещества, из которого он сделан.
  5. Определите массу мраморной плиты, размер которой 1,0*0,8*0,1 м.
  6. Как определить плотность неизвестной жидкости, используя только стакан, воду и весы с разновесом?
  7. Как определить плотность неизвестной жидкости, используя стакан и весы с разновесом из латуни?
  8. Деталь, отлитая из меди, имеет массу М. Какую массу m имела деревянная модель детали, если известны плотности меди и дерева?
  9. Начертите график зависимости плотности воды данной массы от температуры. Температура воды изменяется от 0 до 80 С.
  10. Начертите график зависимости объема воды данной массы от температуры. Температура воды изменяется от 0 до 80 С.

Литература:

  1. Лукашик В.И. Сборник задач по физике 7-8 класс, Москва, “Просвещение”, 1994.
  2. Лукашик В.И. Физическая олимпиада. Москва, “Просвещение”, 1999.
  3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика 10 класс, Москва, “Просвещение”, 2000.
  4. Перышкин А.В. Физика, 7 класс, Москва, “Дрофа”, 2004.
  5. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. Москва, “Просвещение”. 2000.