Определить массу и объем. Расчет массы и объема тела — Гипермаркет знаний

Зависит не только от его размеров, но и от вещества, из которого тело состоит. Так, тела одного объёма, сделанные из разных веществ, имеют разные массы, и обратно: тела, имеющие одинаковые массы, сделанные из разных веществ, имеют разные объёмы.

Плотность тела - зависимость массы и объема

Например, железный куб с ребром 10 см имеет массу 7,8 кг, алюминиевый куб тех же размеров имеет массу 2,7 кг, а масса такого же куба изо льда 0,9 кг. Величина, характеризующая массу, приходящуюся на единичный объём данного вещества, называется плотностью. Плотность равна частному от массы тела и его объёма, т.е.

ρ = m/V, где ρ (читается «ро») плотность тела, m - его масса, V объём.

В Международной системе единиц СИ плотность измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3); также часто используются внесистемные единицы, например, грамм на кубический сантиметр (г/см3). Очевидно, 1 кг/м3 = 0,001 г/см3. Заметим, что при нагревании веществ их плотность уменьшается или (реже) увеличивается, но это изменение так незначительно, что при расчётах им пренебрегают.

Сделаем оговорку, что плотность газов непостоянна; когда говорится о плотности какого-нибудь газа, обычно имеется ввиду его плотность при 0 градусов по Цельсию и нормальном атмосферном давлении (760 миллиметров ртутного столба).

Расчет массы и объема тела

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с необходимостью рассчитывать массы и объёмы разных тел. Это удобно делать, применяя плотность.

Плотности разных веществ определяются по таблицам, например, плотность воды 1000 кг/м3, плотность этилового спирта 800 кг/м3.

Из определения плотности следует, что масса тела равна произведению его плотности и объёма. Объём же тела равен частному от массы и плотности. Этим пользуются при расчётах:

m = ρ * V; или V = m / p;

гдн m масса данного тела, ρ его плотность, V объём тела.

Рассмотрим пример такого расчета

Пустой стакан имеет массу m1=200 г. Если налить в него воды, его масса будет m2= 400 г. Какую массу будет иметь этот стакан, если налить столько же (по объёму) ртути?

Решение. Найдём массу налитой воды. Она будет равна разности массы стакана с водой и массы пустого стакана:

mводы = m2- m1 = 400 г 200 г = 200 г.

Найдём объём этой воды:

V = m / ρв = 200 г / 1 г/см3 = 200 см3 (рв плотность воды).

Найдём массу ртути в этом объёме:

mрт = ρртV = 13,6 г/см3 * * 200 см3 = 2720 г.

Найдём искомую массу:

m = mрт + m1 = 2720 г + 200 г = 2920 г.

Ответ: масса стакана с ртутью равна 2920 граммам.

Рассмотрим более сложный пример расчета

Слиток из двух металлов с плотностями ρ1 и ρ2 , имеет массу m и объём V. Определить объём этих металлов в слитке.

Решение. Пусть V1 объём первого металла, V2 объём второго металла. Тогда V1 + V2 = V; V1 = V V2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m

>>Расчет массы и объема тела

3. Как можно найти массу тела по его плотности и объему?

Экспериментальное задание.

Возьмите кусок мыла, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, на котором обозначена его масса. Проделав необходимые измерения, определите плотность мыла.

Отослано читателями из интернет-сайтов

библиотека физики , уроки физики , программа с физики, конспекты уроков физики, учебники по физике, готовые домашние задания

Тела, g – ускорение свободного падения. Объема в этой формуле нет, значит, его надо связать с величинами, указанными в формуле, например, массой. Выводить ускорение свободного падения нельзя, так как оно – константная величина, равная 9,8 Н/кг ( , деленный ).Объем и масса тела объединены другой физической формулой: V= m /ρ, где m – масса, V – объем тела, ρ – плотность вещества, постоянная табличная величина для конкретных веществ. Запишите ее в удобном для работы виде: m = V*ρ

Подставьте формулу массы (m = V*ρ) в формулу веса тела (P=m*g), получится новая для расчета веса указанного тела: P=V*ρ*g. Вот и получилась веса тела через его объем. В ней ускорение свободного падения, g, ρ, являются постоянными величинами (плотность только для этого тела). Стала видна прямая зависимость между объемом и весом тела. Чем больше объем тела, тем больше его вес.

Пример решения задачи. Найдите вес стеклянного шара объемом 0,2 м^3 (кубических метра).
Решение. В данном условии известны три величины: объем (V=0,2 м^3), ускорение свободного падения (9,8 Н/кг) и плотность, которая определяется в таблице по веществу, из которого тело состоит, (плотность стекла ρ = 2500 кг/ м^3). P=V*ρ*g = 0,2 м^3*2500 кг/ м^3*9,8 Н/кг = 4900 Н. При работе с единицами измерения: сократите и , остаются – силы. Вес тела – это сила, поэтому измеряется .

Обратите внимание

Вес тела и масса тела – это две разные физические величины, имеющие разные характеристики.

Полезный совет

Принято использование округленного значения ускорения свободного падения, оно равно 10 Н/кг.

Таблицу плотностей можно найти в любом учебнике седьмого класса или физическом справочнике.

Вес тела – это сила, с которой оно давит на горизонтальную опору, мешающую свободному падению тела. В быту вы можете ошибочно назвать массу весом. Это не так: если человек стоит на полу, едет на лифте вверх или вниз, масса его неизменна, а вес будет изменяться.

Инструкция

Вес тела измеряется в Ньютонах. Чтобы найти вес вашего тела в состоянии покоя при нормальных земных условиях, используйте формулу P=mg, где P – это вес, m – , g – силы тяжести (или ускорение свободного падения). Значит, если масса вашего тела, например, 60 кг, его вес будет равен 60x9,81=588,6 (Н).

Если вы в лифте спускаетесь вниз, вы можете почувствовать некоторую легкость. Это связано с тем, что при той же массе тела вес уменьшился. В случае вес рассчитывается по формуле P=m(g-a), где а – ускорение тела, в данном случае равно 2 м/с². Соответственно вес вашего тела теперь будет равен 60x(9,81-2)=468,6 (Н). По сравнению с первым случаем вес уменьшился на 120 Ньютонов.

Когда вы поднимаетесь на лифте, то чувствуете тяжесть. Так как вектор ускорения направлен силы тяжести, для расчета веса вы получите формулу P=m(g+a). Ускорение нам известно, оно также равно 2 м/с². Получается, что вес тела равен 60x(9,81+2)=708,6 (Н). По сравнению с вашим весом в состоянии покоя, показатель больше на 120 Ньютонов.

Разработки уроков (конспекты уроков)

Основное общее образование

Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)

Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Методическая разработка урока физики для 7 класса по теме "Расчет массы и объема тела по его плотности.

Класс: 7

Цели урока: повторить тему «Плотность тела», научиться определять объем тела и его массу по известной плотности, научиться решать задачи с применением этих формул.

Задачи урока: применять полученные знания в новой ситуации; развивать интерес к предмету путём выполнения разных заданий: практических и теоретических.

Дидактические материалы и оборудование к уроку: презентация, плакаты «Международная система единиц», «Приставки для образования кратных и дольных единиц», индивидуальные карточки с проверочными заданиями; весы с разновесами, мензурка, линейка, мыло, картофелина, камень.

План урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

1. Фронтальный опрос по теоретическому материалу

2. Заполнить таблицу (устно)

3. Назовите число, составленное вами из номеров верных формул.

1. v = S /t ;
2. v = St ;
3. S = vt ;
4. ρ = mv ;
5. ρ = m /V ;
6. m = ρ/V .

3. Выразите в СИ.

4,8 т; 502 г; 175 г; 35 см; 2341 мм; 584 л; 3846 см 3 ; 0,00567 г/см 3

III Проверка д/з

Проверочная работа по теме «Масса. Плотность»

Вариант 1

1) При нагревании тело расширяется. При этом плотность вещества, из которого оно сделано, …

а) не меняется б) увеличивается в) уменьшается г)

2) Из некоторого вещества изготовили тело массой 42 г в форме параллелепипеда. Параллелепипед имеет следующие размеры: высота 1 см, ширина 2 см, длина 3 см. Определите его плотность.

3) После того как на одну чашу весов поместили тело, а на другую – набор гирь (20 г, 500 мг, 200 мг, 100 мг, 10 мг, 20 мг, 20 мг и 50 мг), весы пришли в равновесие. Чему равна масса тела?

Вариант 2

1) При охлаждении тело сжимается. При этом плотность вещества, из которого оно сделано, …

а) не меняется б) увеличивается в) уменьшается г) увеличивается, потом уменьшается

2) Канистра имеет размеры: высота 3 дм, ширина 1 дм, длина 5 дм. Масса пустой канистры 1 кг, заполненной – 13 кг. Чему равна плотность жидкости.

3) После того как на одну чашу весов поместили тело, а на другую – набор гирь (50 г, 500 мг, 200 мг, 100 мг, 10 мг, 10 мг, 20 мг и 50 мг), весы пришли в равновесие. Чему равна масса тела?

IV. Решение практических задач

1) Перед вами лежит кусочек камня. Какие измерения и расчеты необходимо выполнить для определения его плотности? С помощью какого прибора удобно измерить объем тела неправильной формы? Оформите задачу с решением.

2) Теперь вы видите кусок мыла. Какие измерения и расчеты необходимо выполнить для определения плотности этого тела? С помощью какого прибора удобно измерить объем мыла? Оформите задачу с решением.

Постановка проблемы

3) Недавно в одной из телепередач был показан сюжет о крестьянском хозяйстве, в котором вырастили замечательную картошку. Из всех городов приезжают закупать картофель, но только картофелины берут определенного объема. Примерно вот такую картофелину я вам принесла на урок. Давайте, определим ее объем. Вот только в мензурку, да и в отливной стакан она не войдет. Ваши предложения?

Это и есть тема нашего урока: Расчет массы и объема тела по его плотности.

Оформите эту задачу в тетрадях: Как найти объем тела, если известна масса тела и его плотность?

Рассмотрим примеры решения задач.

1) Перед вами в мензурке находятся вода, молоко и подсолнечное масло. Необходимо рассчитать массы этих жидкостей, зная их плотности.

2) Рядом с мензурками находятся пластмассовый и стальной шарики, электронные весы. По таблице из учебника выясните плотности этих веществ. Рассчитайте объемы шариков.

V. Самостоятельное решение расчетных задач

1. Масса чугунного шара 800 г, его объем 125 см 3 . Сплошной этот шар или полый?
2. Чему равна масса железного листа длиной 1 м, шириной 80 см, толщиной 1 мм?
3. Дубовый брусок имеет массу 800 г. Определите его объем, если плотность дуба 800 кг/м 3 .

VI. Рефлексия (подведение итогов урока, оценки)

Что ж, наше занятие подходит к завершению. Я надеюсь, что полученные вами знания вы сможете использовать не только на уроках по различным предметам, но и будете применять их в повседневной жизни. А теперь рубрика обратной связи. На экране вы видите высказывания. Выберите любое и закончите его (устно).

Предлагаются варианты ответов: Сегодня я узнал… Было интересно… Было трудно… Я понял, что… Я научился… Меня удивило…

VII. Д/з

1) § 23 – учить

2) Придумать 3 интересные задачи на расчет плотности, массы или объема тел, применяемых в быту (оформить на А4 с решением и иллюстрациями, принести эти тела в класс для решения некоторых задач)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Плотностью называется количество вещества, приходящееся в среднем на единичный объем тела.

Это количество можно определять по-разному. Если речь идет о числе частиц, то говорят о плотности частиц. Эту величину обозначают буквой n . В СИ она измеряется в м -3 . Если имеется ввиду масса вещества, то вводят плотность массы. Её обозначают через . В Си измеряется в кг/м 3 . Между и n существует связь. Так, если тело состоит из частиц одного сорта, то

= m ×n ,

где m - масса одной частицы.

Плотность массы можно вычислить по формуле:

Данное выражение можно преобразовать так, чтобы получилась формула массы через объем и плотность:

Таблица 1. Плотности некоторых веществ.

Независимо от степени сжатия плотности жидких и твердых тел лежат в весьма узком интервале значений (табл. 1). Плотности же газов варьируются в весьма широких пределах. Причина заключается в том, что как в твердых телах, так и в жидкостях частицы вплотную примыкают друг к другу. В этих средах расстояние между соседними частицами составляет величину порядка 1 А и сравнимо с размерами атомов и молекул. По этой причине твердые и жидкие тела обладают очень малой сжимаемостью, чем обусловлено малое различие в их плотности. В газах положение иное. Среднее расстояние между частицами значительно превышает их размеры. Например, для воздуха у поверхности Земли оно составляет 10 2 А. Вследствие этого газы обладают большой сжимаемостью, а их плотность может изменяться в очень широких пределах.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2