Бодисын нягтын судалгаа нь дунд сургуулийн физикийн хичээлээс эхэлдэг. Энэ үзэл баримтлал нь физик, химийн хичээлүүдэд молекул кинетик онолын үндэс суурийг цаашид танилцуулахад суурь гэж үздэг. Материйн бүтцийг судлах зорилго, судалгааны аргууд нь ертөнцийн талаархи шинжлэх ухааны санааг бий болгох явдал гэж үзэж болно.
Дэлхийн нэг зургийн талаархи анхны санааг физикийн шинжлэх ухаан өгдөг. 7-р анги нь судалгааны арга, физикийн ойлголт, томьёоны практик хэрэглээний талаархи хамгийн энгийн санаан дээр үндэслэн бодисын нягтыг судалдаг.
Физик судалгааны арга
Байгалийн үзэгдлийг судлах аргуудын дотроос ажиглалт, туршилт хоёрыг ялгаж салгадаг гэдгийг та бүхэн мэдэж байгаа. Байгалийн үзэгдлийн ажиглалтыг бага сургуульд заадаг: энгийн хэмжилт хийдэг, ихэвчлэн "Байгалийн хуанли" хөтөлдөг. Сургалтын эдгээр хэлбэр нь хүүхдийг ертөнцийг судлах, ажиглагдсан үзэгдлүүдийг харьцуулах, шалтгаан үр дагаврын холбоог тодорхойлох хэрэгцээнд хүргэж чадна.
Гэсэн хэдий ч бүрэн гүйцэд хийгдсэн туршилт л залуу судлаачид байгалийн нууцыг тайлах арга хэрэгслийг өгөх болно. Туршилт, судалгааны ур чадварыг хөгжүүлэх нь практик хичээл болон лабораторийн ажлын явцад явагддаг.
Физикийн хичээлийн туршилт нь урт, талбай, эзэлхүүн зэрэг физик хэмжигдэхүүнүүдийн тодорхойлолтоос эхэлдэг. Үүний зэрэгцээ математик (хүүхдийн хувьд нэлээд хийсвэр) ба физикийн мэдлэгийн хооронд холбоо тогтоогддог. Хүүхдийн туршлагад хандах, түүнд удаан хугацааны туршид мэдэгдэж байсан баримтуудыг шинжлэх ухааны үүднээс авч үзэх нь түүнд шаардлагатай ур чадварыг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг. Энэ тохиолдолд суралцах зорилго нь шинийг бие даан ойлгох хүсэл юм.
Нягтыг судалж байна
Асуудалтай заах аргын дагуу хичээлийн эхэнд та сайн мэдэх оньсого асууж болно: "Аль нь илүү хүнд вэ: нэг килограмм хөвсгөр эсвэл нэг килограмм ширэм үү?" Мэдээжийн хэрэг, 11-12 насны хүүхдүүд мэддэг асуултанд амархан хариулдаг. Харин асуудлын мөн чанар, түүний онцлогийг илчлэх чадвар нь нягтралын тухай ойлголт руу хөтөлдөг.
Бодисын нягт нь түүний эзлэхүүний нэгжийн масс юм. Сурах бичиг эсвэл лавлах номонд ихэвчлэн өгөгдсөн бодисын нягтын хүснэгт нь бодисын хоорондын ялгаа, түүнчлэн бодисын нэгдсэн төлөв байдлыг үнэлэх боломжийг олгодог. Өмнө дурьдсан хатуу, шингэн, хийн физик шинж чанаруудын ялгааг харуулсан үзүүлэлт, энэ ялгааг зөвхөн бөөмсийн бүтэц, харилцан зохион байгуулалтад төдийгүй бодисын шинж чанарын математик илэрхийлэлд тайлбарлах нь дараахь зүйлийг агуулна. физикийг өөр түвшинд судлах.
Хүснэгт нь судалж буй ойлголтын физик утгын талаархи мэдлэгийг нэгтгэх боломжийг олгодог.бодисын нягтрал. Хүүхэд "Тодорхой бодисын нягтын утга нь юу гэсэн үг вэ?" Гэсэн асуултад хариулж, энэ нь 1 см3 (эсвэл 1 м) масс гэдгийг ойлгосон. 3) бодис.
Нягтын нэгжийн асуудлыг энэ шатанд аль хэдийн тавьж болно. Янз бүрийн лавлагааны систем дэх хэмжлийн нэгжийг хөрвүүлэх арга замыг авч үзэх шаардлагатай. Энэ нь статик сэтгэлгээнээс ангижрах, бусад асуудалд тооцооллын бусад системийг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой болгодог.
Нягт тодорхойлох
Мэдээжийн хэрэг, физикийн судалгаа нь асуудлыг шийдэхгүйгээр бүрэн дүүрэн байх боломжгүй юм. Энэ үе шатанд тооцооллын томьёог оруулсан болно. 7-р ангийн физикийн нягтын томъёо нь хүүхдийн хэмжигдэхүүнүүдийн анхны физик харьцаа байж магадгүй юм. Энэ нь нягтралын тухай ойлголтыг судалснаас гадна асуудлыг шийдвэрлэх арга барилын талаар онцгой анхаарал хандуулдаг.
Энэ үе шатанд физик тооцооллын асуудлыг шийдэх алгоритм, үндсэн томъёо, тодорхойлолт, хэв маягийг хэрэглэх үзэл баримтлал тавигдаж байна. Багш нь физикийн нягтын томъёо гэх мэт харьцааг ашиглан асуудлын дүн шинжилгээ хийх, үл мэдэгдэх зүйлийг хайх арга зам, хэмжих нэгжийг ашиглах онцлогийг зааж өгөхийг хичээж байна.
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
Жишээ 1
540 гр масстай, 0.2 дм эзэлхүүнтэй шоо 3 ямар бодисоос бүтсэнийг тодорхойл.
ρ -? м=540 гр, V=0.2 дм3 =200 см3
Шинжилгээ
Асуудлын асуултад үндэслэн энэ нь кубыг ямар материалаар хийсэн болохыг тодорхойлоход тусална гэдгийг бид ойлгож байна.хатуу бодисын нягтын хүснэгт.
Иймээс бодисын нягтыг тодорхойлъё. Хүснэгтэнд энэ утгыг г/см3-ээр өгсөн тул dm3 -аас см3 руу орчуулсан.
Шийдвэр
Тодорхойлолтоор: ρ=m: V.
Бидэнд өгөгдсөн: эзэлхүүн, масс. Бодисын нягтыг тооцоолж болно:
ρ=540гр: 200см3=2.7г/см3, энэ нь хөнгөн цагаантай тохирч байна.
Хариулт: шоо нь хөнгөн цагаанаар хийгдсэн.
Бусад хэмжигдэхүүнийг тодорхойлох
Нягтыг тооцоолох томъёог ашигласнаар бусад физик хэмжигдэхүүнүүдийг тодорхойлох боломжтой. Эзлэхүүнтэй холбоотой биеийн масс, эзэлхүүн, шугаман хэмжээсийг даалгаварт хялбархан тооцдог. Геометрийн дүрсүүдийн талбай, эзэлхүүнийг тодорхойлох математикийн томъёоны мэдлэгийг даалгаварт ашигладаг бөгөөд энэ нь математикийг судлах хэрэгцээг тайлбарлах боломжийг олгодог.
Жишээ 2
Хэрэв бүрэх ажилд 5 гр зэс ашигласан нь мэдэгдэж байгаа бол 500 см гадаргуутай хэсгийг бүрхэх зэсийн давхаргын зузааныг тодорхойлно уу2.
цаг - ? S=500см2, м=5г, ρ=8.92г/см3.
Шинжилгээ
Бодисын нягтын хүснэгт нь зэсийн нягтыг тодорхойлох боломжийг олгодог.
Нягтын тооцооны томьёог ашиглая. Энэ томъёонд бодисын эзлэхүүн байгаа бөгөөд үүнд үндэслэн шугаман хэмжээсийг тодорхойлж болно.
Шийдвэр
Тодорхойлолтоор: ρ=m: V, гэхдээ энэ томъёонд хүссэн утга байхгүй тул бид ашигладаг:
V=S x цаг.
Үндсэн томьёог орлуулбал: ρ=m: Sh, эндээс:
h=m: S xρ.
Тооцоо: h=5 г: (500 см2 x 8, 92 г/см3)=0.0011 см=11 микрон.
Хариулт: Зэсийн давхаргын зузаан 11 микрон.
Нягтыг туршилтаар тодорхойлох
Физикийн шинжлэх ухааны туршилтын мөн чанарыг лабораторийн туршилтын явцад харуулсан. Энэ үе шатанд туршилт хийх, түүний үр дүнг тайлбарлах чадварыг эзэмшдэг.
Материйн нягтыг тодорхойлох практик даалгаварт:
- Шингэний нягтыг тодорхойлох. Энэ үе шатанд аль хэдийн төгссөн цилиндр ашигласан залуус томъёог ашиглан шингэний нягтыг хялбархан тодорхойлж чадна.
- Тогтмол хэлбэрийн хатуу биеийн нягтыг тодорхойлох. Үүнтэй төстэй тооцооллын асуудлуудыг аль хэдийн авч үзсэн бөгөөд биеийн шугаман хэмжээсээр эзлэхүүнийг хэмжих туршлага хуримтлуулсан тул энэ даалгавар нь эргэлзээгүй юм.
- Тогтмол бус хэлбэртэй цул биеийн нягтыг тодорхойлох. Энэ ажлыг гүйцэтгэхдээ бид жигд бус хэлбэртэй биеийн эзэлхүүнийг стакан ашиглан тодорхойлох аргыг ашигладаг. Энэ аргын онцлог шинжийг дахин нэг удаа эргэн санах нь зүйтэй: хатуу биетийн эзэлхүүн нь биеийн эзэлхүүнтэй тэнцүү шингэнийг нүүлгэн шилжүүлэх чадвар. Цаашилбал, даалгаврыг стандарт аргаар шийддэг.
Нэмж төвөгтэй асуултууд
Чи биеийг ямар бодисоос бүтсэнийг тодорхойлоход залуусыг урих замаар даалгаврыг хүндрүүлж болно. Энэ тохиолдолд ашигласан бодисын нягтын хүснэгт нь ажиллах чадвартай байх хэрэгцээнд анхаарлаа хандуулах боломжийг олгодогсуурь мэдээлэл.
Туршилтын асуудлыг шийдвэрлэхдээ оюутнууд физик хэрэгсэл ашиглах, хэмжилтийн нэгжийг хөрвүүлэх чиглэлээр шаардлагатай хэмжээний мэдлэгтэй байх ёстой. Ихэнхдээ энэ нь хамгийн олон тооны алдаа, дутагдлыг үүсгэдэг. Магадгүй физикийн судалгааны энэ үе шатанд илүү их цаг хугацаа өгөх хэрэгтэй бөгөөд энэ нь судалгааны мэдлэг, туршлагыг харьцуулах боломжийг олгодог.
Бөөн нягтрал
Цэвэр бодисыг судлах нь мэдээж сонирхолтой боловч цэвэр бодис хэр их олддог вэ? Өдөр тутмын амьдралд бид холимог, хайлштай тулгардаг. Энэ тохиолдолд яаж байх вэ? Бөөн нягтын тухай ойлголт нь оюутнуудыг бодисын дундаж нягтын утгыг ашиглах ердийн алдаа гаргахаас сэргийлнэ.
Энэ асуудлыг тодорхой болгох, аливаа бодисын нягтрал болон бөөн нягтын хоорондын ялгааг харах, мэдрэх боломжийг олгох нь нэн шаардлагатай байна. Энэ ялгааг ойлгох нь физикийн цаашдын судалгаанд зайлшгүй шаардлагатай.
Энэ ялгаа нь их хэмжээний материалын хувьд маш сонирхолтой юм. Анхны судалгааны ажлын явцад материалын нягтрал, бие даасан тоосонцрын хэмжээ (хайрга, элс гэх мэт) зэргээс шалтгаалан хүүхдэд бөөн нягтралыг судлах боломжийг олгох боломжтой.
Бодисын харьцангуй нягт
Төрөл бүрийн бодисын шинж чанарыг харьцангуй үнэ цэнэд үндэслэн харьцуулах нь нэлээд сонирхолтой юм. Бодисын харьцангуй нягт нь эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн нэг юм.
Бодисын харьцангуй нягтыг ихэвчлэннэрмэл ус руу. Тухайн бодисын нягтыг стандартын нягттай харьцуулсан харьцаагаар энэ утгыг пикнометр ашиглан тодорхойлно. Гэхдээ энэ мэдээллийг сургуулийн байгалийн ухааны хичээлд ашигладаггүй, гүнзгий судлахад сонирхолтой байдаг (ихэнхдээ сонголттой).
Физик, химийн хичээлийн олимпиадын түвшинд "устөрөгчтэй харьцуулахад бодисын харьцангуй нягт" гэсэн ойлголт нөлөөлж болно. Үүнийг ихэвчлэн хийд хэрэглэдэг. Хийн харьцангуй нягтыг тодорхойлохын тулд судалж буй хийн молийн массыг устөрөгчийн молийн масстай харьцуулсан харьцааг олно. Харьцангуй молекулын жинг ашиглахыг үгүйсгэхгүй.
