مطالعه چگالی مواد در دوره فیزیک دبیرستان آغاز می شود. این مفهوم در ارائه بیشتر مبانی نظریه جنبشی مولکولی در دروس فیزیک و شیمی اساسی در نظر گرفته می شود. هدف از مطالعه ساختار ماده، روش های تحقیق را می توان شکل گیری ایده های علمی درباره جهان فرض کرد.
ایده های اولیه درباره یک تصویر واحد از جهان توسط فیزیک ارائه شده است. درجه 7 چگالی ماده را بر اساس ساده ترین ایده ها در مورد روش های تحقیق، کاربرد عملی مفاهیم و فرمول های فیزیکی مطالعه می کند.
روشهای تحقیق فیزیکی
همانطور که می دانید، مشاهده و آزمایش در بین روش های مطالعه پدیده های طبیعی متمایز است. مشاهدات پدیده های طبیعی در مدرسه ابتدایی آموزش داده می شود: اندازه گیری های ساده انجام می شود، اغلب آنها "تقویم طبیعت" را نگه می دارند. این اشکال یادگیری می تواند کودک را به نیاز به کشف جهان، مقایسه پدیده های مشاهده شده، شناسایی روابط علت و معلولی سوق دهد.
با این حال، تنها یک آزمایش کاملاً انجام شده به محقق جوان ابزارهایی برای کشف اسرار طبیعت می دهد.توسعه مهارت های تجربی، پژوهشی در کلاس های عملی و در طول کار آزمایشگاهی انجام می شود.
آزمایشی در درس فیزیک با تعاریف مقادیر فیزیکی مانند طول، مساحت، حجم آغاز می شود. در عین حال ارتباطی بین دانش ریاضی (کاملاً انتزاعی برای کودک) و دانش فیزیکی برقرار می شود. توسل به تجربه کودک، در نظر گرفتن حقایقی که برای مدت طولانی برای او از نقطه نظر علمی شناخته شده است، به شکل گیری شایستگی لازم در او کمک می کند. هدف از یادگیری در این مورد میل به درک مستقل چیزهای جدید است.
تراکم مطالعه
طبق روش تدریس مسئله‌دار، در ابتدای درس، می‌توانید از معمای معروف بپرسید: «کدامیک سنگین‌تر است: یک کیلوگرم کرک یا یک کیلوگرم چدن؟» البته بچه های 11-12 ساله به راحتی می توانند به سوالی که می دانند پاسخ دهند. اما پرداختن به اصل موضوع، یعنی توانایی آشکار ساختن ویژگی‌های آن، به مفهوم چگالی منجر می‌شود.
چگالی یک ماده، جرم واحد حجم آن است. جدول چگالی مواد، که معمولاً در کتاب‌های درسی یا کتاب‌های مرجع ارائه می‌شود، به شما امکان می‌دهد تا تفاوت‌های بین مواد و همچنین حالت‌های مجموع یک ماده را ارزیابی کنید. نشانه ای از تفاوت در خواص فیزیکی جامدات، مایعات و گازها، که قبلاً مورد بحث قرار گرفت، توضیحی از این تفاوت نه تنها در ساختار و آرایش متقابل ذرات، بلکه در بیان ریاضی ویژگی های یک ماده نیز نشان می دهد. مطالعه فیزیک در سطوح مختلف.
جدول به شما امکان می دهد دانش را در مورد معنای فیزیکی مفهوم مورد مطالعه ادغام کنیدچگالی ماده کودک با دادن پاسخ به این سوال: "مقدار چگالی یک ماده خاص به چه معناست؟"، می فهمد که این جرم 1 سانتی متر است3 (یا 1 متر). 3) مواد.
موضوع واحدهای چگالی را می توان در این مرحله مطرح کرد. لازم است راه های تبدیل واحدهای اندازه گیری در سیستم های مرجع مختلف در نظر گرفته شود. این امر باعث می شود تا از تفکر ایستا خلاص شوید و در سایر موارد نیز سیستم های حساب دیگر را بپذیرید.
تعیین چگالی
طبیعی است که مطالعه فیزیک بدون حل مسائل کامل نمی شود. در این مرحله فرمول های محاسباتی وارد می شود. فرمول چگالی در فیزیک کلاس 7 احتمالاً اولین نسبت فیزیکی مقادیر برای کودکان است. نه تنها به دلیل مطالعه مفاهیم چگالی، بلکه به دلیل روش تدریس برای حل مسائل، توجه ویژه ای به آن می شود.
در این مرحله است که الگوریتم حل یک مسئله محاسباتی فیزیکی، ایدئولوژی بکارگیری فرمول‌ها، تعاریف، الگوهای اساسی، گذاشته می‌شود. معلم سعی می کند با استفاده از نسبتی مانند فرمول چگالی در فیزیک، تجزیه و تحلیل مسئله، راه جستجوی مجهولات، ویژگی های استفاده از واحدهای اندازه گیری را آموزش دهد.
نمونه ای از حل مسئله
مثال 1
مشخص کنید که یک مکعب به جرم 540 گرم و حجم 0.2 dm از چه ماده ای ساخته شده است3.
ρ -؟ m=540 گرم، V=0.2 dm3 =200cm3
تحلیل
بر اساس سؤال مسئله، می دانیم که به ما کمک می کند تا ماده ای را که مکعب از آن ساخته شده است، تعیین کنیم.جدول چگالی برای جامدات.
در نتیجه، بیایید چگالی ماده را تعیین کنیم. در جداول این مقدار به g/cm3 داده شده است، بنابراین حجم از dm3 به cm۳ ترجمه شده است.
تصمیم
طبق تعریف: ρ=m: V.
به ما داده می شود: حجم، جرم. چگالی ماده را می توان محاسبه کرد:
ρ=540 گرم: 200cm3=2.7g/cm3، که مربوط به آلومینیوم است.
پاسخ: مکعب از آلومینیوم ساخته شده است.
تعیین مقادیر دیگر
استفاده از فرمول محاسبه چگالی به شما امکان می دهد کمیت های فیزیکی دیگر را تعیین کنید. جرم، حجم، ابعاد خطی اجسام مرتبط با حجم به راحتی در وظایف محاسبه می شود. دانش فرمول های ریاضی برای تعیین مساحت و حجم اشکال هندسی در تکالیف استفاده می شود که این امر باعث می شود تا نیاز به مطالعه ریاضی را توضیح دهیم.
مثال 2
ضخامت لایه مسی را که قسمتی با سطح 500 سانتی متر را می پوشاند تعیین کنید2 اگر مشخص باشد که برای پوشش از 5 گرم مس استفاده شده است..
ساعت - ? S=500cm2، m=5g، ρ=8.92g/cm3.
تحلیل
جدول چگالی مواد به شما امکان می دهد چگالی مس را تعیین کنید.
بیایید از فرمول محاسبه چگالی استفاده کنیم. در این فرمول حجمی از یک ماده وجود دارد که بر اساس آن می توان ابعاد خطی را تعیین کرد.
تصمیم
طبق تعریف: ρ=m: V، اما مقدار دلخواه در این فرمول وجود ندارد، بنابراین از: استفاده می کنیم
V=S x h.
با جایگزین کردن فرمول اصلی، به دست می آوریم: ρ=m: Sh، از آنجا:
h=m: S xρ.
محاسبه: h=5 گرم: (500 سانتی متر2 x 8, 92 g/cm3)=0.0011 سانتی متر=11 میکرون.
پاسخ: ضخامت لایه مس 11 میکرون است.
تعیین آزمایشی چگالی
ماهیت تجربی علوم فیزیکی در دوره آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده شده است. در این مرحله مهارت های انجام آزمایش و توضیح نتایج آن به دست می آید.
کار عملی برای تعیین چگالی ماده شامل:
- تعیین چگالی مایع. در این مرحله، افرادی که قبلاً از یک سیلندر مدرج استفاده کرده‌اند، می‌توانند به راحتی چگالی مایع را با استفاده از فرمول تعیین کنند.
- تعیین چگالی جسم جامد با شکل منظم. این کار نیز بدون تردید است، زیرا مشکلات محاسباتی مشابه قبلاً در نظر گرفته شده است و تجربه در اندازه گیری حجم ها با ابعاد خطی اجسام به دست آمده است.
- تعیین چگالی جسم جامد با شکل نامنظم. هنگام انجام این کار، از روش تعیین حجم بدن نامنظم با استفاده از بشر استفاده می کنیم. مفید است که یک بار دیگر ویژگی های این روش را یادآوری کنیم: توانایی جسم جامد برای جابجایی مایعی که حجم آن برابر با حجم بدن است. علاوه بر این، کار به روش استاندارد حل می شود.
سوالات افزایش پیچیدگی
می توانید با دعوت از بچه ها برای تعیین ماده ای که بدن از آن ساخته شده است، کار را پیچیده کنید. جدول چگالی مواد مورد استفاده در این مورد به شما امکان می دهد به نیاز به کار با آن توجه کنیداطلاعات پس زمینه.
هنگام حل مسائل تجربی دانش آموزان باید در زمینه استفاده از ابزار فیزیکی و تبدیل واحدهای اندازه گیری دانش لازم را داشته باشند. اغلب این همان چیزی است که باعث بیشترین تعداد خطا و کاستی می شود. شاید به این مرحله از مطالعه فیزیک زمان بیشتری داده شود، این امکان را به شما می دهد تا دانش و تجربه تحقیق را با هم مقایسه کنید.
تراکم حجمی
مطالعه یک ماده خالص البته جالب است، اما چقدر مواد خالص پیدا می شود؟ در زندگی روزمره با مخلوط ها و آلیاژها مواجه می شویم. چگونه در این مورد باشیم؟ مفهوم چگالی ظاهری دانش آموزان را از اشتباه معمول استفاده از مقادیر متوسط چگالی مواد جلوگیری می کند.
بسیار ضروری است که این موضوع روشن شود، فرصتی برای دیدن، احساس کردن تفاوت بین چگالی یک ماده و چگالی ظاهری در مراحل اولیه است. درک این تفاوت در مطالعه بیشتر فیزیک ضروری است.
این تفاوت در مورد مواد فله بسیار جالب است. می توان به کودک اجازه داد که چگالی ظاهری را بسته به فشردگی مواد، اندازه ذرات منفرد (شن، ماسه و غیره) در طول فعالیت تحقیقاتی اولیه مطالعه کند.
تراکم نسبی مواد
مقایسه خواص مواد مختلف بر اساس مقادیر نسبی بسیار جالب است. چگالی نسبی ماده یکی از این مقادیر است.
معمولاً چگالی نسبی یک ماده با استفاده ازبه سمت آب مقطر به عنوان نسبت چگالی یک ماده به چگالی یک استاندارد، این مقدار با استفاده از پیکنومتر تعیین می شود. اما این اطلاعات در دوره مدرسه علوم طبیعی استفاده نمی شود، برای مطالعه عمیق (اغلب اختیاری) جالب است.
سطح المپیاد مطالعه فیزیک و شیمی نیز می تواند تحت تأثیر مفهوم "چگالی نسبی یک ماده با توجه به هیدروژن" قرار گیرد. معمولاً روی گازها اعمال می شود. برای تعیین چگالی نسبی یک گاز، نسبت جرم مولی گاز مورد مطالعه به جرم مولی هیدروژن پیدا می شود. استفاده از وزن مولکولی نسبی مستثنی نیست.
