Лабораторная работа №3 · 7 класс · 2 четверть

Лабораторная работа №3. Определение плотности жидкостей и твёрдых тел

ФизикаТУП № 399

В этой работе находят плотность твёрдого тела и жидкости. Массу измеряют весами, объём тела — мензуркой по вытесненной воде, объём жидкости — по шкале мензурки. Плотность вычисляют по формуле ρ = m / V и по таблице плотностей определяют вещество.

Цель работы. Экспериментально определить плотность твёрдого тела и жидкости, объяснить физический смысл плотности и сравнить полученные значения с табличными.

Сделать ҚМЖ по этой теме

Цели обучения

  • 7.2.2.13объяснять физический смысл плотности
  • 7.2.2.14экспериментально определять плотности жидкостей и твердых тел
  • 7.1.3.3знать и соблюдать технику безопасности в кабинете физики

Оборудование

  • весы учебные с набором гирь или электронные весы
  • мензурка
  • стакан
  • вода
  • исследуемая жидкость (солёная вода или подсолнечное масло)
  • твёрдые тела на нити (цилиндры из разных металлов)
  • салфетка

Ход работы

  1. 1

    Определите цену деления мензурки и погрешность весов.

  2. 2

    Взвесьте твёрдое тело и запишите его массу m.

  3. 3

    Налейте в мензурку воду и запишите объём V₁.

  4. 4

    Опустите тело на нити в воду целиком и запишите объём V₂; найдите объём тела V = V₂ − V₁.

  5. 5

    Вычислите плотность тела и по таблице определите, из какого вещества оно сделано.

  6. 6

    Взвесьте пустой сухой стакан и запишите массу m₁.

  7. 7

    Отмерьте мензуркой 50 мл исследуемой жидкости, перелейте её в стакан и взвесьте: масса m₂.

  8. 8

    Найдите массу жидкости m = m₂ − m₁ и вычислите её плотность.

  9. 9

    Сравните результаты с табличными значениями и запишите вывод.

Краткая теория

Плотность показывает, какая масса вещества содержится в единице объёма. Тела одинакового объёма из разных веществ имеют разную массу: кубик из стали тяжелее такого же кубика из дерева, потому что плотность стали больше. Плотность — характеристика вещества, а не тела: у куска алюминия любого размера она одна и та же.

Плотность обозначают греческой буквой ρ (ро) и вычисляют по формуле ρ = m / V, где m — масса тела, V — его объём. Единица плотности в СИ — килограмм на кубический метр (кг/м³). В лаборатории удобнее грамм на кубический сантиметр: 1 г/см³ = 1000 кг/м³.

Физический смысл: если плотность воды 1000 кг/м³, то 1 м³ воды имеет массу 1000 кг, а 1 см³ — 1 г. Плотность алюминия около 2700 кг/м³, стали — около 7800 кг/м³, подсолнечного масла — около 920 кг/м³.

Массу твёрдого тела измеряют на весах, объём — погружением в мензурку с водой: V = V₂ − V₁. Чтобы найти массу жидкости, взвешивают пустой стакан (m₁) и стакан с жидкостью (m₂); масса жидкости m = m₂ − m₁, а её объём измеряют мензуркой.

Виртуальный опыт

В симуляции «Механическая лаборатория», режим «Измерения», выберите тело и взвесьте его в пункте «Весы», затем найдите его объём в пункте «Мензурка» по уровням воды до и после погружения. В пункте «Плотность жидкости» стакан стоит на электронных весах: выберите жидкость, налейте известный объём и прочитайте массу. Для каждого опыта запишите m и V и вычислите ρ = m / V.

Таблица измерений

Лабораторная работа №3 · Физика, 7 класс. Определение плотности жидкостей и твёрдых тел

Фамилия, имя, класс: ____________________ Дата: __________

№ опытаТело или жидкостьМасса m, гОбъём V, см³Плотность ρ, г/см³Плотность ρ, кг/м³Вещество по таблице
1
2
3

Расчёт и вывод

Плотность: ρ = m / V.

Например, масса тела m = 21,6 г, V₁ = 50 мл, V₂ = 58 мл, значит V = 8 см³. Тогда ρ = 21,6 г / 8 см³ = 2,7 г/см³ = 2700 кг/м³ — это близко к плотности алюминия.

Например, m₁ = 52,0 г, m₂ = 98,0 г, объём жидкости 50 см³. Масса жидкости m = 46,0 г, ρ = 46,0 / 50 = 0,92 г/см³ = 920 кг/м³.

Отклонение от табличного значения: δ = |ρ − ρтабл| / ρтабл · 100 %. Например, при ρ = 2650 кг/м³ и ρтабл = 2700 кг/м³ получится δ ≈ 1,9 %.

Шаблон вывода: В ходе работы я определил(а) плотность твёрдого тела: ρ = … кг/м³, это близко к плотности … . Плотность жидкости получилась ρ = … кг/м³. Отличие от табличных значений составило … %, его причины — … . Плотность показывает, что 1 м³ вещества имеет массу … .

Контрольные вопросы

  1. Каков физический смысл плотности?

    Показать ответ

    Плотность показывает массу единицы объёма вещества. Например, плотность 2700 кг/м³ означает, что 1 м³ вещества имеет массу 2700 кг.

  2. Как найти объём тела неправильной формы?

    Показать ответ

    Опустить тело в мензурку с водой и вычесть из нового уровня воды прежний.

  3. Переведите 7,8 г/см³ в кг/м³.

    Показать ответ

    7,8 г/см³ = 7800 кг/м³, потому что 1 г/см³ = 1000 кг/м³.

  4. Почему перед взвешиванием тело и стакан должны быть сухими?

    Показать ответ

    Капли воды добавляют массу, и плотность получится больше настоящей.

  5. У двух кубиков одинаковый объём, но разная масса. Что можно сказать о веществах?

    Показать ответ

    Кубики сделаны из разных веществ: плотность больше у того, чья масса больше.

Техника безопасности

  • Ставьте мензурку и стакан на середину стола, держите их обеими руками при переливании.
  • Тело опускайте в мензурку плавно на нити — от удара стекло может треснуть.
  • Не кладите на весы мокрые предметы и не проливайте жидкость на чашки весов.
  • Исследуемые жидкости не пробуйте на вкус; масло и солёную воду после работы слейте туда, куда скажет учитель.
  • Пролитую жидкость сразу вытрите салфеткой.

Учителю

ҚМЖ и СОР по теме этой работы ИИ собирает в кабинете Bilim Plus Ұстаз по кодам целей обучения. Симуляцию можно выдать классу или вывести на доску.

Вопросы

Можно ли сделать работу без оборудования?
Да, есть виртуальная лабораторная: симуляция «Механическая лаборатория», пункты «Весы», «Мензурка» и «Плотность жидкости». Её можно выполнить на компьютере или телефоне, а оформлять результат в журнал — по требованию учителя.
Как записать вывод?
Укажите полученные значения плотности тела и жидкости в кг/м³, назовите вещество по таблице, сравните с табличным значением и объясните, откуда могла появиться разница.
Почему результат немного отличается от табличного?
Мешают погрешности весов и мензурки, капли воды на теле, пузырьки воздуха при погружении. Кроме того, школьные тела бывают сделаны из сплавов, а не из чистого металла.

Все лабораторные работы по физике, 7 класс