Тема «Тело. Вещество. Явление.»
Самостоятельная работа учени____ 7 ___ класса
ФИО _____________________________________________________________________________
Начальный уровень
Приведите примеры тел, изготовленных из следующих веществ: а) дерева, б) бумаги, в) пластмассы:
а) _________________________________________________________________________
б) _________________________________________________________________________
в)__________________________________________________________________________
2. Из каких веществ состоят следующие физические тела: а) книга, б) линейка, в) парта.
а) __________________; б) __________________________; в) ________________________
3.
автобус, плывет лодка, кипит вода.
4. Какие из приведенных явлений являются тепловыми (подчеркните): ученики греются у
костра, Солнце нагревает крышу дома, летит мяч.
5. Какие из приведенных явлений являются звуковыми: щебетание птиц, горение свечи,
музыкант играет на трубе.
Достаточный уровень
Подчеркните то, что относится к понятию «вещество»: автобус, трамвай, авторучка, медь, мел, пуговица, мед, очки.
Подчеркните из приведенных ниже явлений только физические: а) таяние снега, б) кипение воды, в) гниение картофеля, г) выпадение снега, д) почернение серебряной монеты, е) стальной гвоздь заржавел, ё) в печи сгорели дрова, ж) кусок мела упал на пол, з) прозвучал звонок с урока.
В предлагаемую таблицу напишите, какие из перечисленных ниже слов обозначают физическое тело, какие — вещество и какие — явление: мел, молния, рассвет, капля воды, Луна, выстрел, циркуль, ртуть, мед, наводнение, молоко, авторучка, лед, таяние льда, вьюга, вода.
Тело
Вещество
Явление
В предлагаемую таблицу напишите, какие из перечисленных явлений механические, звуковые, тепловые, электрические, магнитные, световые: капля падает, лед плавится, горит спичка, слышны звуки музыки, тает снег, светит лампочка, поет канарейка, кипит вода, плывет лодка, летит самолет, разряд молнии, булавка притянулась к магниту, мерцают звезды, шелестит листва, электромагнит поднимает груз, электрический ток в проводах.
Механические
Тепловые
Звуковые
Электрические
Световые
Магнитные
Название проекта:
Вещества вокруг нас
Цель проекта :
Задачи проекта:
Сроки
Первое полугодие (проект разрабатывается в рамках элективного предпрофильного курса «Химические вещества в повседневной жизни человека»)
Руководитель проекта
Ромахина Елена Борисовна, учитель химии
Участники проекта
9 класс (14- 15 лет)
Конечный продукт
Электронный путеводитель «Вещества вокруг нас».
Методические рекомендации или Как организовать работу над проектом
Занятие №1.
Введение в проект.
Индуктором запуска проекта может послужить фильм «Живая вода» или слайд-презентация, составленная учителем «Эта обычная и такая необычная вода…». В ходе показа учитель рассказывает о важности этого вещества, о том, что все химические превращения на Земле происходят или с непосредственным участием воды, или в водных растворах. Учитель акцентирует внимание на уникальных свойствах воды. Важные и хорошо иллюстрированные сведения о свойствах воды способствуют возникновению интереса учащихся к изучению веществ и тел, окружающих нас в быту.
Работа с понятийным аппаратом.
Задание для учащихся:
Из предложенного перечня, выпишите отдельно вещества и тела: мел, чашка, капля росы, ножницы, железо, булавка, поваренная соль, крахмал, алюминиевая ложка, кусочек сахара, снежинка, вода, цветочный горшок, стекло, глина, спичка.
После обсуждения результатов выполнения задания, учащимся предлагается самостоятельно сформулировать отличие понятий вещества и физического тела.
Результаты обсуждения с комментариями учителя заносятся в таблицу.
Понятие | Определение |
Вещество | Это та материя из чего состоят физические тела. Вещество характеризуется определенными физическими свойствами. |
Физические тела | Это все, что нас окружает. |
Химия | Это наука о веществах, их свойствах и превращениях |
Свойства веществ | Это признаки, по которым одни вещества отличаются от других или сходны между собой. |
Чистые вещества | Это вещества, обладающие постоянными физическими свойствами. |
Физические свойства | Агрегатное состояние, цвет, плотность, теплопроводность, запах, растворимость в воде, электрическая проводимость, температура плавления и кипения. |
Задачи химии |
|
Выбор темы проекта.
Учащимся, предлагается разбиться на малые группы и выбрать тему своего проекта для коллективной разработки. Представитель от каждой группы подходит к непрозрачному мешку и вытягивает вещество или физическое тело, которое предстоит им изучать. В мешке лежат: коробок спичек, тетрадь, стеклянная бутылочка, краски, чашка, солонка с солью.
Предлагаемые темы:
1. Бумага – материальный носитель различных видов искусства.
2. От пергамента до наших дней.
3. «Скользкая» и «мокрая» вода.
4. От оконного стекла до витражей.
5. Эти обычные и необычные спички.
6. Соль вокруг нас.
7. Мир ярких красок.
8. Керамика во все времена.
Домашнее задание.
Сформулировать цель и задачи группового исследования, для оформления первого слайда презентации.
Занятие №2.
Проверка домашнего задания.
Формулирование учителем требований, выдвигаемых к конечному результату исследования.
1. Подготовка доклада.
2. Разработка сопровождающей его компьютерной презентации Power Point, выполненной с применением пакета Microsoft Office.
3. Выступление по выбранной теме с использованием этой презентации.
Требования к презентации:
1. Количество слайдов в презентации не более 20.
2. Наличие доклада в виде заметок к слайдам внутри презентации.
3. Работоспособность ссылок-переходов по слайдам (при их наличии в презентации).
4. Первый слайд презентации содержит информацию об авторах.
5. Второй слайд – формулировка целей и задачи данного проекта.
6. Последний слайд презентации должен содержать список используемых источников информации.
7. Продолжительность выступления с докладом перед аудиторией на итоговой конференции – не более 10 минут.
Критерии оценки презентации.
Презентация оценивается в баллах по двум категориям:
1. Содержание презентации
2. Оформление презентации.
Содержание презентации:
1. Грамотное раскрытие учебной темы
2. Плановое изложение информации: грамотно поставленная цель, наличие вступления, основной части, заключения.
3. Наличие фотографий, рисунков и других графических объектов, связанных с содержанием.
4. Наличие подписей к фото, рисункам, диаграммам.
5. Наличие ссылок на источники информации (текстовые, графические, музыкальные материалы, информацию, взятую из сети Интернет)
Оформление презентации:
1.
Грамотное использование анимации элементов слайдов.
2. Грамотное использование анимации смены слайдов.
3. Грамотное использование дополнительных возможностей Power Point : звуковое сопровождение, видео.
4. Единство оформления всех слайдов презентации: цвет фона, шрифт, графика.
5. Легкость прочтения текстовой информации – баланс цвета фона и цвета шрифта.
Домашнее задание:
Найти историю открытия и этимологию слова, выбранного вещества или физического тела.
Занятие №3.
Проверка домашнего задания.
Лекция: Вода в масштабе планеты. Круговорот воды. Экологические проблемы чистой воды.
Практическая работа.
Получение дистиллированной воды.
Описание хода работы.
Получение дистиллированной воды
Вода из-под крана чиста, прозрачна, не имеет запаха… Но чистое ли это вещество с точки зрения химика? Загляните в чайник: в нем легко обнаруживаются накипь и коричневатый налет, которые появляются на спирали и стенках чайника в результате многократного кипячения в нем воды.
А известковый налет на кранах? И природная, и водопроводная вода – это однородные смеси, растворы твердых и газообразных веществ. Конечно, их содержание в воде очень мало, но эти примеси могут привести не только к образованию накипи, но и к более серьезным последствиям. Не случайно лекарства для инъекций готовят только с использованием специально очищенной воды, называемой дистиллированной.
Накипь на нагревательном элементе |
Откуда взялось такое название? Воду и другие жидкости очищают от примесей с помощью процесса, называемого дистилляцией, или перегонкой. Сущность дистилляции состоит в том, что смесь нагревают до кипения, образующиеся пары чистого вещества
отводят, охлаждают и вновь превращают в жидкость, которая уже не содержит загрязняющих примесей.
Демонстрационный эксперимент. На учительском столе собрана лабораторная установка для перегонки жидкостей.
Лабораторная установка для |
В перегонную колбу учитель наливает воду, подкрашенную в оранжевый цвет растворимой неорганической солью (дихроматом калия). Так вы воочию убедитесь, что в очищенной воде этого вещества не будет. Для равномерного кипения в колбу бросают 3-4 кусочка пористого фарфора или пемзы (кипелки). В рубашку холодильника подается вода, а перегонная колба нагревается до кипения содержимого с помощью электронагревателя. Пары воды, попадая в холодильник, конденсируются, и дистиллированная вода стекает в приемник. Какую температуру показывает термометр? Как вы думаете, через какой отвод в холодильник подается холодная вода, а через какой она сливается?
Дистиллированная вода используется не только для приготовления лекарств, но и для получения растворов, применяемых в химических лабораториях.
Даже автомобилисты используют дистиллированную воду, доливая ее в аккумуляторы для поддержания уровня электролита.
Домашнее задание.
Найти информацию о физических свойствах, особенности строения, составе, выбранных, учащимися веществ и физических тел.
Занятие №4.
Проверка домашнего задания.
Лекция. Роль поваренной соли в обмене веществ человека и животных. Солевой баланс в организме человека. Использование хлорида натрия в химической промышленности.
Практическая работа: очистка поваренной соли.
1. Растворение загрязненной поваренной соли (смесь соли с песком). В стакан с загрязненной солью налейте примерно 20 мл воды. Чтобы ускорить растворение, содержимое стакана перемешайте стеклянной палочкой (осторожно, не касаясь стенок стакана).
Если при этом соль не растворится, добавляйте понемногу воду до тех пор, пока соль не растворится.
2. Очистка полученного раствора при помощи фильтрования. Возьмите круглый лист фильтровальной бумаги, сложите его дважды пополам. Раскрытый фильтр поместите в воронку и смочите водой, расправьте его, чтобы он плотно примыкал к воронке. Воронку с фильтром поместите в стакан. Мутный раствор налейте по стеклянной палочке. В стакан стечет прозрачный фильтрат.
3. Выпаривание раствора. Полученный фильтрат вылейте в фарфоровую чашку и поставьте ее на кольцо штатива. Нагревайте в пламени, периодически перемешивая фильтрат до полного испарения воды. Полученную соль сравните с исходной.
Домашнее задание:
Выращивание кристаллов из раствора.
Для выращивания кристаллов требуется большие стаканы или банки (500 мл.)
В банку наливают раствор соли, из которой выращивают кристалл.
На банку кладут палочку, к которой привязывают толстую нитку, опускают ее в раствор соли и накрывают стеклом или блюдцем. На нитку прикрепите один кристаллик правильной формы. В течение опыта счищайте кристаллики, образовавшиеся на других местах нити, и удаляйте их.
Стаканы ставят на полку и стараются не сотрясать их. Время от времени в стакан подливают раствор соли.
На 500 мл воды (при 30 0С) следует брать такие количества солей:
1. Поваренная соль – 281 г: кристаллы мелкие, белые, прозрачные.
2. Медный купорос – 200 – 250 г: кристаллы ярко – синие, прозрачные.
3. Железный купорос – 302 .: кристаллы зеленоватые.
4. Хромокалиевые квасцы – 400 г: кристаллы сине – фиолетовые.
Найти информацию о влиянии выбранных веществ на жизнедеятельность организма человека.
Занятие №5.
Проверка домашнего задания.
Лекция. История изобретения спичек.
Красный и белый фосфор. Окислительно – восстановительные процессы, протекающие при зажигании спичек. Спичечное производство в России.
Демонстрационный опыт.
Получение белого фосфора из красного.
В пробирку поместить сухой красный фосфор и закрыть куском ваты. Нагревать до появления белых паров фосфора, который конденсируется на стенках. Щипцами вытащить вату и положить ее в емкость с водой. При помощи лучинки с ватой, собрать, образовавшийся белый фосфор со стенок пробирки и вынести на воздух. Произойдет самовоспламенение, вата загорится.
Реакция, лежащая в основе воспламенении спичечной головки при трении ее о боковую поверхность коробка.
6P+5KClO3 = 5KCl+3P2O5
Показ демонстрационного опыта «Взрыв смеси красного фосфора и бертолетовой соли» на видео.
Домашнее задание:
Найти информацию о классификации, разновидностей, выбранных учащимися, веществ и физических тел.
Занятие №6.
Проверка домашнего задания.
Лекция. От пергамента и шелковых книг до наших дней. Целлюлоза. Виды бумаги и их практическое применение. Экологические проблемы, связанные с производством бумаги. Целлюлозно-бумажный комбинат на озере Байкал.
Домашнее задание:
Изготовление бумаги в домашних условиях из вторсырья.
Поместите обрезки бумаги в миксер, предварительно налейте туда воду и измельчите до образования однородной массы. Образовавшуюся кашицу, отфильтруйте от избытка воды и поместите на кусок ткани. Сверху накройте куском марли и прогладьте. Полученный образец принесите на урок.
Занятие №7.
Проверка домашнего задания.
Лекция. Карандаши и акварельные краски. Графит. Пигменты. Состав и виды акварельных красок.
Показ презентации: «Углерод и его аллотропные модификации».
Домашнее задание:
Провести эксперимент. Действие растворов кислот и щелочей на растительные индикаторы.
Приготовить растворы растительных индикаторов можно, используя соки свеклы, красной капусты, малины, черники, клюквы, черной смородины, фиалки, тюльпана.
Приготовить раствор щелочи (например, мыла или соды). Раствор должен быть прозрачным и без пены.
Приготовить раствор кислоты. С этой целью столовый уксус 9% разбавить кипяченой водой в соотношении 1:5. Можно использовать раствор лимонной кислоты. Для этого надо взять кислоту в небольшом количестве и растворить в четверти стакана кипяченой воды.
Поочередно испытать каждый из приготовленных индикаторов, добавляя его равными небольшими порциями в воду, раствор кислоты и раствор щелочи.
По результатам наблюдений заполнить таблицу.
Растительные индикаторы | Цвет растительного индикатора | ||
| В воде | В растворе кислоты | В растворе щелочи |
Занятие №8.
Проверка домашнего задания.
Лекция. Из истории стеклоделия. Получение оконного стекла. Посуда из стекла. Цветные стекла.
Практическая работа.
Примеры физических явлений.
Возьмите стеклянную трубочку (диаметр примерно 5 мм) и поместите ее средней частью в пламя спиртовки. После сильного накаливания стекла попытайтесь трубочку согнуть или растянуть.
Кусочки стекла растереть пестиком в фарфоровой ступке, добавить воды. В полученную массу добавить несколько капель индикатора фенолфталеина. Наблюдать, бледно-розовое окрашивание. Вывод: происходит выщелачивание стекла. Извлечение силикатов, которые в воде подвергаются гидролизу.
Na2SiO3 + H2O = NaHSiO3 + NaOH
Домашнее задание:
Провести домашний опыт: «Искусственный сад».
Возьмите несколько узеньких стеклянных сосудов (цилиндров, баночек или бутылочек).
Налейте в них раствор силикатного клея (канцелярского). Для приготовления раствора в банку с кипяченой водой добавьте клей (3:1), дайте постоять и профильтруйте через вату или слой марли.
Затем в каждый сосуд бросьте маленький кристаллик разных веществ (например, перманганата калия, хлорида железа, медного купороса) и наблюдайте. Поверхность можно закрепить расплавленным парафином.
Сразу же начинается процесс взаимного проникновения частиц вещества и их взаимодействие, возникают образования причудливой формы разного цвета, напоминающие водоросли.
Занятие №9.
Лекция. Виды и химический состав глин. Разновидности керамических материалов. Изделия из фарфора и фаянса.
Показ презентации «Художественные произведения искусства».
В презентации представлены работы великих художников, полотна, написанные, маслом и акварелью. Изделия из хрусталя и цветного стекла, витражи. Фарфоровая и фаянсовая посуда.
Изделия из керамики. Фотографии соляных копей в Величке (Польша). Фотографии снежинок.
Домашнее задание:
Подобрать иллюстративный материал, отражающий применение, выбранных учащимися веществ и тел.
Найти интересные факты, рассказывающие о этих веществах.
Занятие №10-13.
Проверка домашнего задания.
Обработка собранного материала. Получение конечного продукта.
Занятие №14
Консультации, корректировка текстов в исследовательских работах. Подготовка доклада для заключительной конференции.
Информационно-коммуникационое сопровождение проектной деятельности
http://www.gicpv.ru/book31-20-2.htm
http://gureev.nnov.ru/water
http://prom-water.ru/base/basewater/ovodeobchie/krugovorotvodi/
http://www.agrovodcom.
ru/info_krugovorot.php
Видеоролик:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D1%8C
http://n-t.ru/ri/kk/hm03.htm
http://www.sunhome.ru/journal/15726
http://health.wild-mistress.ru/wm/health.nsf/publicall/A4744485CBE1A900C325744A007481BD
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%87%D0%BA%D0%B8
http://www.alhimikov.net/himerunda/spitchka.html
http://www.calend.ru/event/4945/
http://www.alabin.ru/alabina/exposure/collections/ethnography/match/
http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%20%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%87%D0%B5%D0%BA%20%D0%B2%20%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8&stype=image
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82
http://www.biysk.ru/~karman/mat_vol_nat_chelk_legenda_chelk.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D1%8E%D0%BB%D0%BE%D0%B7%D0%B0
http://www.
librero.ru/article/pott/buum/
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%B0
http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-20038/
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%A6%D0%91%D0%9A
Видеоролики:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%88
http://xarhive.narod.ru/Online/subst/vvk.html
http://www.staedtler.com/upload/graphite_video_eng_16461.mpg
http://www.eco-trade-group.ru/goods/descript/pigmente.htm
http://www.art-con.ru/node/983
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%B8%D0%B3%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%82
http://www.art911.ru/index.php?name=Pages&op=page&pid=22
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8C
http://ru.
wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D0%BE
http://megatavr.com/rus/articles/index.php?art=02
Видеоролики:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D0%BE
http://megatavr.com/rus/articles/index.php?art=02
Видеоролики:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D1%8B
http://www.keramart.com/uchiebniki/glina_vidy_ghliny.html
http://www.5ballov.ru/referats/preview/77670
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D1%80%D1%84%D0%BE%D1%80
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D1%8F%D0%BD%D1%81
Видеоролики:
Защита проекта на итоговой конференции.
Презентация электронного путеводителя «Вещества вокруг нас».
Выступление групп учащихся по выбранной теме с использованием презентации.
Рефлексия.
Учащиеся совместно с учителем могут ответить на следующие вопросы:
В ходе защиты проектов, остальные группы оценивают и записывают полученный результат, по следующим критериям:
Презентация оценивается в баллах по двум категориям:
Содержание презентации | Баллы |
1. |
|
2. Плановое изложение информации: грамотно поставленная цель, наличие вступления, основной части, заключения. (0 – 10) |
|
3. Наличие фотографий, рисунков и других графических объектов, связанных с содержанием (0 – 10) |
|
4.Наличие подписей к фото, рисункам, диаграммам (0 – 5) |
|
5. Наличие ссылок на источники информации (0 – 10) |
|
Оформление презентации |
|
1. Грамотное использование анимации элементов на слайде (0 – 5) |
|
2. Грамотное использование анимации смены слайдов (0 – 5) |
|
3. |
|
4. Единство оформления всех слайдов презентации: цвет фона, шрифт, графика. (0 – 5)
|
|
5. Легкость прочтения текстовой информации – баланс цвета фона и цвета шрифта. (0 – 5)
|
|
| Итого: |
%PDF-1.6 % 2 0 obj > endobj 5 0 obj > stream application/pdf
uKKi,YJ;k,YJf)RtK.RtK-S{Ƴa)RK̖2,eغLK2-eZʴyL94x
R,KY,eYʲe,eY¤f][WwCw{Mئn\?]~nWuׂ[0{KCےS}$KGOEû|zx¿nߞiGWuecy o_vm-6EuОкружающий мир 3 класс
Урок 5. Тела, вещества, частицы. Разнообразие веществ
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Глоссарий по теме:
Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.
Атом – мельчайшая частица элемента.
Кислота – кислый вкус.
Уксус – жидкость с резким, кислым вкусом.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
Дополнительная литература:
8, с. 14.Открытые электронные ресурсы по теме урока:
http://www.alto-lab.ru/himicheskie-opyty/opyty-s-limonom/
http://www.alto-lab.ru/zanimatelnya-himia/sluchajnye-otkrytiya-v-himii/
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Если мы с вами оглядимся вокруг, что мы увидим? Мы увидим различные предметы – стол, стул, дома, машины, деревья, горы, люди, животные. Перечислить все предметы невозможно, потому что их очень много. Любой предмет или живое существо можно назвать телом. Планеты, солнце, Луна – тоже тела. Их называют небесными телами. Все тела делятся на две группы – естественные и искусственные. Естественные тела, это природные тела. Растения, животные, птицы, человек – всё это естественные тела. Искусственные тела, это тела, созданные руками человека. Дома, мосты, книги, машины – всё это и многое другое создал человек.
Все тела состоят из веществ. Например, сахар – это вещество, а кусок сахара – это уже тело. Стекло – это вещество, а стакан – это тело.
Из одного вещества можно сделать разные тела. Например, из пластмассы – линейка, проволока, пластмассовый стаканчик. Есть тела, которые образованы несколькими веществами: карандаш, ножницы. Есть тела, которые образованы многими веществами. Например, растения состоят из воды, сахара, соли, крахмала и других веществ. Очень сложный состав имеют живые тела. Вещества тоже делятся на группы. Различают твёрдые, жидкие и газообразные вещества.
Ученые установили, что вещества состоят из мельчайших частиц, которые видны только под микроскопом. Чтобы убедиться в этом, давайте проведём опыт. Возьмём тело, состоящее из одного вещества, например кусочек сахара, опустим его в стакан с водой и хорошо помешаем. Сначала сахар будет виден, но постепенно станет исчезать. Попробуем воду на вкус, она сладкая. Значит, сахар не исчез, а остался в стакане. А мы его не видим, потому что он распался на маленькие, невидимые нашему глазу частицы, из которых он состоял, и эти частицы перемешались с частицами воды, поэтому вода стала сладкой на вкус.
Мельчайшую, невидимую частицу вещества учёные назвали молекулой. А каждая молекула состоит из ещё более мелких частиц, которые называются атомами. Молекулы и атомы разных веществ отличаются друг от друга формой и размерами. Эти мельчайшие частицы постоянно движутся. Между частицами есть промежутки. В твёрдых веществах эти промежутки совсем маленькие, частицы плотно прижаты друг к другу, поэтому твёрдые тела сохраняют форму. В жидких промежутки немного больше, и молекулы могут перемещаться, поэтому жидкости текучи. Самые большие промежутки – в газообразных веществах. У газообразных веществ расстояние между молекулами намного больше самих молекул, поэтому молекулы в газах свободно и очень быстро движутся. Запомним, веществами называют то, из чего состоят тела.
Веществ тоже очень и очень много. Сейчас их известно около миллиона. В старших классах вы будете изучать очень интересный предмет – химию. Химия, это наука, которая изучает вещества, их состав, строение. Есть природные вещества, к примеру, это соль, вода, железо.
И есть вещества, которые создал человек – стекло, резина, пластмасса. И каждый год человек придумывает новые вещества.
Чтобы познакомиться с некоторыми веществами, нам достаточно просто пойти на кухню. На столе мы видим солонку, а в ней поваренная соль. Самое важное для человека свойство поваренной соли – то, что она солёная на вкус, её используют для подсаливания пищи. Добывают соль из-под земли, это настоящее полезное ископаемое. Под землёй соль встречается в виде камня. Очень много соли содержится в водах солёных морей и озёр. Есть она и в почве, и в телах живых организмов.
Сахар мы тоже обязательно встретим на кухне. По внешнему виду сахар похож на соль. Сладкий вкус – главное свойство сахара. Получают сахар из растений – сахарной свёклы и сахарного тростника, который растёт в жарких странах. Глюкоза – ещё одна разновидность сахара. Она встречается в различных частях растений.
Крахмал – это вещество, которое мы тоже можем встретить на кухне. Крахмал – это белый порошок.
Его добавляют, когда варят кисель. Крахмал очень важное питательное вещество, которое необходимо человеку. Он содержится во многих растительных продуктах – в белом хлебе, в картофеле. Чтобы узнать, есть ли в продукте крахмал, нам понадобится разбавленная водой настойка йода. Если капнуть ею на продукт, в котором содержится крахмал, настойка йода окрасится в сине-фиолетовый цвет.
Большая группа веществ, с которыми мы сталкиваемся на кухне – это кислоты. Всем нам знаком вкус лимона. Такой вкус ему придаёт лимонная кислота. В яблоках содержится яблочная кислота. Когда прокисает молоко, в нём образуется молочная кислота. Общее свойство эти веществ – кислый вкус. Надо быть острожным, нельзя пробовать любую кислоту на вкус. Многие кислоты очень едкие – они разрушают одежду, древесину, кожу человека, бумагу. Поэтому обращаться с ними надо осторожно. На кухне вы можете встретить и такую кислоту – уксусную. Её используют только в разбавленном виде. К бутылочке с этой кислотой вообще нельзя прикасаться! Из-за загрязнения окружающей среды стали образовываться кислоты высоко в небе.
Они выпадают вместе с дождем на землю, такие дожди называют кислотные. От них страдают растения и всё живое, портятся многие постройки. Некоторые животные и растения используют кислоту, как средство защиты от врагов. Например, муравьи в момент опасности поднимают брюшко и выбрызгивают струйки муравьиной кислоты. Эта же кислота содержится в пчелином яде и в жгучих волосках крапивы.
Окружающий нас мир полон загадок и тайн. Нас впереди ждёт ещё много новых интересных открытий.
Примеры и разбор решения заданий
1. Выберите вещества, которые не относятся к твёрдым.
Варианты ответов: глина; молоко; соль; песок; почва; мел; сок; воздух; алюминий.
Правильный вариант ответа:
Молоко; сок; воздух; вода.
Разбор типового контрольного задания
2. В какой строчке указаны только вещества?
Варианты ответов: алюминий, соль, железо, линейка, проволока, крахмал, сахар, роса; бумага.
Правильный вариант ответа: алюминий, соль, железо.
1 урок в теме “Строение вещества”
Цель урока:
Задачи, направленные на:
1. предметные результаты:
2. метапредметные результаты:
3.
личностные результаты:
Планируемые результаты учащихся:
Тип урока: урок освоения новых понятий
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация “Строение вещества. Молекулы и атомы”. Учебник Физика. 7 класс – Белага В.В., Ломаченков И.А., Панебратцев Ю.А
Лабораторное оборудование для демонстрации опытов: лист бумаги, модель молекулы воды и углекислого газа, мензурка с водой, стакан с водой, лабораторный термометр, резиновый жгут, мел, осенний лист, резиновый мяч.
Лабораторное оборудование для проведения опытов на парте учащихся: мел, осенний лист, вода, машинное масло, пипетка, три мензурки, спирт, воздушный шарик, игрушка тянучка, модели атомов и молекул.
Межпредметные связи: биология, история, математика, техника.
Формы работы: фронтальная, групповая.
Методы: метод эвристической беседы, наблюдения.
Ход урока
I. Организационный этап (приветствие, проверка готовности к уроку, эмоционального настроя)– Доброе утро, ребята! Меня зовут Юлия Игоревна Гильфанова. И я рада приветствовать вас на уроке, на котором мы будем открывать страницы в познании окружающего нас мира. Впереди нас ждут интересные открытия.
II. Вводно-мотивационный этапСегодня, наслаждаясь теплым осенним утром, я спешила к вам на урок. Мое внимание привлекла молодая женщина с маленьким мальчиком, которая явно спешила. Мальчик громко разговаривал и задавал вопросы:
– Мама, а почему вода жидкая?
– Ну что ты, Андрюша! Ты опять задаешь глупые вопросы.
Вода жидкая, потому что она вода.
– Мама, но почему вода жидкая, а лед твердый?
– Ах, Андрюша, сколько раз я тебе говорила, что лед твердый, потому что лед
– Это замерзшая вода.
Мальчик ничего не понял. Что-то неуловимое в его походке и всей фигуре говорило о том, что «глупые вопросы» продолжали его интересовать.
И впрямь, так ли уж глупы вопросы, занимавшие мальчика? В самом деле, почему одни тела жидкие, другие твердые, а третьи газообразные? С чем это может быть связано? Как вы думаете, ребята? (ответы учащихся).
Итак, давайте сформулируем тему урока? О чем сегодня будем вести речь?
Ребята высказывают мнения
Записываем тему урока в тетрадь: Строение вещества. (Презентация, Слайд 1)
Слайд 1
Ребята, данные вопросы волновали ученых ещё с древних времён.
Давайте вспомним, как представлял материю древнегреческий учёный Аристотель?
(Аристотель полагал, что материя – это простая система из четырёх первоначал – огня, воды, воздуха и земли. Слайд 2. Фалес – вода Слайд 3).
Прогрессивнее мыслил Левкипп и его знаменитый ученик Демокрит. Давайте вспомним, что предположили знаменитые учёные? (Они предположили, что материю нельзя делить бесконечно Слайд 4: мельчайшей частицей всего является атом (неделимый). АТОМ – где частица А – означает «не», а греческое слово “томос» – «делить», «делимый». Таким образом, атом с греч. означает «неделимый». Слайд 5
Слайд 5
По мнению Демокрита, всё (и воздух, и земля, и вода, и огонь) состоит из неделимых мельчайших шарообразных частиц.
Ребята, даайте попробуем объяснить аромат цветов с точки зрения теории строения вещества Демокрита? Слайд 5
(Аромат цветов, по мнению Демокрита, мы чувствуем потому, что вылетяющие из чашечки цветка атомы попадают в нос человека и вызывают ощуще ние запаха.
)
Продолжая учения Демокрита, французский философ Пьер Гассенди говорил: «Атомы, как правило, объединяются в более крупные частички, наподобие того, как отдельные буквы объединяются в слова». Как вы понимаете данное выражение? (букв в алфавите – 33, а слов, образованных из данных букв, великое множество.
Химических элементов, атомов на сегодняшний день известно 118, а сколько веществ есть в мире вокруг нас).
Эти более крупные частички Гассенди назвал молекулами, от латинского слова «молес», что означает – масса. (Слайд 6)
Слайд 6
Трудно представить, что за несколько столетий до нашей эры, без микроскопов и другой техники, философы смогли достоверно предсказать строение материи.
Если древнегреческие учёные объясняли строение материи, вещества, то великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов, попытался ответить на вопрос: интересно, а каковы размеры атома? Как вы думаете, ребята? (формулируют предположения и гипотезы), как в науке можно проверить
гипотезу? (провести эксперимент).
Вот и, Михаил Васильевич экспериментальным путём измерил атом. Для этого учёный раскатывал лист золота до толщины 1/15552 линии (одна линия равна 2,5 мм). По мнению Ломоносова, эта величина как раз и равнялась размеру одного атома. Так, одна песчинка золота диаметром 0,1 линии (0,25 мм) должна содержать 3 761 479 876 атомов. Конечно, расчёт был крайне неточен: количество атомов оказалось занижено как минимум на восемь порядков (108)!
(Слайд №7)
Слайд №7
Многие учёные в 18-20 веках занималась изучением темы строения вещества. (Жан Батист Перрен, Д.И.Менделеев, А.Эйнштейн и др)
Историю материи, вещества и атома нельзя назвать законченной, пока не найдены все существующие мельчайшие частицы, пока не синтезированы все возможные элементы.
III. Этап изучения нового материала Ребята, зачем нам задумываться над тем, из чего состоят все вещества? Где вы в жизни сталкивались с тем, что все вещества состоят из частиц? (ответы учащихся: кусок сахара растворяется в воде, кровь бежит и.
т.д) .
Одним из методов познания в физике является эксперимент. И вам сейчас, работая в группах, предлагается провести простейшие опыты и попробовать установить факты.
Ребята, какие физические тела и вещества у вас есть на парте? Перечислите, пожалуйста, (термометр, мензурка, мел, осенний лист, вода, модель молекулы воды.). Молодцы! Не забываем о правилах техники безопасности при работе с данными приборами.
Вы работаете по парам, порядка 5-10 минут, ваша задача поэкспериментировать, сделать различные действия и чётко записать, нарисовать, представить в любой удобной для вас форме, какой факт вы установили.
Работа в группах
Инструкция
На выполнение заданий вам даётся время 7-10 минут.
Задание №1
Ребята, у вас на парте лежит осенний лист. Разорвите его на мелкие части и разотрите пальцами. Что мы наблюдаем? |
Задание №2
Проведите пальцем руки по поверхности мела. Какой вывод вы сможете сделать? |
Задание №3
Возьмите колбу с водой комнатной температуры и опустите в неё лабораторный термометр. Добавьте в колбу горячей воды, не вынимая термометр. Что вы наблюдаете в ходе эксперимента? Почему поднимается уровень спирта в жидкостном термометре при повышении температуры? Объясните данный опыт с точки зрения теории строения вещества. |
Задание №4
Растяните резиновый жгут. Возьмите резиновый мяч и попробуйте его сжать. Объясните данный опыт с точки зрения теории строения вещества. |
Задание №5
Внимательно посмотрите на иллюстрацию. Какие выводы вы можете сделать? |
Задание №6
1. Оцените размеры атома, посмотрев на иллюстрацию.
По окончанию работы в парах, ребята предоставляют свои результаты. Перечисляют или демонстрируют факты, которые они установили. На основании представленных фактов, делаем вывод и заполняем опорный конспект урока, который у ребят лежит на парте на столе (слайд №8, 9)
Слайд №8
Записываем в пустые прямоугольники
Слайд №9
Продемонстрировать модели молекул воды, углекислого газа, витамина С.
Мы с вами говорили, что атом – неделимый, на самом деле это не так. На сегодняшний день схема строения вещества выглядит следующим образом
Слайд №10
IV. Этап закрепления полученных знаний
Сейчас мы с вами отправимся в небольшое путешествие по вашему родному городу (виртуальная экскурсия) Скажите пожалуйста, как называется данный памятник? (В 2006 году был открыт памятник купцу-коробейнику. Памятник установлен на главной улице (Большая Садовая) города Ростов-на-Дону, недалеко от входа в парк имени Горького). Обратите внимание, как блестит сапог купца и мордочка кота рядом с ним. Как вы думаете, почему? (Горожане приходят покупать у коробейника исполнение желаний. Для это необходимо потереть сапог, или кафтан купца, положить монетку на короб, погладить кота и загадать желание держась за большой палец). Каждый желающий, кто погладил кота, потер сапог, уносил после этого частичку памятника, потому что памятник состоит из молекул сплава бронзы.
Как при максимальном увеличении выглядят молекулы твёрдого вещества? (при нажатии на кнопку запускается видео).
Прогуляемся по Петровской улице, перейдём к знаменитому фонтану вашего города. Как он называется? (Ростовчанка). Из каких атомов состоит молекула воды? (два атома водорода и один атом кислорода). Водород самый простой и легкий их всех химических элементов, можно считать идеальным топливом.
Он там, где есть вода. При сжигании водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород, нет никакого загрязнения окружающей среде.
Водород синтетическое топливо, его можно получать из угля, нефти, газа, путем разложения воды.
Производство водорода пока неэкономичный для энергетики процесс, как только водород станет доступным топливом, как сегодня природный газ, он сможет его полностью заменить. Как вы думаете, а человек состоит из молекул? Может ли человек уменьшится до размеров атома? (фрагмент фильма Человек Муравей).
Конечно нет, пока это только фантастика. Но если подойти со стороны физики твердого тела, то есть возможность интересной метаморфозы. Помните, как выглядели раньше компьютеры IBM S/370 или БЭСМ-6 в 70-е годы? Они не помещались даже в одну комнату. А сегодня в наших телефонах помещается тысяча таких компьютеров. С точки зрения микроэлектроники, изменение линейных размеров логического элемента произошло от сантиметров – к нанометрам, в миллионы раз. При этом функциональность не утеряна. То вполне можно себе представить уменьшенного до размера Человека-муравья робота в форме человека. Правда с автономностью здесь не все так просто, аккумуляторы за это время не стали в миллионы раз меньше и мощнее.
Существует область науки и техники, работающая с объектами нанометровых размеров – нанотехнология. То есть объекты нанотехнологий сравнимы по своим размерам с крупными молекулами!
Пока еще мифические нано роботы могут занять центральное место в медицине (например, для точной доставки лекарств, очистки кровеносных сосудов) или стать основой для технологии автоматического строительства и создания любых по сложности объектов.
Но до полноценных нано роботов еще очень далеко. Хотя еще сто лет назад считалось, что и полеты в космос – это пустая фантазия.
Социальная рефлексия
Эмоциональная рефлексия
Ответьте на вопросы: итак, что я узнал(а) сегодня на уроке? А зачем это вообще нужно знать? (ответы учащихся). Какое открытие я сделал для себя?
При нагревании промежутки между молекулами увеличиваются, так и отношения между людьми, когда в семье ссоры, накал страстей, ухудшаются. Люди, как молекулы, отдаляются друг от друга. А когда, остынут, страсти улягутся, то люди сближаются обратно. И как бы вам не приходилось тяжело в жизни, всегда сохраняйте спокойствие и душевное равновесие.
В память о нашей встрече я хочу подарить вам вот такую символическую лампочку И пусть эти лампочки освещают ваш правильный путь в жизни! Пусть она будет вашим генератором идей в дальнейшем изучении науки о природе – физики.
Спасибо за урок!
а) тележка проехала 75 см;
б) в бутылке содержится 0,25 л воды;
в) урок длится 45 мин.;
г) вода кипит при 100°С?
4. На рисунке показаны части шкал двух термометров. Выберите правильное утверждение.
А) Точность измерения первым термометром выше.
Б) Цена деления второго термометра равна 1°С.
В) Показание первого термометра равно 3°С.
Г) Показание второго термометра больше 27°С.
5. В предлагаемую таблицу напишите, какие из перечисленных ниже слов обозначают физическую величину, какие – единицу измерения физической величины и какие – физический прибор. Килограмм, линейка, глубина реки, сантиметр, высота здания, скорость автомобиля, термометр, секунда, длина линейки, объём бруска.
| Физическая величина | Единица физической величины | Физический прибор |
2. Ширина школьного стола 0,5 м. Запишите длину стола в миллиметрах, сантиметрах, дециметрах и километрах.
3. О каких физических величинах идёт речь в следующих примерах:
а) показание спидометра автомобиля 75 км/ч;
б) большая перемена – 20 мин;
в) в банке 3 л молока;
г) вода замерзает при 0°С?
4. На рисунке показаны части шкал двух термометров.
Выберите правильное утверждение.
А) Точность измерения объёма жидкости второй мензуркой выше.
Б) Цена деления первой мензурки равна 2 мл.
В) Цена деления второй мензурки равна 10 мл.
Г) Объём жидкости в первой мензурке равен 50 мл.
5. В предлагаемую таблицу напишите, какие из перечисленных ниже слов обозначают физическое тело, какие – вещество и какие – явление. Мел, молния, рассвет, капля воды, Луна, выстрел, циркуль, ртуть, мёд, наводнение, молоко,
авторучка, лёд, таяние льда, вьюга, вода.
| Физическое тело | Вещество | Физическое явление |
2.Автомобиль «Жигули» развил скорость 72 км/ч, а почтовый голубь 16 м/с.
Какой путь пройдёт каждый за время 10 с, если они движутся равномерно прямолинейно? Сможет ли голубь обогнать автомобиль?
3.На рисунке даны графики зависимости пути от времени двух тел. Сравните движение данных тел.
2. Автомобиль двигался от светофора со скоростью 15 м/с. Какой путь он пройдёт за 10 с?
3. Постройте график зависимости пути от времени для тела, имеющего скорость 2 м/с и движущегося равномерно и прямолинейно в течение 5 с.
2. Определите плотность машинного масла, если 4 л его имеют массу 3,6 кг.
3. На одну чашку весов поместили брусок из латуни, на другую – из чугуна. Весы уравновешены. Размеры какого бруска будут большими? Плотность латуни равна 8500 кг/м3, плотность чугуна 7000 кг/м3. Ответ обоснуйте.
4.Сила тяги автомобиля 3000 Н, а сила, оказывающая сопротивление движению, равна 1000 Н. Изобразите графически равнодействующую этих сил.
2. Лист кровельной стали имеет длину 1,5 м, ширину 70 см и толщину 0,5 мм. Определите массу листа. Плотность стали равна 7800 кг/м3.
3. Воздух, находящийся в цилиндре, сжали поршнем так, объём его уменьшился в 2 раза. Как и почему изменилась при этом плотность воздуха?
4. Подъёмный кран поднимает вверх груз весом 4000 Н. Вес контей-нера, в котором находится груз 500 Н. Какие силы действуют на стальной трос подъёмного крана? Изобразите графически эти силы.
2. Какое давление на пол производит мальчик, масса которого 48 кг, а площадь подошв его обуви 320 см2?
3. Площадь медного поршня гидравлического пресса 10 см2. На него действует сила 200 Н. Площадь большого поршня 200 см2. Какая сила действует на большой поршень?
4. Железобетонная плита размером 3,5 х 1,5 х 0,2 м полностью погружена в воду. Вычислите архимедову силу, действующую на плиту.
5. Атмосферное давление передается водой по закону Паскаля по всем направлениям одинаково. Почему же давление в различных слоях воды в сосуде различно?
6. Что труднее удержать в воде: кусок железа или кирпича, если они имеют одинаковый объем? Ответ обоснуйте.
2. Токарный станок массой 300 кг опирается на фундамент четырьмя ножками. Определите давление станка на фундамент, если площадь каждой ножки 50 см2.
3. Большой поршень гидравлического машины, площадь которого 60 см2, поднимает груз весом 3000 Н. Найдите площадь меньшего поршня, если на него действует сила 200 Н.
4. Железобетонная плита размером 4х0,3х0,25 м погружена в воду наполовину своего объема. Какова архимедова сила, действующая на нее?
5. При всплытии тела архимедова сила, действующая на него, изменяется. Почему?
6. Почему жидкости и газы в отличие от твердых тел передают давление по всем направлениям?
Пишите нам:mailto:[email protected]
Тема №6025
Ответы в самом низу встроенного документа
ФИЗИКА — НАУКА О ПРИРОДЕ.
НАБЛЮДЕНИЕ И ОПЫТ
Начальный уровень
1. Какое из приведенных ниже слов относится к понятию
«физическое тело»? Выберите правильный ответ.
A. Капля воды.
Б. Молния.
B. Эхо.
2. Какое из приведенных ниже слов относится к понятию
«вещество»? Выберите правильный ответ.
А. Радуга.
Б. Мяч.
В. Мед.
3. Какое из приведенных ниже слов относится к понятию
«явление»? Выберите правильный ответ.
A. Часы.
Б. Выстрел.
B. Ртуть.
4. Какое из перечисленных ниже явлений относится к фи
зическим? Выберите правильный ответ.
A. На лужайке распустился подснежник.
Б. В бутылке прокисло молоко.
B. Прозвенел звонок с урока.
5. Какое из перечисленных ниже явлений относится к ме
ханическим? Выберите правильный ответ.
A. Горение спички.
Б. Падение мяча.
B. Замерзание воды.
к
6. Какое из перечисленных ниже явлений относится к теп
ловым? Выберите правильный ответ.
A. Заржавел стальной нож.
Б.
Выпала роса.
B. Светит Луна.
7. Пластмассовая расческа притягивает кусочки бумаги.
К какому физическому явлению относится этот опыт?
Выберите правильный ответ.
A. Магнитному явлению.
Б. Электрическому явлению.
B. Тепловому явлению.
8. Выберите правильный ответ. Смена времен года — это…
A. опыт.
Б. гипотеза.
B. закономерность.
Средний уровень
1. Приведите примеры физических тел, состоящих из одного
и того же вещества, и физических тел одинакового назва
ния и назначения, состоящих из различных веществ.
2. Выпишите из приведенных ниже явлений только физичес
кие: а) таяние снега; б) солнечный луч отражается от зеркала;
в) кипение воды; г) гниение картофеля; д) выпадение дождя;
е) почернение серебряной монеты.
3. Какие из приведенных явлений являются звуковыми:
а) кипение воды; б) щебетание птиц; в) горение свечи;
г) мерцание звезды?
4. Назовите какое-либо известное вам вещество. Приведите
названия по крайней мере пяти физических тел, изготов
ленных из этого вещества.
5. Мальчики во время похода попали в грозу. Они обратили
внимание на то, что гром слышен всегда только после
удара молнии. Какое предположение можно сделать на
основании этого наблюдения?
6. Приведите примеры механических, звуковых, тепловых
и оптических явлений, с которыми вы встречаетесь у себя
дома.
7. Понаблюдайте за различными механическими явлениями
дома и на улице. Какие закономерности в этих явлениях
вам удалось заметить?
8. Приведите примеры закономерностей в явлениях природы.
Достаточный уровень
1. Предлагаемую таблицу начертите в тетради и впишите
слова, которые обозначают физическое тело, вещество и
явление: сок, молния, закат, капля воды, Луна, выстрел,
транспортир, ртуть, мед, наводнение, молоко, авторучка,
лед, таяние льда, вьюга, вода.
Ф изическое тело Вещ ество Явление
2. Предлагаемую таблицу начертите в тетради и впишите
словосочетания, относящиеся к механическим, тепловым,
звуковым, электрическим, световым и магнитным явлениям:
падает капля воды, плавится лед, горит свеча, слышны
звуки музыки, тает снег, светит лампочка, поет канарей
ка, кипит вода, плывет лодка, летит самолет, произошел
разряд молнии, булавка притянулась к магниту, мерцают
звезды, шелестит листва, электрический ток течет в про
воде, работает компьютер.
М ехани
ческие
Т епловы е Звуковы е Электри
ческие
С ветовы е М агнит
ные
3. Приведите примеры, когда знание законов природы поз
воляет управлять природными явлениями.
4. Какие наблюдения вы проводили в природных условиях?
Какие физические явления наблюдали? Приходилось
ли вам ставить опыты? Какие? Каков главный признак,
отличающий опыт от наблюдения?
5. Летним утром на траве обнаружили капельки росы. На
наружной поверхности специально охлаждаемого метал
лического сосуда тоже получены капельки влаги. В каком
случае явление образования росы изучалось путем наблю-
8
дения, а в каком — путем постановки опыта? Обоснуйте
ваш ответ.
6. Проведите рукой по столу — вы почувствуете, что рука
ощущает сопротивление. Можно высказать гипотезу: сопро
тивление объясняется зацеплением мельчайших зазубрин
на поверхностях тел. Придумайте опыт, позволяющий
проверить эту догадку.
7. Что проверял на опыте Галилей, бросая пулю и ядро с Пи
занской башни? Какое предположение ученого подтвердил
этот опыт?
8.
Какие открытия ученых значительно расширили наше
представление о Вселенной?
Высокий уровень
1. Назовите примеры физических тел, которые мы не можем
видеть.
2. Влияет ли, по-вашему, назначение предмета на выбор
вещества, из которого этот предмет изготовлен?
3. Обувь изготавливают из кожи, кожезаменителя, резины и
специальных пластиков. Какие, по-вашему, достоинства и
недостатки имеет обувь каждого вида? Какой обувью следу
ет воспользоваться: а) в дождливый день; б) в солнечную,
теплую погоду; в) зимой?
4. Какие из приведенных явлений одновременно являются
механическими и тепловыми: а) остывает горячий чай;
б) автомобиль резко тормозит; в) электрический камин обог
ревает комнату; г) древний человек добывает огонь трением?
5. Лодки изготавливают из дерева, легких сплавов, стек
лопластика или резины (надувные лодки). Назовите до
стоинства и недостатки таких лодок. В какой из них вы
отправились бы в водное путешествие: а) по озеру; б) по
быстрой, порожистой реке?
6.
Какие из приведенных явлений одновременно являются
электрическими и оптическими: а) во время грозы на
небе вспыхнула молния; б) комнату освещает лампочка
накаливания; в) астроном с помощью телескопа наблю
дает далекую звезду; г) при выключении электрического
прибора возникают искры?
Q
Существует лишь то, что можно измерить.
Макс Планк
Самостоятельная
работа
ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Начальный уровень
1.
2.
3.
4.
5.
Какое из приведенных ниже слов относится к понятию
«физическая величина»? Выберите правильный ответ.
A. Термометр.
Б. Скорость.
B. Секунда.
Какое из приведенных ниже слов относится к понятию «еди
ница физической величины»? Выберите правильный ответ.
A. Скорость автомобиля.
Б. Линейка.
B. Килограмм.
Какова цена деления линейки, изображенной на рисунке?
Выберите правильный ответ.
П Т т
3
т
4
т
5 Ti A. 1 мм.
Б. 1 см.
B. 0,5 см.
В банку налили 200 см3 воды. Каков объем воды в литрах?
Выберите правильный ответ.
А. 2 л. Б. 0,2 л. В. 0,02 л.
На рисунках показано, как длину одного и того же брус
ка измерили с помощью двух разных линеек. Выберите
правильный ответ.
А. Цена деления первой линейки 1 см.
Б. Длина бруска меньше 4 см.
10
В. В случае, показанном на рисунке б, получен более
точный результат измерения.
6. В каком случае объем жидкости измеряют с помощью
измерительного цилиндра (см. рисунки) правильно? Вы
берите правильный ответ.
А. В первом. Б. Во втором. В. В третьем.
Средний уровень
1. Определите цену деления каждого из измерительных ци
линдров и объем воды в них.
2. Определите цену деления
термометров (рис. а, б, в) и
температуру, которую пока
зывает каждый термометр.
—10 —1 20 – »
°с
а б в
3. Чтобы измерить диаметр проволоки, ученик намотал
30 витков на линейку так, как показано на рисунке.
Определите диаметр проволоки.
11
4. На рисунке изображены кремлевские
часы. Определите цену деления для
часовой и минутной шкал.
5. По приведенным рисункам объясните, как с помощью
измерительного цилиндра можно измерить объем гирьки.
6. На рисунке изображен циферблат
часов. Определите цену деления для
минутной и секундной шкал.
Достаточный уровень
1. Используя рисунок, определите объем одного шарика.
Выразите ответ в кубических миллиметрах.
2. Ученик опустил в измерительный
цилиндр 50 канцелярских скрепок.
Определите объем одной скрепки.
12
3. На рисунке изображены шкалы
двух термометров. Какой из тер
мометров вы выбрали бы для того,
чтобы как можно точнее измерить
температуру? Свой выбор обоснуйте.
4. Взгляните на рисунок. Вы видите
две мензурки, в каждой из которых
налито некоторое количество жид
кости. Можно ли утверждать, что
в правой мензурке налито большее
количество жидкости? Обоснуйте
свой ответ.
5. На листе бумаги начертите два квадрата так, чтобы сторона
первого квадрата была втрое больше, чем второго. Во сколь
ко раз площадь этого квадрата больше площади второго?
6. В чем состоит сходство и различие
шкал мензурки и измерительного
цилиндра, изображенных на рисун
ке? Каким из этих сосудов можно
точнее измерить объем? Почему?
Высокий уровень
1. Толщина стенок полого цилиндра равна 5 мм, а внутренний
диаметр равен 3 см. Каков внешний диаметр цилиндра?
2. Представьте себе, что куб с длиной ребра 10 см разрезали
на маленькие кубики с длиной ребра 1 мм и, поставив все
13
эти кубики один на другой, «построили» башню. Какую
высоту имела бы такая башня?
3. Кафельная плитка имеет форму квадрата со стороной
15 см. Сколько плиток потребуется для укладки кафелем
стены площадью 5 м2?
4. Сколько потребовалось бы времени для того, чтобы уло
жить в ряд кубики объемом 1 мм3 каждый, взятые в таком
количестве, сколько содержится их в 1 м3? Примите время
укладки одного кубика равным 1 с.
5. Какой длины будет полоса, состоящая из квадратиков
площадью 1 см2, вырезанных из листа площадью 1 м2?
6. Представьте себе, что лист миллиметровой бумаги разме
рами 20×30 см разрезали на отдельные миллиметровые
квадратики. Какую длину будет иметь полоска шириной
1 мм, выложенная из этих квадратиков?
Домашние экспериментальные задания
Средний уровень
1. Определите длину линии АВ. В вашем распоряжении
имеются нитка и школьная линейка.
2. Определите площадь плоской фигуры. Объясните, как вы
это сделали.
А
14
3. Воспользовавшись бумагой в клетку, определите площадь
своей ладони.
4. Рассмотрите устройство медицинского термометра для
измерения температуры тела человека. Определите и запи
шите цену деления шкалы термометра, верхний и нижний
пределы шкалы термометра. Измерьте температуру своего
тела. Назовите физическое явление, на котором основано
действие термометра.
5. Возьмите кастрюлю вместимостью 2 л, трехлитровую бан
ку с водой и чайник.
Как можно наиболее точно отлить
в чайник из ведра воду объемом 1 л?
6. Определите длину окружности головки винта или болта
один раз способом, изображенным на рисунке, другой
раз — измеряя диаметр и умножая его на число к. Сравните
результаты измерений.
Достаточный уровень
1. Измерьте толщину листа книги, на котором напечатана
эта задача.
2. Обведите контур своей стопы на листе бумаги. Определите
ее площадь. Чем определяется размер обуви — площадью
поверхности стопы или ее длиной? Как вы считаете?
3. Из крана на кухне капает вода. Сможете ли вы, пользуясь
подручными средствами, которые есть у вас дома, опре
делить объем одной капли?
4. Возьмите коробку канцелярских кнопок. Измерьте с по
мощью мензурки объем одной кнопки.
5. Возьмите коробку канцелярских кнопок. Измерьте с по
мощью домашних весов массу одной кнопки.
6. В вашем распоряжении имеются мензурка, стакан с водой
и пипетка. Попробуйте определить средний объем одной
капли из пипетки.
15
7. Попробуйте с помощью линейки определить средний диа
метр одинаковых швейных иголок.
8. Определите средний диаметр зернышка пшена. Какие
приборы вам для этого понадобятся?
9. Предложите способ определения толщины нитки. Какое
оборудование для этого потребуется?
Ю.Определите толщину тонкой медной проволоки. Какое
оборудование для этого потребуется?
11.Определите толщину монеты при помощи линейки.
12. Литровую банку заполните дробью. Придумайте способ
определения объема куска свинца, пошедшего на изго
товление дроби.
13. Измерьте диаметр футбольного мяча с помощью обычной
школьной линейки.
14. Возьмите моток тонкой проволоки, карандаш и тетрадь
в клетку. Определите примерно площадь поперечного се
чения проволоки.
Высокий уровень
1. Как приблизительно подсчитать число букв в этой книге?
Проведите такой подсчет и сравните свой результат с тем,
который получит при подсчете ваш товарищ.
2. Попробуйте определить объем тела неправильной формы,
если оно растворяется в воде.
3. Попробуйте определить (примерно), сколько зерен риса
помещается в стакане. Что вам для этого понадобится?
4. Тело неправильной формы не входит в мензурку. Есть два
цилиндрических сосуда различного диаметра, вода и мен
зурка. Предложите способ определения объема тела.
5. Определите площадь фигуры, вырезанной из картона, если
имеются весы с разновесом, ножницы, полоска бумаги ши
риной 1 см.
6. Попробуйте определить, какую долю объема песка занимают
сами песчинки, а какую — воздух. Какое оборудование
вам для этого потребуется?
АТОМЫ И МОЛЕКУЛЫ
Начальный уровень
1. С ветки дерева свисает ледяная сосулька
(см. рисунок). Выберите правильное утверж
дение.
A. Ветка и сосулька состоят из оди
наковых молекул.
Б. Из молекул состоит только со
сулька.
B. Все молекулы льда одинаковы.
2. Утром на листочках образовалось несколько капелек воды.
Выберите правильное утверждение.
18
A. Расстояние между соседними молекулами воды
в капельке намного больше размеров самих молекул.
Б. Если капельки сольются, общий объем воды уве
личится.
B. Молекулы воды в капельках одинаковы.
3. На поверхность воды капнули капельку масла (см. рисунок).
Выберите правильное утверждение.
A. Толщина масляной пленки на поверхности воды
может быть сколь угодно малой.
Б. Толщина масляной пленки не может быть меньше
размера молекулы масла.
B. Диаметр молекулы масла может быть равен 0,01 мм.
4. Образовавшаяся на асфальте после летнего дождя лужа вскоре
высохла. Выберите правильное утверждение.
A. Молекулы воды исчезли.
Б. Вода превратилась в пар.
B. Расстояния между молекулами воды уменьшились.
19
5. Сжать воздух в шаре намного легче, чем воду в сосуде.
Выберите правильное утверждение.
A. Это объясняется сильным притяжением между
молекулами газа.
Б. Это объясняется тем, что молекулы газа легко
сжать.
B. Это объясняется большими расстояниями между
молекулами газа.
6. Стальной шарик нагрели на огне.
Как вы считаете, что изме
нилось во внутреннем строении шарика? Выберите правильное
утверждение.
A. Расстояние между молекулами.
Б. Размеры молекул.
B. Состав молекул.
20
1. Можно ли сказать, что объем газа в сосуде равен сумме
объемов его молекул?
2. Одинаковы ли молекулы воды в кипятке и в газированной
воде?
3. Можно ли разделить молекулу на более мелкие частицы?
4. Приведите примеры нескольких молекул, о которых вам
известно, из каких атомов они состоят.
5. Является ли атом неделимым? Объясните свой ответ.
6. Как изменяется объем твердых тел при нагревании и ох
лаждении? Почему?
Достаточный уровень
1. а) Почему все тела кажутся нам сплошными?
б) Почему рельсы не кладут вплотную друг к другу,
а оставляют зазоры между ними?
2. а) Между молекулами каких веществ есть промежутки?
б) Чем отличается расположение молекул в кристаллах
и аморфных телах?
3. а) Капля нефти растекается по поверхности воды, образуя
тонкую пленку.
Как связана наименьшая толщина такой
пленки с размером молекул, из которых состоит нефть?
б) Одинаковы ли объем и состав молекул горячей и хо
лодной воды?
4. а) Зачем между плитами бетонного шоссе делают зазоры?
б) Почему мел оставляет след на классной доске?
5. а) Почему молекулы газа при соударениях разлетаются,
а не слипаются?
б) Как влияет изменение температуры на протекание
диффузии? Какой вывод отсюда следует?
6. а) Приведите примеры опытов, доказывающих, что молекулы
вещества находятся в непрерывном хаотическом движении
и между молекулами существуют промежутки.
б) Чем объясняется способность жидкостей сохранять
свой объем?
Средний уровень
21
1. а) Опишите опыт, доказывающий, что частицы вещества
очень малы.
б) Почему после дождя пыль на дороге не поднимается?
в) Какое явление, наблюдаемое в природе, основано на
притяжении молекул твердого тела и жидкости?
2. а) В компрессоре воздух подвергается сильному сжатию.
Что происходит при этом с молекулами воздуха, находя
щегося в компрессоре?
б) Можно ли, ударяя молотком по детали, сделать ее как
угодно малой? Почему?
в) Бывает ли когда-нибудь бутылка действительно пус
той, если из нее не выкачивать воздух?
3. а) Если между двумя поверхностями полированного стекла
попадается вода, эти поверхности очень тяжело оторвать
друг от друга. Почему?
б) Один кувшин с молоком поставили в холодильник,
другой оставили в комнате. Где сливки отстоятся быст
рее и почему?
в) Если налить в измерительный цилиндр 20 см3 спирта,
а потом 20 см3 воды, то общий объем смеси будет меньше
40 см3. Куда же «подевалась» часть объема жидкости?
4. а) Почему свежие жирные пятна на рубашке легче уда
лить, чем давние?
Высокий уровень
б) Полированные поверхности металлических брусков
слипаются друг с другом и довольно крепко удержива
ются. Почему это происходит?
22
в) Почему твердые тела и жидкости не распадаются на
отдельные молекулы, несмотря на то что молекулы раз
делены промежутками и находятся в непрерывном бес
порядочном движении?
5.
а) В каком агрегатном состоянии (газообразном, жидком
или твердом) вода образует туман?
б) Открытый сосуд с углекислым газом уравновесили на
весах. Почему со временем равновесие весов нарушается?
О чем свидетельствует этот факт?
в) Почему мел оставляет на поверхности доски белый
след, а кусок белого мрамора — царапину?
6. а) Опираясь на свой жизненный опыт, скажите, какое
вещество расширяется при нагревании сильнее — ртуть или
стекло?
б) Почему фигурки, которые лепят дети из сырого песка,
не рассыпаются?
в) Чем можно объяснить, что вокруг гвоздя, забитого в сы
рую доску, со временем появляется красноватый налет?
ТРИ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
Начальный уровень
1. Вода в чайнике закипела. Выберите правильное утверждение.
A. Чайник, вода и водяной пар состоят из одинако
вых молекул.
Б. Вода и водяной пар состоят из одинаковых молекул.
B. Молекулы воды и пара отличаются.
2. Если зимой озеро полностью покроется льдом, рыба в озере
может погибнуть.
Выберите правильное утверждение.
24
A. Это происходит из-за переохлаждения воды.
Б. Рыба дышит кислородом, который образуется
из молекул воды.
B. Воздух попадает в воду вследствие явления диффузии.
3. На рисунке приведена сделанная с помощью микроскопа
фотография, которая иллюстрирует открытие английского
ботаника Роберта Броуна. На этой фотографии отрезками
соединены последовательные положения твердой частицы,
помещенной в жидкость, через 1 мин. Выберите правильное
утверждение.
A. Наблюдения показывают, что броуновское движе
ние прекращается при повышении температуры.
Б. Причина броуновского движения заключается
в непрерывном движении молекул той жидкости,
в которой находятся крупинки твердого тела.
B. На рисунке мы видим хаотическое движение мо
лекул жидкости.
4. Солнышко пригрело, снег и растаял. Выберите правильное
утверждение.
25
A. Размеры молекул, из которых состоит снег, не из
менились.
Б. Размеры молекул, из которых состоит снег, уве
личились.
B. Размеры молекул, из которых состоит снег,
уменьшились.
5. Смешав 100 мл воды и 100 мл подкрашенного спирта, по
лучили смесь объемом около 190 мл. Выберите правильное
утверждение.
A. Уменьшение объема жидкости обусловлено
диффузией.
Б. Уменьшение объема жидкости обусловлено тем,
что более мелкие молекулы воды размещаются в про
межутках между более крупными молекулами спирта.
B. Уменьшение объема жидкости вызвано взаимо
действием молекул.
6. Молекулы находятся на близком (по сравнению с разме
рами самих молекул) расстоянии в определенном поряд
ке, и каждая молекула колеблется около определенного
положения равновесия. В каком состоянии находится
вещество? Выберите правильное утверждение.
A. В жидком.
Б. В твердом кристаллическом.
B. В газообразном.
Средний уровень
1. а) Объясните, почему газы можно сжать сильнее, чем жидкости,
б) В какой воде — горячей или холодной — быстрее рас
творится сахар? Почему?
26
2.
а) Чем можно объяснить увеличение длины проволоки
при ее нагревании?
б) Происходит ли диффузия между твердым и жидким
веществом? Приведите примеры.
3. а) Чем объясняется уменьшение объема газа при сжатии?
б) В каком рассоле — горячем или холодном — быстрее
засолятся огурцы? Почему?
4. а) Можно ли газом наполнить половину пустой закрытой
банки?
б) Какой физический процесс способствует попаданию
кислорода и азота в листья растений?
5. а) Могут ли быть в газообразном состоянии кислород, азот?
б) Почему уменьшается длина рельса при его охлаждении?
6. а) Почему не рекомендуют наливать молоко, бензин и дру
гие жидкости в цистерну доверху?
б) Из-за какого физического явления ткань, окрашенную
недоброкачественной краской, нельзя в мокром состоя
нии держать вместе со светлым бельем?
Достаточный уровень
1. а) Если в толстостенном стальном цилиндре сжимать мас
ло, то при очень больших значениях давления капельки
масла выступают на внешних стенках цилиндра.
Как можно
объяснить этот факт?
б) Почему газы не имеют собственной формы и постоян
ного объема?
2. а) Почему трудно стянуть с руки мокрую перчатку?
б) Как можно объяснить, что твердые тела сохраняют собст
венную форму?
3. а) Почему сжимаемость жидкостей мало отличается от
сжимаемости твердых тел?
б) Почему дым от костра, поднимаясь вверх, постепенно
перестает быть видимым даже в безветренную погоду?
4. а) Открытый сосуд с эфиром уравновесили на весах и ос
тавили в покое. Через некоторое время равновесие весов
нарушилось. Почему?
27
б) От чего, кроме химического состава молекул, зависят
свойства вещества?
5. а) Почему нельзя утверждать, что объем воздуха в комна
те равен сумме объемов молекул, составляющих воздух?
б) Почему чай заваривают горячей, а не холодной водой?
6. а) Твердое тело в течение длительного времени сохраняет
свою форму. Обязательно ли оно имеет кристаллическое
строение?
б) Какое значение имеет диффузия для процессов дыха
ния человека и животных?
Высокий уровень
1.
а) Почему детский резиновый шарик, наполненный теплым
воздухом, через несколько часов уже не поднимается
вверх?
б) Почему нельзя соединить две деревянные линейки в од
ну, плотно прижав их друг к другу?
в) Почему при резком ударе ладонью по поверхности
воды ощущение такое, будто ударили по железу?
2. а) Почему не рекомендуется перевозить в одном автомобиле
продукты вместе с керосином или бензином?
б) Может ли медь быть жидкой, а ртуть — твердой? При
каких условиях?
в) Чем отличалось бы движение данной молекулы в воз
духе от ее движения в вакууме?
3. а) Как можно доказать, что между атомами существуют
промежутки?
б) Чтобы огурцы получились малосольными, их нужно
засаливать в холодном помещении. Почему?
в) Сформулируйте гипотезу о строении вещества. Как вы
можете ее обосновать? Какие ваши собственные наблю
дения убеждают в ее справедливости? Можно ли считать
гипотезу доказанной современной наукой?
4. а) Почему не рекомендуется хранить в холодильнике ря
дом с молочными продуктами чеснок или нарезанный лук?
б) Объясните на основе молекулярной теории, чем отли
чается холодная вода от теплой.
28
в) Почему в помещении, в котором часто курят, одежда
и вещи пахнут дымом?
5. а) Для чего при складывании полированных стекол между
ними кладут бумажные ленты?
б) Лед расплавили и превратили в воду. Эту воду нагре
ли до кипения и полностью испарили. Изменялись ли
молекулы воды в этих превращениях? Что изменилось
в характере движения и взаимодействия молекул?
в) Переверните стакан вверх дном и медленно погружай
те его в широкий сосуд с водой. Наблюдайте за изменени
ем объема воздуха в нем при погружении. Какие выводы
можно сделать? Как объяснить наблюдаемое?
6. а) Что произошло бы с телами, если бы вдруг их молеку
лы перестали притягиваться друг к другу? отталкиваться
друг от друга?
б) Сравните жидкое и газообразное состояния вещества.
Что общего и в чем различия этих состояний?
в) Почему при склеивании и паянии применяют жидкий
клей и расплавленный припой?
Домашние экспериментальные задания
Средний уровень
1.
Наполните стакан доверху водой. Осторожно и медленно
всыпьте столовую ложку соли. При этом вода из стакана
не выливается. Объясните этот факт.
2. На дно стакана положите несколько крупинок марганцов
ки* и осторожно налейте сверху немного холодной воды.
Понаблюдайте, как меняется цвет воды. Какое явление
вы наблюдали?
3. Проведите тот же опыт, что и в предыдущей задаче, но
марганцовку залейте горячей водой. Что изменится в на
блюдении данного явления? Почему?
4. Проверьте, что происходит с воздухом при его нагревании.
Для этого пустой воздушный шарик наденьте на горлышко
Традиционное название перманганата калия.
29
бутылки (рис. 1). Подержите эту бутылку в течение ми
нуты в тазике с горячей водой (рис. 2). При этом шарик
надувается (рис. 3). А теперь поставьте бутылку под струю
холодной воды (рис. 4). Объясните результаты проведен
ных опытов.
Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4
5. Возьмите тарелку, налейте в нее воды и сразу слейте.
За
тем кусок мыла, сильно прижимая к тарелке, поверните
несколько раз и поднимите вверх. При этом с мылом под
нимется и тарелка (см. рисунок). Почему?
6. Проверьте опытным путем, что сухие листы бумаги не
прилипают друг к другу, а смоченные водой прилипают.
Объясните это явление.
Достаточный уровень
1. Разбрызгайте в углу комнаты несколько капель духов.
Зафиксируйте, через какое время вы услышите запах духов
в противоположном углу комнаты. Объясните почему это
время достаточно велико (ведь скорость движения молекул
в воздухе достигает нескольких сотен метров в секунду).
2. Переверните стакан вверх дном и медленно погружайте его
в широкий сосуд с водой. Наблюдайте за объемом воздуха
в стакане при погружении. Какие выводы можно сделать?
Объясните наблюдаемое явление.
30
3. Вставьте воронку в пустую бутылку, плотно прижмите
воронку к стенке горлышка бутылки. Попытайтесь напол
нить бутылку водой. Почему вам это не удастся? Объясните
наблюдаемое явление.
4. Возьмите сырую картофелину и разрежьте ее пополам.
В центр среза капните несколько капель марганцовки
и соедините обе половинки. Через некоторое время разъеди
ните их. Назовите наблюдаемое явление и объясните его.
5. Понаблюдайте, где в домашних условиях используется
явление диффузии. От чего зависит скорость диффузии?
Как можно ускорить диффузию? Как домохозяйки ведут
борьбу с вредными проявлениями диффузии? Каждый
пример запишите в тетрадь и объясните.
6. Возьмите две прямоугольные стеклянные пластинки
небольших размеров, хорошо вымойте их и просушите.
Приложите плотно друг к другу. Легко ли их разъеди
нить? То же самое проделайте с мокрыми пластинками.
Объясните наблюдаемое явление.
Высокий уровень
1. Вам надо установить, зависит ли скорость диффузии
в жидкостях от температуры. Как вы поставите опыт?
Проведите опыт и проверьте, действительно ли такая за
висимость существует.
2. Придумайте и продемонстрируйте несколько опытов, при
помощи которых можно показать, что между молекулами
твердых тел имеются промежутки.
3. Воспользовавшись линейкой, определите объем нескольких
кусочков сахара-рафинада. Опустите сахар в мензурку с
водой и растворите его. Определите, на сколько делений
вода должна была бы подняться и на сколько делений она
поднялась фактически. Объясните разницу. В какой воде
(теплой или холодной) опыт проходит быстрее? Почему?
4. Возьмите две или три пары различных жидкостей (напри
мер, раствор медного купороса и воду и др.). Исследуйте,
зависит ли скорость диффузии от свойств соприкасаю
щихся жидкостей. Для этого вы можете в стеклянный
31
сосуд налить до половины воды. Возьмите воронку с длин
ным горлышком и опустите ее в сосуд так, чтобы конец
горлышка доходил до дна. Затем осторожно наливайте в
сосуд другую жидкость. Жидкости в сосуде разделятся
на два слоя с резко выраженной границей между ними.
Наблюдение за жидкостями проводите в течение несколь
ких часов. Сделайте выводы из наблюдаемых явлений.
5. Возьмите невысокую банку из-под консервов, проколите
изнутри в дне отверстия диаметром 1—2 мм.
Расплавьте
парафин и обмакните в него дно банки. Если парафиновая
пленка затянет отверстия, то осторожно проколите их
вновь. Налейте в банку воды слоем 7—10 мм. Объясните,
почему вода не выливается из банки.
6. Поставьте стакан, наполненный водой, на подставку, а вто
рой, пустой, — на стол. Попробуйте с помощью полос
ки сукна или другой материи перелить воду из верхнего
стакана в нижний. Где подобное явление используется на
практике?
7. Утверждение, что жидкость «не имеет своей формы»,
а всегда принимает форму сосуда, не совсем правильно.
Капните водой на тарелку, смазанную любым жиром (на
пример, сливочным или растительным маслом). Вы уви
дите, что капли не растекаются, а принимают примерно
шарообразную форму. Такую же форму имеют и капельки
росы на траве и листьях (см. рисунок). Почему же капли
шарообразные? Объясните.
ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ.
ТРАЕКТОРИЯ И ПУТЬ
Начальный уровень
1. Корабль подплывает к пристани.
) А W
Б >———-ч .
/
5. Выберите правильное утверждение. Линию, которую опи
сывает тело при своем движении, называют…
A. прямой линией.
Б. пройденным путем.
B. траекторией.
6. Выберите правильное утверждение. Длину траектории на
зывают…
A. пройденным путем.
Б. прямой линией.
B. скоростью.
Средний уровень
1. Книга лежит на столе. Укажите, по
отношению к какому телу книга:
а) покоится; б) движется.
35
2. Буксир по реке толкает баржу. Относительно каких тел
изменяется положение баржи? Относительно какого тела
ее положение не меняется?
3. Когда говорят о скорости автомобиля или поезда, обычно
не указывают, по отношению к какому телу рассматрива
ется движение. Как вы считаете, по отношению к каким
телам изменяется положение движущегося автомобиля
или поезда?
4. Укажите тело отсчета для следующих случаев движения:
а) полет воздушного шара; б) движение плота по реке;
в) движение Земли вокруг Солнца.
5. Зависит ли форма траектории от того, относительно какого
тела рассматривают движение данного тела? Приведите
примеры.
6. Относительно Земли Луна движется по траектории, близ
кой к окружности (см. рисунок), но находящийся на Луне
космонавт будет считать, что Луна покоится. Почему?
36
Достаточный уровень
1. Пассажир движущегося троллейбуса видит в окно рядом
с трамваем легковой автомобиль, который то опережает
трамвай, то отстает от него, то некоторое время кажется
неподвижным. Как объяснить то, что наблюдает пасса
жир?
2. Два автомобиля движутся по прямолинейному шоссе так,
что некоторое время расстояние между ними не изменя
ется. Укажите, относительно каких тел в течение этого
времени каждый из них находится в покое и относительно
каких тел они движутся.
3. Мимо пешехода движется колонна автомобилей с одина
ковой скоростью. Движется ли каждый из автомобилей
относительно другого? Движется ли пешеход относительно
одного из автомобилей? Ответ поясните.
4. По отношению к какому телу рассматривают движение
тела, когда говорят: а) бревно плывет по реке; б) моторная
лодка может идти со скоростью 10 км/ч?
5. Движутся или покоятся относительно друг друга пасса
жиры метро, находящиеся на двух эскалаторах: а) дви
жущихся в одном направлении; б) движущихся в разных
направлениях?
6. Укажите, относительно какого тела рассматривают дви
жение, когда говорят: а) автомобиль едет со скоростью
60 км/ч; б) пассажир идет по вагону со скоростью 1 м/с.
Высокий уровень
1. Два автомобиля движутся навстречу друг другу. В ка
ком случае скорость автомобилей больше — когда их
движение рассматривается относительно Земли или от
носительно друг друга? Почему?
2. Корабль совершает за полгода кругосветное путешествие.
Будет ли его траектория замкнутой, если рассматривать
движение корабля: а) относительно Земли; б) относительно
Солнца? Объясните свой ответ.
3. Вдоль минутной стрелки больших башенных часов ползет
улитка.
Нарисуйте примерный вид траектории движения
улитки относительно циферблата, если она доползла от
центра часов до конца стрелки за два часа.
4. Турист прошел 3 км на север, повернул направо и про
шел еще 4 км. Начертите в тетради траекторию туриста в
масштабе в 1 см 1 км. Найдите путь, пройденный турис
том, и расстояние от начальной точки его траектории до
конечной.
5. В кино показывают следующий трюк. Поезд идет со ско
ростью 20 м/с, а по платформе поезда едет мотоциклист
так, что при этом он покоится относительно телеграфных
столбов на обочине дороги. Сколько времени может про
должаться такой «покой», если длина вагона 20 м?
6. Автомобиль делает поворот налево по дуге окружности.
Нарисуйте двумя различными цветами траекторию левого
и правого передних колес при таком движении (размером
самих колес можно пренебречь). Какое колесо прошло
больший путь?
ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ РАВНОМЕРНОЕ
ДВИЖЕНИЕ
Начальный уровень
1.
Какое из перечисленных ниже движений можно считать
равномерным? Выберите правильное утверждение.
A. Движение автомобиля при торможении.
Б. Спуск пассажира на эскалаторе метрополитена.
B. Движение самолета при взлете.
2. Выберите правильное утверждение. Прямолинейным рав
номерным движением называют…
A. движение, при котором модуль скорости тела ос
тается неизменным.
Б. движение, при котором за любые равные проме
жутки времени скорость изменяется на одинаковую
величину.
B. движение по прямой в одном направлении, при
котором тело за любые равные промежутки времени
проходит равные пути.
3. Пассажирский поезд, двигаясь равномерно, за 30 мин про
шел путь 30 км. Какова скорость поезда? Выберите правильное
утверждение.
A. 30 км/ч.
Б. 60 м/с.
B. 60 км/с.
4. Мотоциклист движется со скоростью 36 км/ч. Какой путь
он пройдет за 20 с? Выберите правильное утверждение.
A. 200 м.
Б. 360 км.
B. 180 м.
39
5. На рисунке представлен график зависимости скорости
равномерного движения от времени. Какой путь прошло
тело за 3 с?
А. 4 м. i
Б. 18 м. О
В. 36 м.
I Z
а
..J > г t, ‘…
6.
A. 0,5 м/с.
Б. 2 м/с.
B. 20 м/с.
На рисунке представлен график зависимости пути равно
мерного движения от времени. Какова скорость движения
тела?
Средний уровень
1. Охотничья собака бежит со скоростью 16 м/с, а убегающий
заяц — со скоростью 60 км/ч. Сможет ли собака догнать
зайца?
2. Самолет летит со скоростью 900 км/ч. Является ли этот
самолет сверхзвуковым? Скорость звука примите равной
330 м/с.
3. Человек идет, делая 2 шага в секунду. Длина шага 75 см.
Выразите скорость человека в метрах в секунду и в кило
метрах в час.
4. Какое расстояние пролетает самолет за 1,5 мин, если он
летит со скоростью 800 км/ч?
40
5. Дельфин может развивать скорость до 15 м/с. Сможет ли
дельфин проплыть 0,5 км за 10 мин?
6.
Скорость улитки 1,4 мм/с. За какое время она преодолеет
расстояние в 1 м?
Достаточный уровень
1. Автомобиль за 10 мин проехал 9 км. Какой путь он прой
дет за 0,5 ч, двигаясь с такой же скоростью?
2. Велосипедист за 40 мин проехал 10 км. За какое время
он проедет еще 25 км, двигаясь с такой же скоростью?
3. Автомобиль ехал 0,5 ч со скоростью 90 км/ч. С какой
скоростью должен ехать велосипедист, чтобы проехать
тот же путь за 1 ч 30 мин?
4. Один велосипедист в течение 12 с двигался со скоростью
6 м/с, а второй проехал этот же путь за 9 с. Какой была
скорость второго велосипедиста?
5. Чтобы успеть отбежать от места взрыва заряда, применяют
бикфордов шнур, по которому пламя медленно движется
к заряду. Какой длины надо взять шнур, чтобы после
его загорания успеть отбежать на расстояние 300 м?
Скорость бега 5 м/с, а скорость распространения пламени —
0,8 см/с.
6. На рисунке изображен график, характеризующий полет
птицы.
Сколько времени летела птица? В течение какого
41
времени птица отдыхала? С какой скоростью летела птица
до остановки?
1. Поезд длиной 240 м, двигаясь равномерно, въезжает на мост.
С того момента, когда локомотив въехал на мост, до мо
мента, когда с моста съехал последний вагон, прошло
2 мин. Какова скорость поезда, если длина моста 360 м?
2. По параллельным путям в одну сторону движутся два
электропоезда. Скорость первого поезда 54 км/ч, а второ
го — 10 м/с. Сколько времени будет продолжаться обгон,
если длина каждого поезда 150 м?
3. Человек полпути проехал на велосипеде со скоростью 25 км/ч,
а остаток пути прошел со скоростью 5 км/ч. Сколько вре
мени он шел, если весь путь занял 3 ч?
4. Поезд проходит мимо наблюдателя в течение 10 с, а по мосту
длиной 400 м — в течение 30 с (считая с момента, когда на
мост въехал локомотив, до момента, когда с моста съехал
последний вагон). Определите длину и скорость поезда.
5. Автоколонна длиной 200 м и встречный автомобиль имеют
равные скорости. С какой скоростью движется автомобиль,
если находящийся в нем пассажир отметил, что мимо ко
лонны автомобиль двигался 10 с?
6. Сколько времени мимо мотоциклиста, едущего со скоростью
63 км/ч, будет проезжать встречная колонна автомобилей
длиной 300 м, имеющая скорость 45 км/ч?
42
7. На рисунке изображен график, характеризующий движение
зайца. С какой скоростью двигался заяц до остановки? В
течение какого времени заяц отдыхал? Какой путь прошел
заяц за первые 30 с? Постройте график зависимости ско
рости от времени.
8. Два автомобиля выехали одновременно из города и двигались
по одной и той же прямой дороге. На рисунке приведены
графики зависимости пути от времени для этих автомоби
лей. Определите:
а) в какие интервалы времени автомобили удалялись
друг от друга, а в какие — сближались?
б) в какой интервал времени расстояние между автомоби
лями оставалось неизменным? Каким было это расстояние?
в) какой была наибольшая скорость каждого из автомоби
лей? наименьшая?
ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ НЕРАВНОМЕРНОЕ
ДВИЖЕНИЕ
Начальный уровень
1.
Какое из перечисленных ниже движений является нерав
номерным? Выберите правильное утверждение.
A. Течение равнинной реки.
Б. Спуск парашютиста в безветренную погоду.
B. Движение поезда метро между двумя станциями.
2. На рисунке представлены графики зависимости скорости дви
жения трех тел от времени. Какой из графиков соответствует
равномерному движению? Выберите правильный ответ.
А Б В
3. Автомобиль проехал 60 км за 1 ч, а затем еще 240 км
за 5 ч. Какова средняя скорость на всем пути? Выберите
правильное утверждение.
A. 40 км/ч.
Б. 50 км/ч.
B. 150 км/ч.
44
4 .
5.
6.
Какой путь проедет велосипедист за 20 мин, если его
средняя скорость равна 18 км/ч? Выберите правильное
утверждение.
A. 3,6 км.
Б. 6 км.
B. 9 км.
Пешеход шел 1 ч со скоростью 4 км/ч, а потом 1 ч ехал
на велосипеде со скоростью 16 км/ч. Какова средняя ско
рость на всем пути? Выберите правильное утверждение.
A. 8 км/ч.
Б. 10 км/ч.
B. 20 км/ч.
Велосипедист проехал 30 км со скоростью 10 км/ч, а по
том еще 20 км со скоростью 20 км/ч. Какова средняя ско
рость на всем пути? Выберите правильное утверждение.
A. 12,5 км/ч.
Б. 15 км/ч.
B. 17,5 км/ч.
Средний уровень
1. Автобус первые 4 км пути проехал за 12 мин, а следую
щие 12 км — за 18 мин. Определите среднюю скорость
автобуса на каждом участке пути и на всем пути.
2. На горизонтальном участке пути автомобиль ехал со ско
ростью 72 км/ч в течение 10 мин, а затем проехал подъ
ем со скоростью 36 км/ч за 20 мин. Чему равна средняя
скорость на всем пути?
3. На рисунке изображен гра
фик зависимости пути от вре
мени для некоторого тела.
Определите среднюю скорость
тела на всем пути. Какой была
бы скорость этого тела, если
бы оно не останавливалось?
45
4. Вагон, двигаясь равномерно под уклон, проходит 120 м за
10 с. Скатившись с горки, он проходит до полной останов
ки еще 360 м за 1,5 мин.
Определите среднюю скорость
вагона за все время движения.
5. На рисунке представлен график зависимости скорости
движения автомобиля от времени. Определите среднюю
скорость автомобиля за все время движения.
6. Автомобиль проехал 200 км за 7 ч, а затем 5 ч ехал со
скоростью 80 км/ч. Определите среднюю скорость авто
мобиля на всем пути.
Достаточный уровень
1. Турист за 25 мин прошел 1,2 км, затем полчаса отдыхал,
а потом пробежал еще 800 м за 5 мин. Какова была его
средняя скорость на всем пути? Какой была бы его средняя
скорость, если бы он не отдыхал?
2. Первые 800 м поезд метрополитена прошел со скоростью
36 км/ч, следующие 900 м — со скоростью 54 км/ч, оставшие
ся до станции 500 м поезд шел со скоростью 36 км/ч. Опре
делите среднюю скорость движения поезда на всем пути.
3. За первые 3 ч пешеход прошел 12 км, в следующие 2 ч его
скорость составляла 3 км/ч, последний час он двигался со
скоростью 2 км/ч. Определите среднюю скорость движения
пешехода на всем пути.
46
4. Теплоход «Метеор» на подводных крыльях может разви
вать скорость до 70 км/ч. Теплоход вышел из Нижнего
Новгорода в 9 ч 00 мин и в 18 ч 10 мин прибыл в Ярославль.
По пути он сделал 10 остановок общей продолжительностью
50 мин. Расстояние между городами по Волге составляет
396 км. Определите среднюю скорость движения тепло
хода: а) с учетом времени остановок; б) без учета времени
остановок.
5. Турист ехал на велосипеде 1 ч со скоростью 10 км/ч, за
тем 0,5 ч отдыхал, потом за 1,5 ч прошел 7,5 км пешком.
Найдите среднюю скорость туриста на всем пути.
6. На рисунке изображен график зависимости скорости от
времени для некоторого тела. Определите среднюю ско
рость этого тела на всем пути.
47
Высокий уровень
1. Из одного пункта в другой мотоциклист двигался со ско
ростью 60 км/ч, обратный путь был им проделан со скоро
стью 10 м/с. Определите среднюю скорость мотоциклиста
за все время движения.
2.
Автомобиль двигался первую половину пути со скоростью
20 м/с, а вторую — со скоростью 30 м/с. Найдите среднюю
скорость автомобиля на всем пути.
3. Поезд двигался на подъеме со средней скоростью 60 км/ч,
а на спуске его средняя скорость составила 100 км/ч.
Определите среднюю скорость поезда на всем участке пути,
если учесть, что спуск в два раза длиннее подъема.
4. Велосипедист проехал первую половину пути со скоростью
12 км/ч, а вторую половину пути — с другой скоростью.
Какова эта скорость, если известно, что средняя скорость
движения велосипедиста на всем пути равна 8 км/ч?
5. Мотоциклист полпути ехал со скоростью 80 км/ч, а остаток
пути — со скоростью 60 км/ч. Какой была средняя ско
рость мотоциклиста на всем пути?
6. Первую половину пути автомобиль шел со скоростью в 8 раз
большей, чем вторую. Средняя скорость автомобиля на всем
пути равна 16 км/ч. Определите скорость автомобиля на
второй половине пути.
Домашние экспериментальные задания
1.
С помощью сантиметровой ленты измерьте длину своего
шага. По пути в школу подсчитайте число шагов и опре
делите пройденный вами путь. На листе бумаги в клетку
изобразите примерную траекторию своего движения в вы
бранном вами масштабе.
2. Определите среднюю скорость движения автобуса (троллей
буса), в котором вы едете в школу, имея часы с секундной
стрелкой и наблюдая за телеграфными или километровы
ми столбами. (Расстояние между телеграфными столбами
равно 50 м.)
48
3. Определите среднюю скорость, с которой вы можете про
бежать 100 м.
4. Если у вас дома есть игрушечный заводной автомобиль, то,
сделав необходимые измерения, найдите среднюю скорость,
с которой он перемещается.
5. Рассмотрите спидометры мотоцикла, автомобиля. С какой
целью их устанавливают? Какую скорость они показыва
ют — среднюю или мгновенную? О чем говорят колебания
стрелок спидометров при движении?
6. Проследите за движением качелей.
В каких точках траек
тории скорость наибольшая; наименьшая; увеличивается;
уменьшается?
7. Установите длинный желоб с таким наклоном, чтобы ша
рик катился по нему равномерно. Используя секундомер
(или метроном) и линейку, убедитесь, что шарик движется
равномерно.
8. Определите среднюю скорость неравномерного движения
шарика по длинному наклонному желобу, используя для
этого секундомер (или метроном) и измерительную ленту.
Укажите, зависит ли скорость от угла наклона плоскости.
От чего зависит точность получаемого вами результата?
9. Попробуйте опытным путем определить конечную скорость,
приобретаемую шариком, скатывающимся по наклонной
плоскости.
Ю.Используя стакан цилиндрической формы, штангенцир
куль и секундомер, определите скорость вытекания воды
из водопроводного крана.
ЗАКОН ИНЕРЦИИ. МАССА ТЕЛА
Начальный уровень
1. Футболист ударяет ногой по мячу. Выберите правильное
утверждение.
A. Скорость мяча при ударе не меняется.
Б. При ударе мяч с некоторой силой действует
на ногу футболиста.
B. Во время удара мяч движется равномерно.
2. Выберите правильное утверждение. Явление сохранения
скорости тела при отсутствии действия на него других тел
называют…
A. механическим движением.
Б. инерцией.
B. свободным падением.
3. Стоящий в автобусе пассажир непроизвольно наклонился
вперед. Чем это вызвано? Выберите правильное утверж
дение.
50
A. Автобус сделал разворот.
Б. Автобус уменьшил свою скорость.
B. Автобус увеличил свою скорость.
4. Из артиллерийского орудия произведен выстрел. Выберите
правильное утверждение.
A. Сила действия газов на снаряд во время выстрела
значительно больше силы их действия на ствол орудия.
Б. Во сколько раз скорость снаряда больше скоро
сти орудия при отдаче, во столько раз масса снаряда
меньше массы орудия.
B. Чем меньше масса тела, тем труднее изменить его
скорость.
5. Куда отклоняются пассажиры относительно автобуса,
когда он резко поворачивает влево? Выберите правильное
утверждение.
A. Вправо.
Б. Прямо по ходу движения автобуса.
B. Влево.
6. При выстреле из винтовки скорость пули равна 500 м/с,
а скорость отдачи винтовки в противоположную сторо
ну — 1,25 м/с. У какого тела масса больше и во сколько
раз? Выберите правильное утверждение.
A. У винтовки больше в 40 раз.
Б. У пули больше в 625 раз.
B. У винтовки больше в 400 раз.
Средний уровень
1. Из ствола орудия, масса которого 1 т, вылетает снаряд со
скоростью 600 м/с. Какова масса снаряда, если скорость
отдачи орудия в противоположную сторону — 12 м/с?
2. Первоначально неподвижная тележка массой 20 кг, с кото
рой совершен прыжок, приобрела скорость 1,2 м/с. Какую
скорость при этом получил прыгун, если его масса 60 кг?
Прыжок был сделан в горизонтальном направлении.
3. Фигурист массой 60 кг, стоя на коньках на льду, бросил
вперед кусок льда со скоростью 3 м/с. Найдите массу этого
51
куска, если в момент броска фигурист откатился назад со
скоростью 40 см/с.
4. Между тележками помещена сжатая с помощью нити
пружина. На левой тележке лежит кубик из железа, на
правой — еловый кубик такого же объема. Кубики одина
кового размера. Если нить пережечь, то тележки придут в
движение. Какая тележка приобретет большую скорость?
Во сколько раз большую? Массой тележек пренебречь.
5. При взаимодействии двух покоящихся вначале тележек
они приобрели скорости 20 см/с и 60 см/с. Масса большей
тележки 600 г. Чему равна масса меньшей тележки?
6. Две тележки удерживаются сжатой пружиной. Когда они
пришли в движение, то их скорости оказались равными
4 см/с и 60 см/с. Во сколько раз отличаются их массы?
Достаточный уровень
1. а) Почему на поворотах водитель уменьшает скорость?
б) Тело перенесли с поверхности Земли в открытый кос
мос. Изменилась ли при этом масса тела?
2. а) Сильно надуйте шарик и, не завязывая его, отпустите.
Почему он, сдуваясь, улетает?
б) Изменится ли масса гирьки, если ее со стола перело
жить в стакан с водой?
3.
а) Всадник быстро скачет на лошади. Почему он может
перелететь через голову лошади, если лошадь споткнется?
б) Изменилась ли масса воздуха в баллоне, если кран от
крыли и часть воздуха вышла из баллона?
4. а) Сидевшая на ветке птица вспорхнула и улетела. Куда
и в какой момент отклонилась ветка? Почему?
52
б) Изменилась ли масса хлопка в контейнере, когда хло
пок спрессовали в тюки?
5. а) Почему капли при резком встряхивании слетают с
мокрой одежды?
б) Тело переместили с Земли на Луну. Изменилась ли
при этом масса тела?
6. а) Автомобиль разгоняется, отталкиваясь от дороги. А от
чего отталкивается ракета, разгоняясь в космосе?
б) Изменилась ли масса воздуха в герметичном цилиндре
под поршнем, если поршень передвинули так, что газ
стал занимать объем в два раза меньше первоначального?
Высокий уровень
1. а) К потолку каюты равномерно идущего теплохода подве
шен шар. Какое изменение произойдет в положении шара,
если: а) скорость теплохода будет увеличиваться; б) теплоход
повернет в сторону; в) теплоход внезапно остановится?
б) Небольшая лодка канатом притягивается к теплоходу.
Почему мы не замечаем, что теплоход движется навстре
чу лодке?
2. а) Подголовник, прикрепленный к спинке сиденья авто
мобиля, удерживает голову человека от отклонения назад.
В каких аварийных ситуациях помогает этот подголовник?
б) С помощью двух одинаковых воздушных шаров под
нимают из состояния покоя разные тела. По какому при
знаку можно заключить, у какого из этих тел большая
масса?
53
3. а) Кирпич кладут на ладонь и ударяют по нему молот
ком. Почему рука, держащая кирпич, не ощущает резкого
удара?
б) Из овечьей шерсти скатали валенки. Сравните массы
шерсти и валенок, если отходов не было. Что изменилось?
4. а) Почему пуля, вылетевшая из ружья, не открывает
деревянную дверь, а пробивает ее насквозь?
б) В стакане находится смесь воды и снега. Изменится ли
масса содержимого в стакане, если снег растает?
5. а) Движущийся вагон сталкивается с неподвижным ва
гоном. При этом первый вагон останавливается, а второй
приходит в движение со скоростью первого вагона.
Что
можно сказать о массах этих вагонов?
б) Могут ли два неподвижных вначале тела в результате
взаимодействия друг с другом приобрести одинаковые по
модулю скорости? Ответ обоснуйте.
6. а) Лисица, убегая от преследующей ее собаки, часто
спасается тем, что делает резкие внезапные движения
в сторону как раз в тот момент, когда собака готова схва
тить ее зубами. Почему собака при этом промахивается?
б) В печи сгорели дрова, превратившись в кучу легкого
пепла. Куда «исчезла» масса дров?
Ищете идею для проекта научной ярмарки седьмого класса? Хотите оживить свой план урока экспериментами в классе? Мы вас прикрыли! Этот огромный список научных идей охватывает биологию, химию, физику и многое другое. Есть быстрые идеи для демонстраций в классе или предложения по более длинным проектам, которые обязательно выиграют призы.
Смотрите и вдохновляйтесь!
Конечно, банку из-под газировки легко раздавить голыми руками, но что, если бы вы могли сделать это, вообще не касаясь ее? Это сила давления воздуха!
Узнайте больше: Steve Spangler Science/Can Crusher
Начинающим инженерам понравится проектировать, строить и испытывать на прочность потрясающий геодезический купол. Для этого эксперимента не нужны ничего, кроме газеты и малярного скотча!
Узнайте больше: Научные друзья
Студенты экспериментируют с лучшим способом построить солнечную печь, изучая тепловую энергию, отражение, конвекцию и другие физические понятия. Они могут представить результаты своих экспериментов вместе со своими окончательными отчетами!
Узнать больше: Детский научный центр
Сферификация — горячая тенденция в лучших ресторанах, но ученики седьмого класса могут легко воспроизвести ее дома с помощью нескольких специальных ингредиентов.
Это крутой химический эксперимент и к тому же вкусный!
Узнайте больше: Научные друзья
Это отличный индивидуальный или групповой научный проект для 7-го класса, так как он побуждает учащихся использовать и оттачивать свои дизайнерские и инженерные навыки для создания работающей модели руки.
Узнайте больше: Научные друзья
Изменение климата может быть спорной темой, поэтому начните с рассказа детей о парниковом эффекте, который легко увидеть и понять. Затем предложите им изучить данные, собранные другими учеными, чтобы они могли научиться принимать обоснованные решения по таким темам, как глобальное потепление.
Узнайте больше: Преподавание естественных наук с Линдой
Мы рано узнали, что масло плавает в воде, но при чем тут другие жидкости? Студенты узнают об этом, когда проводят этот красочный эксперимент с плотностью, в ходе которого они наслаивают разные вещества, создавая радугу.
Узнать больше: ThoughtCo
Велика вероятность, что по крайней мере некоторые дети в вашем классе когда-нибудь будут работать с компьютерным кодом. Представьте концепцию прямо сейчас с кубиками LEGO!
Узнать больше: Корзиночки для маленьких ручек
Вы когда-нибудь задумывались, как ученые определяют, сколько калорий содержится в вашей пище? Попробуйте этот эксперимент и узнайте!
Узнайте больше: Научные друзья
Расскажите детям о кислотах и основаниях, не прибегая к тест-полоскам PH! Просто вскипятите красную капусту и попросите учащихся использовать полученную воду для проверки различных веществ: кислоты становятся красными, а основания — зелеными.
Узнать больше: Возможно образование
Очистка воды углемСегодня во многих домах используются системы фильтрации воды, но как они на самом деле работают? Этот химический эксперимент исследует, как древесный уголь фильтрует примеси из питьевой воды.
Узнайте больше: Ученый на дому
Узнать о волновом действии? Соберите эту удивительно простую волновую машину для практического исследования.
Узнайте больше: Привлечение научных лабораторий
Ваши ученики очарованы древними египтянами? Тогда у нас есть идеальный научный проект 7-го класса для вашего класса! Нет необходимости в канопах; просто возьмите немного пищевой соды и начните.
Узнайте больше: Научные друзья
Вы взорвете мозги своим семиклассникам, когда расскажете им, что они собираются построить часы, используя технологии, которым уже тысячи лет. Пособия простые, а результат отличный!
Узнать больше: Семейство STEAM Powered
Создайте свою собственную слизьСкорее всего, ваши ученики уже любят делать слизь и играть с ней.Превратите веселье в эксперимент, меняя ингредиенты, чтобы создать слайм с различными свойствами, от магнитных до светящихся в темноте!
Узнайте больше: Научные друзья
Содержание кальция в яичной скорлупе делает ее прекрасной заменой зубов. В этом эксперименте студенты используют яйца, чтобы определить, как газировка и сок окрашивают зубы и изнашивают эмаль. (Бонус: предложите учащимся попробовать различные комбинации зубной пасты и зубной щетки, чтобы увидеть, насколько они эффективны.)
Узнать больше: Чувствуешь себя как дома
Этот эксперимент занимает немного времени и требует некоторых специальных материалов, но дети действительно почувствуют себя учеными, когда будут извлекать ДНК лука через пробирку.
Узнайте больше: Научные друзья
Соберите барометр своими рукамиЭтот простой, но эффективный научный проект «Сделай сам» знакомит детей с атмосферным давлением и метеорологией. Им будет весело отслеживать и предсказывать погоду с помощью собственного барометра.
Узнайте больше: Приключения с детьми
Узнайте, насколько важна растяжка, сравнив гибкость добровольцев до и после упражнений на растяжку. Это отличный эксперимент для любителей фитнеса.
Узнать больше: У нас есть дети
Учащимся требуется всего несколько простых материалов для выполнения этого классического научного проекта 7-го класса, включающего электролиз и гальваническое покрытие, но результаты всегда впечатляют.
Узнать больше: КивиКо
Никогда не было лучшего времени, чтобы узнать о микробах и бактериях.
Это такой эксперимент, который заставит ваших учеников седьмого класса почувствовать себя настоящими учеными!
Узнать больше: Angelicscalliwags
Дайте детям полное представление о гидравлике с помощью этого готового к использованию устройства, кульминацией которого станет разработка собственного гидравлического изобретения!
Узнайте больше: Учитель Компьютерщик
Бактерии, которые накапливаются на объектах в воде, образуют вещество, называемое биопленкой. В этом экологическом проекте учащиеся строят устройство для сбора биопленки, а затем экспериментируют со способами уменьшения количества биопленки, которая накапливается с течением времени.
Узнайте больше: Ученый на дому
Могут ли определенные цвета улучшить вашу память? Этот эксперимент исследует эту идею, используя только цветные и черные маркеры и набор желающих участников.
Узнайте больше: Education.com
Есть так много способов экспериментировать с кристаллами, обучая детей перенасыщенным растворам. Перейдите по ссылке ниже, чтобы узнать о отличных идеях, например, о том, как сделать съедобный хрустальный цветок.
Узнать больше: ThoughtCo
Спиннеры Fidget — отличный способ удержать внимание некоторых детей, но задумывались ли вы когда-нибудь об использовании их для научного эксперимента? Этот исследует Первый закон движения Ньютона, также известный как Закон инерции.Весело и познавательно!
Узнайте больше: от инженера до мамы-домохозяйки
Люди ищут дозу кофеина, когда чувствуют себя вялыми, но действительно ли это помогает им работать лучше? Этот научный эксперимент ставит перед учащимися задачу ответить на этот вопрос, используя научный метод.
Узнать больше: ThoughtCo
Дайте вашему классу предметы первой необходимости, такие как резинки, пластиковые стаканчики и картонные коробки.Затем бросьте им вызов и создайте свои собственные автоматы для игры в пинбол!
Узнать больше: Умный студент
Существует множество экспериментов по строительству мостов, но этот уникален. Он вдохновлен 500-летним самонесущим деревянным мостом Леонардо да Винчи. История + наука для победы!
Узнать больше: iGame Mom
Студенты могут примерить на себя роль Линнея, создав собственную систему таксономии, используя несколько различных сушеных бобов.Это веселый научный проект седьмого класса, который можно выполнять в группах, чтобы учащиеся могли увидеть различия между системами каждой группы.
Узнайте больше: Наше путешествие на запад
Производство электроэнергииВ этом научном проекте дети собирают генератор с нуля. Материалы легко доступны в Интернете, и есть множество экспериментов, которые ученики могут провести после того, как он будет построен.
Узнайте больше: Science.com
Эксперименты по окислению могут быть такими же простыми, как бросание предметов в воду, чтобы увидеть, не ржавеют ли они, или усложняться, изменяя условия, чтобы увидеть, можно ли отсрочить или предотвратить ржавление.
Узнать больше: Учи рядом со мной
Нет ничего, что дети любят больше, чем играть со своими игрушками в школьные часы. Используйте их любимые боевые волчки, чтобы исследовать взаимосвязь веса и углового момента.
Узнайте больше: От инженера до сидячей дома мамы
Выдувание пузырей может показаться слишком забавным для научного проекта, но когда условия, такие как температура, изменяются, начинается экспериментальная часть.
Если достаточно холодно, ученики могут даже пускать замороженные пузыри!
Подробнее: ThoughtCo
Проведите этот эксперимент для научной ярмарки седьмого класса: приготовьте партии бальзамов для губ, используя разные рецепты, а затем протестируйте их, чтобы определить, какой из них наиболее эффективен.
Узнайте больше: Научные друзья
Используйте кальций, содержащийся в яичной скорлупе, чтобы сделать тротуарный мел.Детям понравится измельчать яичную скорлупу в порошок, а затем украшать ими тротуар!
Узнать больше: Kidspot
Если вы изучаете анатомию рыб или просто исследуете плавучесть, этот простой эксперимент — интересный способ погрузиться в концепции. (Узнайте больше о воздушных шарах здесь.)
Узнайте больше: Научные друзья
Испечь модель съедобной клеткиКонечно, школьники могут построить модель клетки из глины, но торт и конфеты намного вкуснее! Перейдите по ссылке ниже, чтобы увидеть, как это делает один учитель.
Узнайте больше: Странные несоциализированные домашние школьники
Дети бегло владеют текстовой речью, но действительно ли это считается совершенно новым языком? В этом проекте учащиеся изучают язык и историю текстовых сообщений, затем составляют глоссарий текстовых сообщений и рассматривают практическое применение текстовых сообщений.
Узнайте больше: Education.com
Этот классический научный эксперимент знакомит детей с центростремительной силой.Имейте в виду: это может привести к беспорядку, поэтому подумайте о том, чтобы взять его на улицу.
Узнайте больше: Стив Спенглер Научная доска/Центростремительная сила
В отличие от сил растяжения, силы сжатия создаются материалом в ответ на сжатие, а не на растяжение.Сопротивление материалов деформации – это то, что вызывает нормальную силу (силу опоры), которую мы ввели в блоке на балансе. Например, бедренная кость сжимается при поддержке веса верхней части тела человека.
Человеческое бедро. Изображение предоставлено: Анатомография через Викисклад. «В анатомии человека бедренная кость (бедренная кость) является самой длинной и крупной костью. Наряду с височной костью черепа это одна из двух самых прочных костей в организме. Средняя бедренная кость взрослого мужчины составляет 48 см (18.9 в ) в длину и 2,34 см (0,92 в ) в диаметре и может выдерживать до 30 раз больше веса взрослого человека».
872 N ). Согласно утверждению, что бедренная кость может выдержать вес, в 30 раз превышающий массу тела, бедренная кость взрослого мужчины может выдержать примерно 6000 фунтов сжимающей силы! Такие большие силы редко создаются самим телом, поэтому автомобильные столкновения являются причиной номер один переломов бедренной кости.
Размер объекта влияет на то, как он деформируется в ответ на приложенные силы сжатия и растяжения. Например, максимальная сила сжатия или растяжения, которую может выдержать кость, зависит от размера кости. В частности, чем больше площадь, на которую может быть распределена сила, тем большую силу может выдержать кость. Это означает, что максимальные силы, которые могут выдержать кости (и другие объекты), пропорциональны площади поперечного сечения кости, которая перпендикулярна (90 ° ) направлению силы.Например, сила, которую бедренная кость может поддерживать вертикально по всей своей длине, зависит от площади ее горизонтального поперечного сечения, которая имеет примерно круглую и несколько полую форму (костный мозг заполняет центральное пространство).
На этих поперечных сечениях показана средняя часть бедренной кости 84-летней женщины с прогрессирующим остеопорозом (справа) по сравнению со здоровой бедренной костью 17-летней женщины (слева). Изображение предоставлено: Смитсоновский национальный музей естественной истории.
Более крупные кости и сухожилия могут выдерживать большую силу, поэтому для анализа поведения самого костного материала нам потребуется разделить приложенную силу на площадь поперечного сечения ().Полученная величина известна как напряжение (σ) в материале. У стресса есть единицы силы на единицу площади, поэтому единицы СИ ( Н / м 2 ), которые также известны как паскали. Единицы фунта на квадратный дюйм ( PSI , фунт/дюйм 2 ) распространены в США
(1)
Максимальное напряжение, которое может испытать кость или любой другой материал до того, как материал начнет разрушаться или разорваться, называется пределом прочности.
Обратите внимание, что прочность материала определяется с точки зрения напряжения, а не силы, так что мы анализируем сам материал, не включая влияние того, сколько материала присутствует.Для некоторых материалов предел прочности отличается, когда напряжение действует на раздавливание материала (сжатие) и когда силы действуют на растяжение материала при растяжении, поэтому мы часто ссылаемся на предел прочности при растяжении или предел прочности при сжатии. Например, предел прочности на сжатие бедренной кости человека составляет 205 МПа (205 миллионов паскалей) при сжатии по ее длине. Предел прочности бедренной кости при растяжении по ее длине составляет 135 МПа .Наряду с костью, бетон и мел являются другими примерами материалов с различным пределом прочности при сжатии и растяжении.
Давайте проверим, согласуются ли измеренные значения предела прочности при сжатии с утверждением, что человеческая бедренная кость может выдержать вес, в 30 раз превышающий вес взрослого человека, или примерно 6000 фунтов
Сначала давайте переведем заявленные 6000 фунтов силы в ньютоны и будем работать в единицах СИ.
Приблизительная минимальная площадь поперечного сечения бедренной кости составляет . ( * См. нижнюю часть этого примера, если вам интересно узнать, как мы аппроксимировали это значение ). Делим сжимающую силу на площадь поперечного сечения, чтобы найти сжимающую нагрузку на кость.
Наше приблизительное значение предельной прочности кости, необходимой для поддержки 30-кратного веса тела, составило 80 МПа , что на самом деле меньше измеренного значения 205 МПа , поэтому утверждение, что бедренная кость может выдержать 30-кратный вес тела кажется разумным.
*Вот как мы аппроксимировали площадь поперечного сечения бедренной кости, пропустите это, если вам это не интересно:
Сначала мы делим указанный ранее диаметр бедренной кости 2,34 см на два, чтобы найти радиус бедренной кости, затем переводим в стандартные единицы измерения – метры.
Используя уравнение для площади круга, мы вычисляем общую площадь бедренной кости:
Наконец, мы должны вычесть площадь полой средней части, чтобы получить чистую площадь кости.
Мы использовали линейку на приведенном выше изображении поперечных сечений бедренной кости, чтобы увидеть, что внутренний радиус составляет примерно половину внешнего радиуса, или поэтому мы вычисляем недостающую внутреннюю площадь:
И вычесть внутреннюю площадь из общей суммы:
До сих пор мы обсуждали предел прочности вдоль длинной оси бедренной кости, известной как продольное направление. Некоторые материалы, такие как кость и дерево, имеют разную предельную прочность по разным осям.Предельная прочность на сжатие кости по короткой оси (в поперечном направлении) составляет 131 МПа , или примерно на 36 % меньше, чем продольное значение 205 МПа . Материалы, которые имеют разные свойства по разным осям, известны как анизотропные. Материалы, которые ведут себя одинаково во всех направлениях, называются изотропными.
Интересный факт в завершение этой главы: когда человек стоит, бедренная кость действительно испытывает сжимающие и растягивающие напряжения с разных сторон кости.
Это происходит из-за того, что структура тазобедренного сустава переносит вес тела в сторону, а не прямо вдоль длинной оси кости.
Стенограмма:
(Промо)
Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.
(Конец рекламного ролика)
Крис Смит
Привет, добро пожаловать на эту неделю Химия в ее элементах, я Крис Смит. На этой неделе настала очередь стихии, дающей нам цемент, гипс, наши собственные кости, твердые зубы и жесткую воду.
Карен Фолдс
Молоко, сыр, йогурт, шпинат, миндаль. Какой элемент их всех объединяет? Это, конечно, кальций! Но в то время как большинство из нас сразу же думает о еде, когда кто-то упоминает кальций (и я лично считаю, что в этом виновата старая телевизионная реклама молока), на самом деле он играет гораздо большую роль в нашей жизни.Кальций вокруг нас. Среднестатистический человек содержит около 1 кг кальция, из которых 99% хранится в наших костях. Это пятый по распространенности элемент в земной коре, широко распространенный в виде карбоната кальция, более известного как известняк. Это также пятый по распространенности растворенный ион в морской воде.
Кальций был назван в честь латинского термина calx, означающего известь, и представляет собой химически активный серебристый металлический элемент, находящийся во 2-й группе периодической таблицы. Впервые он был выделен в 1808 году в Англии, когда сэр Хамфри Дэви провел электролиз смеси извести и оксида ртути.
Сегодня мы получаем кальций путем электролиза расплавленной соли, такой как хлорид кальция. На воздухе элементарный кальций быстро образует серо-белое оксидно-нитридное покрытие. В отличие от магния, кальций довольно трудно зажечь, но после возгорания он горит ярко-красным пламенем высокой интенсивности.
Однако соединения кальция гораздо полезнее, чем сам элемент. Литература, относящаяся к 975 году нашей эры, показывает, что гипс (который представляет собой сульфат кальция) уже тогда использовался для вправления сломанных костей.Оксид кальция (также известный как известь или негашеная известь) является основным компонентом строительных растворов и цемента. Производство цемента с использованием оксида кальция известно давно; его использовали римляне, а также египтяне, построившие Великую пирамиду в Гизе и гробницу Тутанхамона. Фторид кальция также хорошо известен своей нерастворимостью и прозрачностью в широком диапазоне длин волн, что делает его полезным для изготовления ячеек и окон для инфракрасных и ультрафиолетовых спектрометров.
Наша питьевая вода также содержит ионы кальция, особенно в регионах с так называемой жесткой водой.Жесткая вода — это термин, используемый для воды с высоким содержанием ионов кальция и магния (2 плюс). Кальций обычно попадает в воду, когда она проходит через карбонат кальция из известняка и мела или сульфат кальция из других месторождений полезных ископаемых. Хотя некоторым людям не нравится вкус, жесткая вода, как правило, не вредна для здоровья. Хотя это делает ваш чайник пушистым! Интересно, что вкус пива (что-то дорогое моему сердцу) кажется связанным с концентрацией кальция в используемой воде, и утверждается, что хорошее пиво должно иметь концентрацию кальция выше, чем в жесткой водопроводной воде.
Кальций известен как эссенциальный элемент, что означает, что это элемент, который абсолютно необходим для жизненных процессов. Именно это старая телевизионная реклама молока и пыталась нам внушить. Кальций используется для производства минералов, содержащихся в костях, раковинах и зубах, посредством процесса, называемого биоминерализацией.
Фосфат кальция (также известный как гидроксиапатит) является минеральным компонентом костей и зубов и является особенно хорошим примером того, как организмы производят «живые» композитные материалы.Действительно, различные свойства (такие как жесткость) кости обусловлены изменением количества органического компонента, в основном волокнистого белка, называемого коллагеном, с которым связан гидроксиапатит. Кость в нашем организме функционирует не только как структурная опора, но и как центральное хранилище кальция. Таким образом, во время беременности кости, как правило, подвергаются набегам на кальций в процессе, называемом деминерализацией. Кость не вечна; серьезной медицинской проблемой является остеопороз, который представляет собой декальцинацию костей.Эта потеря костной массы, которая происходит с возрастом, делает кости более восприимчивыми к переломам при стрессе, и это происходит в основном у пожилых людей, особенно у женщин.
Ионы кальция также играют решающую роль в высших организмах в качестве внутриклеточного мессенджера.
Потоки Ca2+ вызывают действие ферментов в клетках в ответ на получение гормонального или электрического сигнала из других частей организма. Кальций также очень важен для свертывания крови. Когда внезапно возникает кровотечение из раны, тромбоциты собираются в ране и пытаются блокировать кровоток.Кальций, витамин К и белок, называемый фибриногеном, помогают тромбоцитам образовывать сгусток. Если в вашей крови не хватает кальция или одного из этих других питательных веществ, для свертывания крови потребуется больше времени, чем обычно.
Способность обнаруживать чрезвычайно малые количества элемента может быть очень полезной адаптацией для животного, если этот элемент важен для него. Например, крабы-отшельники, обитающие в бывших в употреблении раковинах и меняющие свои раковины на новые, более крупные по мере своего роста, обладают способностью распознавать раковины, подходящие для обитания, не только на ощупь, но, по-видимому, также путем измерения незначительного количества карбоната кальция, которое содержится в них.
растворяется в воде вокруг раковины.Они могут легко отличить натуральные раковины, содержащие карбонат кальция, от содержащих кальций реплик, сделанных из сульфата кальция. Концентрация кальция, обнаруженная раком-отшельником, составляет порядка 4 частей на миллион или меньше, что является удивительно низким показателем.
Итак, от крепких зубов и костей до хорошего вкуса пива и обеспечения того, чтобы раки-отшельники нашли свой идеальный дом — вы можете видеть, что кальций действительно является важным элементом.
Крис Смит
Что ж, я чувствую себя как дома с моей жесткой водой, и местное пиво тоже имеет неплохой вкус, хотя я и выпиваю довольно много чайников – действительно, Рассел Хоббс, вероятно, обязан своим жизнерадостным курсом акций всего лишь до меня.Хорошо, может быть. Это была Карен Фолдс из Стратклайдского университета с историей о кальции. На следующей неделе, если бы вы были элементом, каким бы вы были?
Пэт Бэйли
Если бы мне нужно было выбрать человека, который будет представлять золото, то я думаю, что это мог бы быть молодой амбициозный биржевой маклер, немного кричащий и неспособный к установлению отношений.
Для Гелии – воздушно-сказочная блондинка с немного писклявым голосом, но со стремлением примкнуть к дворянству. А для бора? Ну, на первый взгляд скучный бухгалтер средних лет, возможно, одетый в коричневые вельветовые брюки и твидовый пиджак.но с неожиданной для него стороной в свободное время – прыжками с парашютом, и членом весьма сомнительного общества, балующегося обменом партнерами.
Крис Смит
И вы можете получить внутреннюю историю о свинговых выходках Борона с Пэт Бейли в выпуске Химия в ее стихии на следующей неделе. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.
(Акция)
(Конец акции)
«В анатомии человека бедренная кость (бедренная кость) является самой длинной и крупной костью. Наряду с височной костью черепа это одна из двух самых прочных костей в организме.
Средняя бедренная кость взрослого мужчины составляет 48 см (18,9 в ) в длину и 2,34 см (0,92 в ) в диаметре и может выдерживать до 30 раз больше веса взрослого человека».
Бедренная кость человека. Изображение предоставлено: анатомография через Wikimedia Commons
.Когда вы кладете объект поверх конструкции, вес объекта имеет тенденцию сжимать конструкцию.Любой толчок, стремящийся сжать конструкцию, называется сжимающей силой. Средний вес среди взрослых мужчин в США составляет 196 фунтов (872 N ). Согласно утверждению, что бедренная кость может выдержать вес, в 30 раз превышающий массу тела, бедренная кость взрослого мужчины может выдержать примерно 6000 фунтов сжимающей силы! Такие большие силы редко создаются самим телом, поэтому автомобильные столкновения являются причиной номер один переломов бедренной кости.
Когда вы подвешиваете объект к конструкции, вес объекта будет растягивать конструкцию.
Структура реагирует, создавая силу натяжения, чтобы удерживать объект. Силы растяжения – это восстанавливающие силы, возникающие в ответ на растяжение материалов. Нежесткие объекты, такие как веревки, тросы, цепи, мышцы, сухожилия, могут эффективно создавать силы растяжения только , в то время как твердые объекты могут создавать силы сжатия и растяжения. Например, двуглавая мышца обеспечивает силу натяжения ( T ) на кость предплечья со стороны большого пальца (лучевую кость).
Локтевой сустав сгибается, образуя угол 60 ° между плечом и предплечьем, в то время как рука держит мяч весом 50 фунтов .Изображение предоставлено: Openstax University Physics
Максимальная сила сжатия или растяжения, которую может выдержать кость, зависит от размера кости. В частности, чем больше площадь, на которую может быть распределена сила, тем большую силу может выдержать кость. Это означает, что максимальные силы, которые могут выдержать кости (и другие объекты), пропорциональны площади поперечного сечения кости, которая перпендикулярна (90 ° ) направлению силы.
Например, сила, которую бедренная кость может поддерживать вертикально по всей своей длине, зависит от площади ее горизонтального поперечного сечения, которое имеет примерно круглую форму и несколько полое (костный мозг заполняет центральное пространство).
На этих поперечных сечениях показана средняя часть бедренной кости 84-летней женщины с выраженным остеопорозом (справа) по сравнению со здоровой бедренной костью 17-летней женщины (слева). Изображение предоставлено Смитсоновским национальным музеем естественной истории
.Более крупные кости могут выдерживать большую силу, поэтому для анализа поведения самого костного материала нам необходимо разделить силу, приложенную к кости, на минимальную площадь поперечного сечения ().Эта величина известна как напряжение (σ) в материале. У стресса есть единицы силы на единицу площади, поэтому единицы СИ ( Н / м 2 ), которые также известны как паскали. Единицы фунта на квадратный дюйм ( PSI , фунт/дюйм 2 ) распространены в США
(1)
Оцените сжимающее напряжение в пределах 1,0 см x 2,0 см блока Lego, когда вы наступаете на него с полной массой тела в единицах pb_glossary id=”3977″]Паскалей[/pb_glossary].
[Подсказка: нам нужен результат в единицах СИ, поэтому перед расчетом площади поперечного сечения преобразуйте длину и ширину в метры и используйте единицы СИ для веса.]
Максимальное напряжение, которое может испытать кость или любой другой материал до того, как материал начнет разрушаться или разорваться, называется пределом прочности. Обратите внимание, что прочность материала определяется с точки зрения напряжения, а не силы, так что мы анализируем сам материал, не включая влияние того, сколько материала присутствует.Для некоторых материалов предел прочности отличается, когда напряжение действует на раздавливание материала (сжатие) и когда силы действуют на растяжение материала при растяжении, поэтому мы часто ссылаемся на предел прочности при растяжении или предел прочности при сжатии. Например, предел прочности при сжатии бедренной кости человека составляет 205 МПа (205 миллионов паскалей) при сжатии по ее длине.
Предел прочности бедренной кости при растяжении по ее длине составляет 135 МПа .Наряду с костью, бетон и мел являются другими примерами материалов с различным пределом прочности при сжатии и растяжении.
Попробуйте раздавить кусок мела, нажимая пальцами на концы и сжимая его по длинной оси, изгибать нельзя. При удаче?
Теперь используйте свои пальцы, чтобы разбить мел, потянув его в стороны, прямо вдоль длинной оси, снова не допуская изгибов. При удаче?
Запишите свои результаты и объясните, что они говорят вам о пределе прочности при сжатии и пределе прочности при растяжении мела.
Сравните поведение мела, которое вы наблюдали, с известным поведением кости и бетона. Укажите ваши источники.
Давайте проверим, согласуются ли измеренные значения предела прочности при сжатии с утверждением, что человеческая бедренная кость может выдержать в 30 раз больше веса взрослого человека, или примерно 6000 фунтов
Сначала давайте переведем заявленные 6000 фунтов силы в ньютоны и будем работать в единицах СИ.
Приблизительная минимальная площадь поперечного сечения бедренной кости составляет . ( * См. нижнюю часть этого примера, если вам интересно узнать, как мы аппроксимировали это значение ). Делим сжимающую силу на площадь поперечного сечения, чтобы найти сжимающую нагрузку на кость.
Наше приблизительное значение предельной прочности кости, необходимой для поддержки 30-кратного веса тела, составило 80 МПа , что на самом деле меньше измеренного значения 205 МПа , поэтому утверждение, что бедренная кость может выдержать 30-кратный вес тела кажется разумным.
*Вот как мы аппроксимировали площадь поперечного сечения бедренной кости, пропустите это, если вам это не интересно:
Сначала мы делим указанный ранее диаметр бедренной кости 2,34 см на два, чтобы найти радиус бедренной кости, затем переводим в стандартные единицы измерения – метры.
Используя уравнение для площади круга, мы вычисляем общую площадь бедренной кости:
Наконец, мы должны вычесть площадь полой средней части, чтобы получить чистую площадь кости.Мы использовали линейку на приведенном выше изображении поперечных сечений бедренной кости, чтобы увидеть, что внутренний радиус составляет примерно половину внешнего радиуса, или поэтому мы вычисляем недостающую внутреннюю площадь:
И вычесть внутреннюю площадь из общей суммы:
До сих пор мы обсуждали предел прочности вдоль длинной оси бедренной кости, известной как продольное направление.Некоторые материалы, такие как кость и дерево, имеют разную предельную прочность по разным осям. Предельная прочность на сжатие кости по короткой оси (в поперечном направлении) составляет 131 МПа , или примерно на 36 % меньше, чем продольное значение 205 МПа .
Материалы, которые имеют разные свойства по разным осям, известны как анизотропные. Материалы, которые ведут себя одинаково во всех направлениях, называются изотропными.
Интересный факт в завершение этой главы: когда человек стоит, бедренная кость действительно испытывает напряжения сжатия и растяжения с разных сторон кости.Это происходит из-за того, что структура тазобедренного сустава переносит вес тела в сторону, а не прямо вдоль длинной оси кости.
В положении стоя на бедренную кость воздействуют как растягивающие, так и сжимающие напряжения. Изображение предоставлено: Blausen Medical через Wikimedia Commons
. Трение — это постоянно присутствующая вокруг нас сила, которая противодействует относительному движению между соприкасающимися поверхностями, но также позволяет нам двигаться (что вы обнаружили, если когда-либо пытались ходить по льду).
Хотя трение является обычной силой, поведение трения на самом деле очень сложное и до сих пор полностью не изучено. Мы должны в значительной степени полагаться на наблюдения для любого понимания, которое мы можем получить.Однако мы все еще можем иметь дело с его более элементарными общими характеристиками и понять обстоятельства, в которых он ведет себя.
Трение
Трение — это сила, противодействующая относительному движению между соприкасающимися поверхностями.
Одной из самых простых характеристик трения является то, что оно параллельно поверхности контакта между поверхностями и всегда в направлении, противодействующем движению или попытке движения систем относительно друг друга. Если две поверхности соприкасаются и движутся относительно друг друга, то трение между ними называется кинетическим трением.Например, трение замедляет скольжение хоккейной шайбы по льду. Но когда объекты неподвижны, между ними может действовать статическое трение ; статическое трение обычно больше, чем кинетическое трение между поверхностями.
Кинетическое трение
Если две поверхности соприкасаются и движутся друг относительно друга, то трение между ними называется кинетическим трением.
Представьте, например, что вы пытаетесь сдвинуть тяжелый ящик по бетонному полу — вы можете давить на ящик все сильнее и сильнее и не двигать его вообще.Это означает, что статическое трение реагирует на то, что вы делаете — оно увеличивается, чтобы быть равным вашему толчку и в противоположном направлении. Но если вы, наконец, нажмете достаточно сильно, ящик, кажется, внезапно соскользнет и начнет двигаться. Находясь в движении, его легче поддерживать в движении, чем было запустить, что указывает на то, что кинетическая сила трения меньше, чем статическая сила трения. Если вы добавляете массу к ящику, скажем, кладете на него коробку, вам нужно давить еще сильнее, чтобы он начал двигаться, а также чтобы он продолжал двигаться.Кроме того, если вы смазаете бетон маслом, вам будет легче запустить ящик и поддерживать его в рабочем состоянии (как и следовало ожидать).
(Рисунок) — грубое графическое представление того, как возникает трение на границе раздела двух объектов. При ближайшем рассмотрении этих поверхностей видно, что они шероховатые. Поэтому, когда вы нажимаете, чтобы заставить объект двигаться (в данном случае ящик), вы должны поднимать объект до тех пор, пока он не сможет прыгать вместе с ударами только кончиками поверхности, отламывать точки или делать и то, и другое.Значительной силе можно сопротивляться трением без видимого движения. Чем сильнее прижимаются поверхности друг к другу (например, если на ящик кладут еще одну коробку), тем больше усилий требуется для их перемещения. Часть трения обусловлена силами сцепления между поверхностными молекулами двух объектов, которые объясняют зависимость трения от природы веществ. Адгезия зависит от контактирующих веществ и представляет собой сложный аспект физики поверхности. Когда объект движется, становится меньше точек соприкосновения (меньше прилипающих молекул), поэтому для удержания объекта в движении требуется меньшее усилие.
При малых, но отличных от нуля скоростях трение почти не зависит от скорости.
Величина силы трения имеет две формы: одну для статических ситуаций (статическое трение), другую для движения (кинетическое трение).
Когда между объектами нет движения, величина статического трения равна
где – коэффициент трения покоя, а – величина нормальной силы (силы, перпендикулярной поверхности).
Величина статического трения
Величина статического трения равна
где – коэффициент трения покоя, – величина нормальной силы.
Символ означает, что меньше или равно , подразумевая, что статическое трение может иметь минимальное и максимальное значение .Статическое трение – это реактивная сила, которая увеличивается, чтобы быть равной и противоположной любой приложенной силе, вплоть до своего максимального предела. Как только приложенная сила превысит , объект начнет двигаться. Таким образом,
Когда объект движется, величина кинетического трения определяется как
где – коэффициент кинетического трения. Система, в которой описывается как система, в которой трение ведет себя просто .
Величина кинетического трения
Величина кинетического трения определяется как
где – коэффициент кинетического трения.
Как видно на (Рисунок), коэффициенты кинетического трения меньше, чем их статические аналоги. То, что значения на (рисунке) указаны только с одной или, самое большее, с двумя цифрами, указывает на приблизительное описание трения, данное двумя приведенными выше уравнениями.
| Система | Статическое трение | Кинетическое трение |
|---|---|---|
| Резина на сухом бетоне | 1.0 | 0,7 |
| Резина на мокром бетоне | 0,7 | 0,5 |
| Дерево на дереве | 0,5 | 0,3 |
| Вощеная древесина на мокром снегу | 0,14 | 0,1 |
| Металл на дереве | 0,5 | 0,3 |
| Сталь по стали (сухая) | 0,6 | 0,3 |
| Сталь по стали (промасленный) | 0. 05 | 0,03 |
| Тефлон на стали | 0,04 | 0,04 |
| Кость, смазанная синовиальной жидкостью | 0,016 | 0,015 |
| Туфли на дереве | 0,9 | 0,7 |
| Обувь на льду | 0,1 | 0,05 |
| Лед на льду | 0,1 | 0,03 |
| Сталь на льду | 0,04 | 0.02 |
Приведенные ранее уравнения включают зависимость трения от материалов и нормальную силу. Направление трения всегда противоположно движению, параллельно поверхности между объектами и перпендикулярно нормальной силе.
Например, если ящик, который вы пытаетесь толкнуть (с силой, параллельной полу), имеет массу 100 кг, то нормальная сила будет равна его весу, перпендикулярному полу. Если коэффициент статического трения равен 0.45, вам пришлось бы приложить силу, параллельную полу, большую, чем для перемещения ящика. Когда есть движение, трение меньше, а коэффициент кинетического трения может быть равен 0,30, так что сила всего 290 Н () будет поддерживать его движение с постоянной скоростью. Если пол смазан, оба коэффициента значительно меньше, чем без смазки. Коэффициент трения – это безразмерная величина, величина которой обычно находится в диапазоне от 0 до 1,0. Коэффициент трения зависит от двух соприкасающихся поверхностей.
Возьми домой эксперимент
Найдите небольшой пластиковый предмет (например, пищевой контейнер) и поставьте его на кухонный стол, слегка постукивая по нему. Теперь распылите воду на стол, имитируя легкий дождь. Что происходит теперь, когда вы нажимаете на объект того же размера? Теперь добавьте несколько капель масла (растительного или оливкового) на поверхность воды и дайте такой же кран.
Что происходит сейчас? Эта последняя ситуация особенно важна для водителей, особенно после небольшого дождя.Почему?
Многие люди испытывали скользкость при ходьбе по льду. Однако многие части тела, особенно суставы, имеют гораздо меньший коэффициент трения — часто в три-четыре раза меньше, чем лед. Сустав образован концами двух костей, которые соединены толстыми тканями. Коленный сустав образован костью голени (голенью) и бедренной костью (бедренной костью). Тазобедренный сустав представляет собой шаровидный (на конце бедренной кости) и впадинный (часть таза) сустав. Концы костей в суставе покрыты хрящом, что обеспечивает гладкую, почти стекловидную поверхность.Суставы также вырабатывают жидкость (синовиальную жидкость), которая уменьшает трение и износ. Поврежденный или пораженный артритом сустав можно заменить искусственным суставом ((Рисунок)). Эти заменители могут быть изготовлены из металлов (нержавеющая сталь или титан) или пластмассы (полиэтилен), также с очень низкими коэффициентами трения.
Искусственная замена коленного сустава — это процедура, которая проводится уже более 20 лет. На этом рисунке мы видим послеоперационные рентгеновские снимки замены правого коленного сустава. (кредит: Майк Бэрд, Flickr)
Другие естественные смазки включают слюну, вырабатываемую во рту, чтобы помочь в процессе глотания, и скользкую слизь, находящуюся между органами в теле, позволяющую им свободно перемещаться друг мимо друга во время сердцебиения, во время дыхания и когда человек двигается.Искусственные смазки также распространены в больницах и поликлиниках. Например, при ультразвуковой визуализации гель, соединяющий датчик с кожей, также служит для смазывания поверхности между датчиком и кожей, тем самым снижая коэффициент трения между двумя поверхностями. Это позволяет датчику свободно перемещаться по коже.
Лыжные упражнения
Лыжник массой 62 кг скользит по заснеженному склону. Найдите коэффициент кинетического трения лыжника, если известно, что трение равно 45.
0 Н.
Стратегия
Величина кинетического трения была дана равной 45,0 Н. Кинетическое трение связано с нормальной силой как ; таким образом, коэффициент кинетического трения можно найти, если мы сможем найти нормальную силу лыжника на склоне. Нормальная сила всегда перпендикулярна поверхности, а поскольку движение перпендикулярно поверхности отсутствует, нормальная сила должна равняться составляющей веса лыжника, перпендикулярной склону. (См. диаграмму лыжника и свободного тела на (рис.).)
То есть
Подставив это в наше выражение для кинетического трения, мы получим
, которое теперь можно решить для коэффициента кинетического трения.
Решение
Решение дает
Подстановка известных значений в правую часть уравнения,
Обсуждение
Этот результат немного меньше, чем коэффициент, указанный на (Рисунок) для вощеной древесины на снегу, но все же приемлем, поскольку значения коэффициентов трения могут сильно различаться.
В подобных ситуациях, когда объект массы скользит по склону, образующему угол с горизонтом, трение определяется как . В этих условиях все объекты будут скользить вниз по склону с постоянным ускорением. Доказательство этого оставлено для задач и упражнений этой главы.
Мы обсудили, что, когда объект покоится на горизонтальной поверхности, существует нормальная сила, поддерживающая его, равная по величине его весу. Кроме того, простое трение всегда пропорционально нормальной силе.
Создание соединений: субмикроскопические объяснения трения
До сих пор рассматривались более простые аспекты трения — его макроскопические (крупномасштабные) характеристики. За последние несколько десятилетий были достигнуты большие успехи в объяснении трения на атомном уровне. Исследователи обнаружили, что атомарная природа трения, по-видимому, имеет несколько фундаментальных характеристик. Эти характеристики не только объясняют некоторые из более простых аспектов трения, они также несут в себе потенциал для разработки сред, почти свободных от трения, которые могли бы сэкономить сотни миллиардов долларов энергии, которая в настоящее время преобразуется (без необходимости) в тепло.
(рисунок) иллюстрирует одну макроскопическую характеристику трения, которая объясняется микроскопическими (мелкомасштабными) исследованиями. Мы заметили, что трение пропорционально нормальной силе, но не площади контакта, что несколько противоречит здравому смыслу. Когда соприкасаются две шероховатые поверхности, фактическая площадь контакта составляет крошечную часть от общей площади, поскольку соприкасаются только высокие точки. Когда действует большая нормальная сила, фактическая площадь контакта увеличивается, и оказывается, что трение пропорционально этой площади.
Две соприкасающиеся шероховатые поверхности имеют гораздо меньшую площадь фактического контакта, чем их общая площадь. Когда есть большая нормальная сила в результате большей приложенной силы, площадь фактического контакта увеличивается, как и трение.
Но представление в атомном масштабе обещает объяснить гораздо больше, чем более простые особенности трения. В настоящее время определяется механизм образования тепла.
Другими словами, почему поверхности нагреваются при трении? По сути, атомы связаны друг с другом, образуя решетки.Когда поверхности трутся, поверхностные атомы прилипают и вызывают вибрацию атомных решеток, по существу создавая звуковые волны, которые проникают в материал. Звуковые волны уменьшаются с расстоянием, и их энергия преобразуется в тепло. Химические реакции, связанные с фрикционным износом, также могут происходить между атомами и молекулами на поверхностях. (Рисунок) показывает, как кончик зонда, проведенного по другому материалу, деформируется за счет трения атомного масштаба. Сила, необходимая для перетаскивания наконечника, может быть измерена, и установлено, что она связана с напряжением сдвига, которое будет обсуждаться далее в этой главе.Изменение касательного напряжения заметно (более чем в 0 раз) и его трудно предсказать теоретически, но касательное напряжение приводит к фундаментальному пониманию крупномасштабного явления, известного с древних времен, — трения.
Наконечник зонда деформируется вбок под действием силы трения, когда зонд тащит по поверхности.
Измерения того, как сила меняется для разных материалов, дают фундаментальное представление об атомной природе трения.
Исследования PhET: Силы и движение
Узнайте, какие силы действуют, когда вы пытаетесь толкнуть картотечный шкаф.Создайте приложенную силу и посмотрите результирующую силу трения и общую силу, действующую на шкаф. Диаграммы показывают силы, положение, скорость и ускорение в зависимости от времени. Нарисуйте диаграмму всех сил свободного тела (включая силы тяжести и нормальные силы). Нажмите, чтобы открыть медиафайл в новом браузере.
Определить нормальную силу. Каково его отношение к трению, когда трение ведет себя просто?
Клей на куске ленты может оказывать воздействие.Могут ли эти силы быть разновидностью простого трения? Объясните, особенно учитывая, что лента может приклеиваться к вертикальным стенам и даже к потолку.
Когда вы учитесь водить машину, вы обнаружите, что вам нужно немного отпустить педаль тормоза, когда вы останавливаетесь, иначе машина остановится рывком.
Объясните это с точки зрения связи между статическим и кинетическим трением.
Когда вы водите мелом по классной доске, он иногда скрипит, потому что быстро то соскальзывает, то прилипает к доске.Опишите этот процесс более подробно, объяснив, в частности, как он связан с тем, что кинетическое трение меньше статического трения. (Тот же процесс проскальзывания происходит, когда шины визжат по асфальту.)
Студент-физик готовит завтрак, когда замечает, что сила трения между его стальным шпателем и тефлоновой сковородой составляет всего 0,200 Н. Зная коэффициент кинетического трения между двумя материалами, он быстро вычисляет нормальную силу.Что это?
(a) При восстановлении двигателя своей машины студентка-физик должна приложить усилие 300 Н, чтобы вставить сухой стальной поршень в стальной цилиндр. Чему равна нормальная сила между поршнем и цилиндром? б) Какова величина силы, которую она должна была бы приложить, если бы стальные детали были смазаны маслом?
(а) Какова максимальная сила трения в коленном суставе человека, который поддерживает на этом колене 66,0 кг своей массы? (b) Во время напряженных упражнений на суставы можно воздействовать силой, в десять раз превышающей поддерживаемый вес.
Какова максимальная сила трения при таких условиях? Силы трения в суставах относительно малы при любых обстоятельствах, за исключением случаев, когда суставы изнашиваются, например, в результате травмы или артрита. Увеличение силы трения может привести к дальнейшему повреждению и боли.
Предположим, у вас есть 120-килограммовый деревянный ящик, стоящий на деревянном полу. а) Какую максимальную силу вы можете приложить горизонтально к ящику, не сдвигая его? б) Если вы продолжите прикладывать эту силу, как только ящик начнет скользить, каково будет тогда значение его ускорения?
(а) 588 Н
(б)
(a) Если половина веса небольшого грузового автомобиля приходится на два ведущих колеса, какова величина максимального ускорения, которое он может развить на сухом бетоне? б) Будет ли металлический шкаф, лежащий на деревянном кузове грузовика, скользить, если он будет двигаться с такой скоростью? (c) Решите обе задачи, предполагая, что грузовик имеет полный привод.
Упряжка из восьми собак тянет нарты с полозьями из вощеного дерева по мокрому снегу (месиво!). Собаки имеют среднюю массу 19,0 кг, а загруженные сани с всадником имеют массу 210 кг. (a) Рассчитайте величину ускорения, начиная с состояния покоя, если каждая собака прикладывает к снегу среднюю силу 185 Н, направленную назад. б) Чему равно ускорение саней после того, как они тронулись? (c) Для обеих ситуаций рассчитайте величину силы в сцеплении между собаками и санями.
(а) 3,29 м/с 2
(б) 3,52 м/с 2
(в) 980 Н; 945 Н
Покажите, что ускорение любого объекта вниз по склону без трения, образующему угол с горизонтом, равно . (Обратите внимание, что это ускорение не зависит от массы.)
Покажите, что ускорение любого объекта вниз по склону, где трение ведет себя просто (то есть, где ) равно Обратите внимание, что ускорение не зависит от массы и сводится к выражению, найденному в предыдущей задаче, когда трение становится пренебрежимо малым
Рассчитайте замедление сноубордиста, идущего вверх по склону, исходя из коэффициента трения вощеной древесины по мокрому снегу.
Результат (Рисунок) может быть полезен, но будьте осторожны, принимая во внимание тот факт, что сноубордист движется в гору. Подробно покажите, как вы выполняете шаги, описанные в разделе «Стратегии решения проблем».
(a) Рассчитайте ускорение лыжника, движущегося вниз по склону, исходя из коэффициента трения вощеного дерева по мокрому снегу. б) Найдите угол склона, под которым этот лыжник мог бы двигаться с постоянной скоростью. Вы можете пренебречь сопротивлением воздуха в обеих частях, и вы найдете результат (рисунок) полезным.Подробно покажите, как вы следуете шагам, описанным в стратегиях решения проблем.
Если объект должен лежать на склоне без проскальзывания, то трение должно быть равно компоненту веса объекта, параллельного наклону. Это требует все большего и большего трения для более крутых склонов. Покажите, что максимальный угол наклона над горизонталью, при котором объект не будет скользить вниз, равен . Вы можете использовать результат предыдущей задачи.
Предположим, что и что статическое трение достигло своего максимального значения.
Рассчитайте максимальное замедление автомобиля, движущегося вниз по склону (составляющему угол с горизонтом) при следующих дорожных условиях. Вы можете предположить, что вес автомобиля равномерно распределяется на все четыре шины и что учитывается коэффициент статического трения, то есть шины не могут проскальзывать во время замедления. (Качение не учитывать.) Рассчитайте для автомобиля: (a) На сухом бетоне. (b) На мокром бетоне. (c) На льду, если предположить, что то же самое, что и для обуви на льду.
Рассчитайте максимальное ускорение автомобиля, движущегося вверх по склону (составляющему угол с горизонтом) при следующих дорожных условиях. Предположим, что только половина веса автомобиля приходится на два ведущих колеса и что учитывается коэффициент статического трения, то есть шины не могут проскальзывать во время ускорения. (Не обращайте внимания на прокатку.) (a) На сухом бетоне.
(b) На мокром бетоне. (c) На льду, если предположить, что то же самое, что и для обуви на льду.
Повтор (рисунок) для автомобиля с полным приводом.
Рассмотрим альпиниста весом 52,0 кг на (рис.). а) Найдите натяжение веревки и силу, которую альпинист должен прикладывать ногами к вертикальной скале, чтобы оставаться неподвижным. Предположим, что сила приложена параллельно ее ногам. Кроме того, предположим, что сила, действующая на ее руки, незначительна. б) Каков минимальный коэффициент трения между ее туфлями и скалой?
Часть веса альпиниста приходится на веревку, а часть — на трение между ногами и скалой.
Участник зимних спортивных соревнований толкает глыбу льда весом 45,0 кг по замерзшему озеру, как показано на (Рисунок)(а). а) Вычислите минимальную силу, которую он должен приложить, чтобы сдвинуть брусок. б) Чему равно его ускорение после того, как оно начнет двигаться, если эта сила сохраняется?
(а)
(б)
Повторить (Рисунок), когда участник тянет блок льда с веревкой через плечо под тем же углом над горизонталью, как показано на (Рисунок)(b).
Какой способ скольжения глыбы льда требует меньшего усилия: (а) толкать или (б) тянуть под одним и тем же углом над горизонталью?
Что из перечисленного является материей?
Стул, воздух, любовь, запах, ненависть, миндаль, мысль, холод, холодный напиток, запах духов.
Все, что занимает пространство и имеет массу, называется материей.Вещество может находиться в трех физических состояниях — твердом, жидком и газообразном.
Стул и миндаль являются формами материи в твердом состоянии.
Холодный напиток представляет собой жидкое состояние вещества.
Воздух – это газообразное состояние вещества.
Примечание : Обоняние не имеет значения. Однако запах или запах вещества классифицируется как материя.
Запах любого вещества (скажем, духов) можно классифицировать как материю. Это потому, что духи находятся в жидком состоянии внутри флакона.Он выходит в виде крошечных капелек. Эти капельки духов являются материей и распространяются в атмосфере, создавая обоняние. Этот запах может быть обнаружен нашей обонятельной системой.
Решение NCERT для науки класса 7 — материя в нашем окружении 3, вопрос 1
Объясните следующее наблюдение:
Запах горячей шипящей пищи доносится на несколько метров, а чтобы почувствовать запах холодной еды, нужно подойти близко.
Твердые тела диффундируют очень медленно. Но если температура твердого тела повышается, то скорость диффузии твердых частиц в воздух увеличивается.
Это связано с увеличением кинетической энергии твердых частиц. Следовательно, запах горячей шипящей пищи доносится до нас даже на расстоянии, а чтобы почувствовать запах холодной пищи, надо подойти близко.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 3 , вопрос 2
Водолаз может рассекать воду в бассейне. Какое свойство материи показывает это наблюдение?
Способность ныряльщика рассекать воду в бассейне показывает, что частицы вещества имеют межмолекулярные пространства.Межмолекулярные пространства в жидкостях достаточно прозрачны, чтобы через них мог пройти ныряльщик.
No.: 3)Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 3 , вопрос 3
Каковы характеристики частиц материи?
Характеристики частиц материи :
(i) Частицы вещества имеют промежутки между собой.
(ii) Частицы вещества постоянно движутся.
(iii) Частицы вещества притягиваются друг к другу.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 3 , вопрос 4
Масса единицы объема вещества называется плотностью (плотность = масса/объем).
Расположите в порядке возрастания плотности: воздух, выхлоп из трубы, мед, воду, мел, вату и железо.
Данные вещества в порядке возрастания их плотности можно представить как:
Воздух < Выхлоп из дымохода < Хлопок < Вода < Мед < Мел < Железо
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 6 , вопрос 1
(а) Запишите различия в характеристиках состояний материи.
(б) Прокомментируйте следующее: жесткость, сжимаемость, текучесть, заполнение газового баллона, форма, кинетическая энергия и плотность.
(а) Различия в характеристиках состояний материи приведены в следующей таблице.
С. № . | Твердотельный | Жидкое состояние | Газообразное состояние |
1. | Определенная форма и объем. | Нет определенной формы. Жидкости приобретают форму сосуда, в котором они находятся. | Газы не имеют ни определенной формы, ни определенного объема. |
2. | Несжимаемый | Слабо сжимаемый. | Высокая сжимаемость |
3. | Между частицами твердого тела мало места. | Эти частицы имеют большее расстояние между собой. | Пространство между частицами газа самое большое. |
4. | Эти частицы очень сильно притягиваются друг к другу. | Сила притяжения между жидкими частицами меньше, чем между твердыми частицами. | Сила притяжения наименьшая между частицами газа. |
5. | Частицы твердого тела не могут свободно двигаться. | Эти частицы свободно перемещаются. | Газообразные частицы находятся в непрерывном беспорядочном движении. |
(b) Жесткость может быть выражена как тенденция материи сопротивляться изменению формы.
Сжимаемость — это способность уменьшаться до меньшего объема при приложении силы.
Текучесть — способность течь.
Под наполнением газового баллона мы подразумеваем придание газом формы баллону.
Форма определяет определенную границу.
Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает частица вследствие ее движения.
Плотность – это масса на единицу объема.
Решение NCERT для науки класса 7 — материя в нашем окружении 6, вопрос 2
Укажите причины:
(а) Газ полностью заполняет сосуд, в котором он находится.
(b) Газ давит на стенки сосуда.
(c) Деревянный стол следует называть сплошным.
(d) Мы можем легко двигать рукой в воздухе, но чтобы сделать то же самое через твердый деревянный брусок, нам нужен специалист по карате.
(а) Между частицами газа мало притяжения.
Таким образом, частицы газа свободно движутся во всех направлениях. Поэтому газ полностью заполняет сосуд, в котором находится.
(b) Частицы газа беспорядочно движутся во всех направлениях с большой скоростью. В результате частицы ударяются друг о друга, а также с силой ударяются о стенки сосуда. Поэтому газ давит на стенки сосуда.
(c) Деревянный стол имеет определенную форму и объем. Он очень жесткий и не может быть сжат, т. е. имеет характеристики твердого тела. Следовательно, деревянный стол следует называть цельным.
(d) Частицы воздуха имеют большие промежутки между собой. С другой стороны, в древесине мало места между частицами. Кроме того, он жесткий. По этой причине мы можем легко двигать руками в воздухе, но чтобы сделать то же самое через твердый деревянный брусок, нам нужен специалист по карате.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 6 , вопрос 3
Жидкости обычно имеют меньшую плотность по сравнению с твердыми телами.
Но вы, должно быть, заметили, что лед плавает на воде. Узнайте, почему.
Масса единицы объема вещества называется плотностью (плотность = масса/объем).По мере увеличения объема вещества его плотность уменьшается.
Несмотря на то, что лед является твердым телом, между его частицами имеется большое количество пустых пространств. Эти промежутки больше по сравнению с промежутками между частицами воды. Таким образом, объем льда больше объема воды. Следовательно, плотность льда меньше плотности воды. Вещество с меньшей плотностью, чем у воды, может плавать на поверхности воды. Следовательно, лед плавает на воде.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 6 , вопрос 4
Преобразуйте следующую температуру в шкалу Цельсия:
(а) 300 К
(б) 573 К
(а) 300 К = (300 – 273)°С
= 27°С
(б) 573 К = (573 – 273)°С
= 300°С
№: 1)Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 9 , вопрос 1
Каково физическое состояние воды по адресу:
(а) 250°С
(б) 100°С
(a) Вода при 250°C находится в газообразном состоянии.
(b) При 100°C вода может существовать как в жидком, так и в газообразном состоянии. При этой температуре, получив теплоту, равную скрытой теплоте парообразования, вода начинает переходить из жидкого состояния в газообразное.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 9 , вопрос 2
Почему для любого вещества температура остается постоянной при изменении состояния?
При изменении состояния температура остается постоянной.
Это связано с тем, что все тепло, подводимое для повышения температуры, используется для изменения состояния путем преодоления сил притяжения между частицами. Следовательно, это тепло не способствует повышению температуры вещества.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 9 , вопрос 3
Предложите способ сжижения атмосферных газов.
Под давлением и понижением температуры атмосферные газы можно сжижать.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 9 , вопрос 4
Почему кулер в пустыне лучше охлаждает в жаркий сухой день?
Когда жидкость испаряется, частицы жидкости поглощают энергию из окружающей среды, чтобы компенсировать потерю энергии при испарении.
Это делает окрестности прохладными.
В пустынном охладителе вода внутри него испаряется. Это приводит к поглощению энергии из окружающей среды, тем самым охлаждая окружающую среду. Опять же, мы знаем, что испарение зависит от количества водяного пара, присутствующего в воздухе (влажности). Если количество водяного пара, присутствующего в воздухе, меньше, то испарение больше. В жаркий сухой день количество водяного пара в воздухе меньше. Таким образом, вода, находящаяся внутри пустынного охладителя, больше испаряется, тем самым сильнее охлаждая окружающую среду.Вот почему пустынный кулер лучше охлаждает в жаркий сухой день.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 10 , вопрос 1
Как вода в глиняном горшке ( матка) становится прохладной летом?
В глиняном горшке есть поры, через которые испаряется жидкость внутри горшка.
Это испарение делает воду внутри горшка прохладной. Таким образом, вода, хранящаяся в глиняном горшке, летом становится прохладной.
Решение NCERT для науки класса 7 — материя в нашем окружении 10, вопрос 2
Почему наша ладонь становится холодной, когда мы наносим на нее ацетон, бензин или духи?
Когда мы наносим на ладонь немного ацетона, бензина или духов, они испаряются.При испарении частицы жидкости поглощают энергию окружающей среды или поверхности ладони, чтобы компенсировать потерю энергии, охлаждая окружающую среду. Следовательно, наша ладонь кажется холодной, когда мы наносим на нее немного ацетона, бензина или духов.
Решение NCERT для науки класса 7 — материя в нашем окружении 10, вопрос 3
Почему мы быстрее пьем горячий чай или молоко из блюдца, чем из чашки?
Поверхность жидкости в блюдце больше, чем в чашке.Таким образом, в блюдце он быстрее испаряется и быстрее остывает, чем в чашке. По этой причине мы можем быстрее выпить горячий чай или молоко из блюдца, чем из чашки.
Решение NCERT для науки класса 7 — материя в нашем окружении 10, вопрос 4
Какую одежду нам носить летом?
Летом мы должны носить хлопчатобумажную одежду.
Летом мы больше потеем. С другой стороны, хлопок хорошо впитывает воду. Таким образом, он поглощает пот из нашего тела и выставляет жидкость в атмосферу, ускоряя испарение. Во время этого испарения частицы на поверхности жидкости получают энергию от поверхности нашего тела, охлаждая тело.
Решение NCERT для науки класса 7 — материя в нашем окружении 10, вопрос 5
Преобразуйте следующие температуры в шкалу Цельсия.
(а) 293 К
(б) 470 К
Кельвин — единица измерения температуры в системе СИ, где 0°C = 273,16 К (приблизительно 273 К)
(а) 293 К = (293 – 273) °С
= 20°C
(б) 470 К = (470 – 273) °С
= 197°С
No.: 1)Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 1
Преобразуйте следующие температуры в шкалу Кельвина.
(а) 25°С
(б) 373°С
Кельвин — единица измерения температуры в системе СИ, где 0°C = 273,16 К (приблизительно 273 К)
(а) 25 °С = (25 + 273) К
= 298 К
(б) 373 °С = (373 + 273) К
= 646 К
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 2
Обоснуйте следующие наблюдения.
(а) Нафталиновые шарики со временем исчезают, не оставляя твердого вещества.
(b) Мы можем почувствовать запах духов, сидя на расстоянии нескольких метров.
(а) Нафталин легко подвергается сублимации, т. е. легко происходит изменение состояния нафталина из твердого в газообразное. Таким образом, нафталиновые шарики со временем исчезают, не оставляя твердого вещества.
(б) Газовые частицы обладают большой скоростью и большими расстояниями между ними.Частицы духов диффундируют в эти газообразные частицы с очень высокой скоростью и достигают наших ноздрей. Это позволяет нам чувствовать запах духов на расстоянии.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 3
Расположите следующие вещества в порядке возрастания силы притяжения между частицами: вода, сахар, кислород.
Сахар твердый; силы притяжения между частицами сахара велики. Вода – это жидкость; силы притяжения здесь слабее сахара. Кислород — это газ; силы притяжения самые слабые в газах.
Таким образом, порядок возрастания сил притяжения между частицами воды, сахара и кислорода равен
Кислород < Вода < Сахар
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 4
Каково физическое состояние воды при—
(а) 25°С
(б) 0°С
(в) 100°С
(a) Вода при 25°C находится в жидком состоянии.
(b) При 0 °C вода может существовать как в твердом, так и в жидком состоянии. При этой температуре, после получения теплоты, равной скрытой теплоте плавления, твердая форма воды, т. е. лед, начинает переходить в жидкую форму, т. е. воду.
(c) При 100 °C вода может существовать как в жидком, так и в газообразном состоянии. При этой температуре, получив теплоту, равную скрытой теплоте парообразования, вода начинает переходить из жидкого состояния в газообразное, т. е. водяной пар.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 5
Приведите две причины в оправдание–
(а) вода при комнатной температуре является жидкостью.
(b) железная альмира является твердым веществом при комнатной температуре.
(a) При комнатной температуре (25 °C) вода является жидкостью, поскольку она имеет следующие характеристики жидкости:
(i) При комнатной температуре вода не имеет формы, но имеет фиксированный объем, т. е. принимает форму сосуда, в котором хранится.
(ii) При комнатной температуре вода течет.
(b) Железный альмира является твердым при комнатной температуре (25 °C), потому что:
(i) имеет определенную форму и объем, как твердое тело при комнатной температуре.
(ii) твердый при комнатной температуре.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 6
Почему лед при температуре 273 К более эффективен для охлаждения, чем вода той же температуры?
Лед при температуре 273 К обладает меньшей энергией, чем вода (хотя обе имеют одинаковую температуру).
Вода обладает дополнительной скрытой теплотой плавления. Следовательно, при температуре 273 К лед более эффективен для охлаждения, чем вода.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 7
Что вызывает более сильные ожоги, кипяток или пар?
У пара больше энергии, чем у кипящей воды.Обладает дополнительной скрытой теплотой парообразования. Поэтому ожоги от пара более тяжелые, чем от кипящей воды.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 8
Назовите A, B, C, D, E и F на следующей диаграмме, показывающей изменение его состояния.
Решение NCERT для науки класса 7 – материя в нашем окружении 12 , вопрос 9
Посмотреть решения NCERT для всех глав класса 9
Физическое свойство — это характеристика, которую можно наблюдать или измерять.Существует много типов физических свойств, которые можно использовать для различения соединений. Давайте рассмотрим некоторые наиболее распространенные физические свойства соединений. Цвет и запах являются физическими свойствами. Их очень легко наблюдать, используя ваше зрение и обоняние. Например, соль, о которой мы узнали, которая на самом деле является соединением хлорида натрия, имеет белый цвет и не имеет запаха, тогда как химическое соединение сероводород, имеющее формулу h3S, бесцветно и пахнет тухлыми яйцами.
Температура плавления и температура кипения являются другими общими физическими свойствами.Когда вещества плавятся, они переходят из твердого состояния в жидкое. Температура плавления — это температура, при которой плавится твердое вещество. Например, замороженный куб h3O, который вы называете кубиком льда, имеет температуру плавления 0 градусов по Цельсию. При достижении этой температуры кубик льда начинает таять в жидкую воду. Если вы продолжите увеличивать температуру, эта жидкая вода достигнет точки кипения , которая представляет собой температуру, при которой жидкость превращается в газ.
В случае воды точка кипения достигается при 100 градусах Цельсия.При этой температуре вода превращается в водяной пар или пар, как вы можете видеть, плавая над кастрюлей с водой на плите. Конечно, не все вещества плавятся или кипят в одной и той же точке. Это помогает нам идентифицировать загадочные вещества. Например, если у вас есть жидкость, в которой вы не уверены, вы можете вскипятить ее и определить ее температуру кипения.
Вы также можете отметить другие физические свойства, такие как цвет и запах. Эта информация дает вам подсказки, которые помогут идентифицировать загадочное вещество.
Химическое свойство также можно использовать для отличия одного соединения от другого.Однако этот тип свойства не так легко наблюдать, как физическое свойство. Химическое свойство – это характеристика вещества, которую можно наблюдать только во время какой-либо химической реакции. Например, некоторые соединения имеют реакцию на кислоту. Когда вы пишете свое имя на доске с помощью куска мела, у вас может остаться немного меловой пыли на руке, но не более того. Однако если вы бросите тот же самый кусок мела, который на самом деле является химическим соединением карбоната кальция или CaCO3, в стакан с соляной кислотой, он прореагирует, выпустив заметные пузырьки углекислого газа.
Другие соединения реагируют на свет. Одним из химических соединений, с которым вы, возможно, знакомы, является перекись водорода или h3O2.
На самом деле, у вас дома может быть коричневая бутылка с перекисью водорода, которую вы используете в качестве антисептика, когда получаете порез или царапину. Вы когда-нибудь задумывались, почему бутылка с этим соединением всегда коричневая? Темная бутылка защищает находящуюся внутри перекись водорода от света. Если бы он был в прозрачной бутылке, соединение разложилось бы на воду и кислород. Перекись водорода и другие соединения также могут изменяться при нагревании, поэтому мы видим, что реакция на нагревание является еще одним химическим свойством соединений.
Еще одно химическое свойство, на которое следует обратить внимание, — воспламеняемость. Помните, ранее в этом уроке я сказал, что соединение состоит из элементов и что свойства вновь образованного соединения отличаются от свойств его элементов? Что ж, старая добрая H3O — самое негорючее соединение, какое только можно найти. Таким образом, мы могли бы сказать, что химическое свойство воды заключается в том, что она не воспламеняется.
Однако этого нельзя сказать о водороде, из которого состоит вода. Водород легко воспламеняется и легко воспламеняется.
Давайте повторим:
Грамотное раскрытие учебной темы (0 -10)
Грамотное использование дополнительных возможностей Power Point: звуковое сопровождение, видео. (0 – 5)
Изменилась ли при этом форма молекул? Что изменилось? Объясните данный опыт с точки зрения теории строения вещества.