Maddalarning zichligini o’rganish o’rta maktab fizikasi kursidan boshlanadi. Bu kontseptsiya fizika va kimyo kurslarida molekulyar kinetik nazariya asoslarini keyingi taqdim etishda asosiy hisoblanadi. Moddaning tuzilishini o'rganishdan maqsad, tadqiqot usullari dunyo haqidagi ilmiy g'oyalarni shakllantirish deb taxmin qilish mumkin.
Dunyoning bitta rasmi haqidagi dastlabki g'oyalar fizika tomonidan berilgan. 7-sinf materiya zichligini tadqiqot usullari, fizik tushunchalar va formulalarni amaliyotda qoʻllash haqidagi eng oddiy gʻoyalar asosida oʻrganadi.
Jismoniy tadqiqot usullari
Ma'lumki, tabiat hodisalarini o'rganish usullari orasida kuzatish va eksperiment ajratiladi. Tabiat hodisalarini kuzatish boshlang'ich maktabda o'qitiladi: oddiy o'lchovlar olinadi, ko'pincha ular "Tabiat taqvimi" ni yuritadilar. Ta'limning bu shakllari bolani dunyoni o'rganish, kuzatilgan hodisalarni solishtirish, sabab-oqibat munosabatlarini aniqlash zaruriyatiga olib kelishi mumkin.
Ammo toʻliq oʻtkazilgan tajribagina yosh tadqiqotchiga tabiat sirlarini ochish vositalarini beradi. Eksperimental, tadqiqotchilik ko‘nikmalarini rivojlantirish amaliy mashg‘ulotlarda va laboratoriya ishlari jarayonida amalga oshiriladi.
Fizika kursidagi tajriba uzunlik, maydon, hajm kabi fizik miqdorlarning ta'riflaridan boshlanadi. Shu bilan birga, matematik (bola uchun juda mavhum) va jismoniy bilimlar o'rtasida aloqa o'rnatiladi. Bolaning tajribasiga murojaat qilish, unga uzoq vaqt davomida ma'lum bo'lgan faktlarni ilmiy nuqtai nazardan ko'rib chiqish unda zarur kompetentsiyani shakllantirishga yordam beradi. Bu holda o'rganishdan maqsad - yangini mustaqil tushunish istagi.
Oʻrganish zichligi
Muammoli oʻqitish uslubiga koʻra, dars boshida siz taniqli topishmoqni soʻrashingiz mumkin: “Qaysi biri ogʻirroq: bir kilogramm paxmoqmi yoki bir kilogramm choʻyanmi?” Albatta, 11-12 yoshli bolalar o‘zlari bilgan savolga bemalol javob bera oladilar. Lekin masalaning mohiyatiga murojaat qilish, uning o‘ziga xosligini ochib bera olish zichlik tushunchasiga olib keladi.
Moddaning zichligi uning hajm birligining massasidir. Odatda darsliklarda yoki ma'lumotnomalarda keltirilgan moddalarning zichlik jadvali moddalar o'rtasidagi farqlarni, shuningdek, moddaning agregat holatini baholashga imkon beradi. Yuqorida muhokama qilingan qattiq jismlar, suyuqliklar va gazlarning fizik xossalaridagi farqning ko'rsatkichi, bu farqni nafaqat zarrachalarning tuzilishi va o'zaro joylashishidagi, balki moddaning xususiyatlarini matematik ifodalashda ham tushuntirish. fizikani boshqa darajaga o'rganish.
Jadval oʻrganilayotgan tushunchaning jismoniy maʼnosi haqidagi bilimlarni mustahkamlash imkonini beradimoddaning zichligi. Bola: "Ma'lum bir moddaning zichligi nimani anglatadi?" Degan savolga javob berib, bu 1 sm3 (yoki 1 m) massa ekanligini tushunadi. 3) moddalar.
Ushbu bosqichda zichlik birliklari masalasi ko'tarilishi mumkin. Turli xil mos yozuvlar tizimlarida o'lchov birliklarini o'zgartirish usullarini ko'rib chiqish kerak. Bu statik fikrlashdan xalos bo'lishga, boshqa masalalarda ham boshqa hisoblash tizimlarini qabul qilishga imkon beradi.
Zichlikni aniqlash
Tabiiyki, fizikani oʻrganish masalalarni yechmasdan toʻliq boʻlmaydi. Ushbu bosqichda hisoblash formulalari kiritiladi. 7-sinf fizikasidagi zichlik formulasi, ehtimol, bolalar uchun miqdorlarning birinchi jismoniy nisbati. Unga nafaqat zichlik tushunchalarini o'rganish, balki masalalarni yechish usullarini o'rgatish faktiga ham alohida e'tibor beriladi.
Mana shu bosqichda fizik hisoblash masalasini yechish algoritmi, asosiy formulalar, ta'riflar, naqshlarni qo'llash mafkurasi qo'yiladi. O'qituvchi fizikada zichlik formulasi kabi nisbatni qo'llash orqali masalani tahlil qilish, noma'lumni izlash yo'li, o'lchov birliklaridan foydalanishning o'ziga xos xususiyatlarini o'rgatmoqchi.
Muammo yechishga misol
1-misol
Masasi 540 g va hajmi 0,2 dm boʻlgan kub qanday moddadan tuzilganligini aniqlang3.
r -? m=540 g, V=0,2 dm3 =200 sm3
Tahlil
Muammo savoliga asoslanib, biz kub qanday materialdan yasalganini aniqlashga yordam berishini tushunamizqattiq moddalar uchun zichlik jadvali.
Demak, moddaning zichligini aniqlaymiz. Jadvallarda bu qiymat g/cm3 da berilgan, shuning uchun dm3 dan sm3 ga tarjima qilingan.
Qaror
Ta'rifi bo'yicha: r=m: V.
Bizga berilgan: hajm, massa. Moddaning zichligini hisoblash mumkin:
r=540g: 200cm3=2,7g/sm3, bu alyuminiyga mos keladi.
Javob: kub alyuminiydan qilingan.
Boshqa miqdorlarni aniqlash
Zichlikni hisoblash formulasidan foydalanish boshqa fizik miqdorlarni aniqlash imkonini beradi. Massa, hajm, hajm bilan bog'liq bo'lgan jismlarning chiziqli o'lchamlari vazifalarda osongina hisoblab chiqiladi. Geometrik shakllarning maydoni va hajmini aniqlash uchun matematik formulalarni bilish vazifalarni bajarishda qo'llaniladi, bu esa matematikani o'rganish zarurligini tushuntirishga imkon beradi.
2-misol
Yuza maydoni 500 sm bo'lgan qismni qoplaydigan mis qatlamining qalinligini aniqlang2 agar qoplama uchun 5 g mis ishlatilganligi ma'lum bo'lsa.
h - ? S=500cm2, m=5g, r=8,92g/sm3.
Tahlil
Maddalarning zichlik jadvali misning zichligini aniqlash imkonini beradi.
Keling, zichlikni hisoblash formulasidan foydalanamiz. Ushbu formulada chiziqli o'lchamlarni aniqlash mumkin bo'lgan moddaning hajmi mavjud.
Qaror
Ta'rifi bo'yicha: r=m: V, lekin bu formulada kerakli qiymat yo'q, shuning uchun biz foydalanamiz:
V=S x h.
Asosiy formulani oʻrniga qoʻysak: r=m: Sh, qayerdan:
h=m: S xr.
Hisoblash: h=5 g: (500 sm2 x 8, 92 g/sm3)=0,0011 sm=11 mikron.
Javob: Mis qatlamining qalinligi 11 mikron.
Zichlikni eksperimental aniqlash
Fizika fanining eksperimental tabiati laboratoriya tajribalari jarayonida namoyon boʻladi. Bu bosqichda eksperiment o'tkazish, uning natijalarini tushuntirish ko'nikmalari egallanadi.
Materiyaning zichligini aniqlashga oid amaliy vazifaga quyidagilar kiradi:
- Suyuqlikning zichligini aniqlash. Bu bosqichda allaqachon gradusli silindrdan foydalangan yigitlar formuladan foydalanib suyuqlikning zichligini osongina aniqlashlari mumkin.
- Tugma shakldagi qattiq jismning zichligini aniqlash. Bu vazifa ham shubhasizdir, chunki shunga o'xshash hisoblash muammolari allaqachon ko'rib chiqilgan va jismlarning chiziqli o'lchamlari bo'yicha hajmlarni o'lchashda tajriba to'plangan.
- Noto'g'ri shakldagi qattiq jismning zichligini aniqlash. Ushbu vazifani bajarishda biz stakan yordamida tartibsiz shakldagi tananing hajmini aniqlash usulidan foydalanamiz. Ushbu usulning xususiyatlarini yana bir bor eslash foydali bo'ladi: qattiq jismning hajmi tananing hajmiga teng bo'lgan suyuqlikni siqib chiqarish qobiliyati. Bundan tashqari, vazifa standart tarzda hal qilinadi.
Murakkabligi oshirilgan savollar
Yigitlarni tana qaysi moddadan yaratilganligini aniqlashga taklif qilish orqali vazifani murakkablashtirishingiz mumkin. Bu holda ishlatiladigan moddalarning zichlik jadvali siz bilan ishlashga qodir bo'lish zarurligiga e'tibor berish imkonini beradifon ma'lumoti.
Eksperimental masalalarni yechishda o’quvchilar fizik asboblardan foydalanish va o’lchov birliklarini o’zgartirish sohasida zarur bilimlarga ega bo’lishlari kerak. Ko'pincha bu eng ko'p xato va kamchiliklarga sabab bo'ladi. Ehtimol, fizikani o'rganishning ushbu bosqichiga ko'proq vaqt berilishi kerak, bu sizga tadqiqotning bilim va tajribasini solishtirish imkonini beradi.
Ommaviy zichlik
Sof moddani o'rganish, albatta, qiziq, ammo sof moddalar qanchalik tez-tez topiladi? Kundalik hayotda biz aralashmalar va qotishmalarga duch kelamiz. Bu holatda qanday bo'lish kerak? Ommaviy zichlik tushunchasi talabalarni moddalarning o'rtacha zichligi qiymatlaridan foydalanishda odatiy xato qilishlariga yo'l qo'ymaydi.
Bu masalaga oydinlik kiritish, moddaning zichligi va massa zichligi oʻrtasidagi farqni erta bosqichda koʻrish, his qilish imkoniyatini berish nihoyatda zarur. Bu farqni tushunish fizikani keyingi o‘rganishda zarur.
Bu farq ommaviy materiallarda juda qiziq. Dastlabki tadqiqot faoliyati davomida bolaga materialning siqilishiga, alohida zarrachalar hajmiga (shag'al, qum va boshqalar) qarab massa zichligini o'rganishga ruxsat berish mumkin.
Moddalarning nisbiy zichligi
Har xil moddalarning xossalarini nisbiy qiymatlar asosida taqqoslash juda qiziq. Moddaning nisbiy zichligi bu kattaliklardan biridir.
Odatda moddaning nisbiy zichligi bilan aniqlanadidistillangan suv tomon. Berilgan moddaning zichligining standart zichligiga nisbati sifatida bu qiymat piknometr yordamida aniqlanadi. Ammo bu ma'lumotlar maktab tabiatshunoslik kursida ishlatilmaydi, chuqur o'rganish uchun qiziqarli (ko'pincha ixtiyoriy).
Fizika va kimyo fanlarini oʻrganish boʻyicha olimpiada darajasiga “moddaning vodorodga nisbatan nisbiy zichligi” tushunchasi ham taʼsir qilishi mumkin. Odatda gazlar uchun qo'llaniladi. Gazning nisbiy zichligini aniqlash uchun o'rganilayotgan gazning molyar massasining vodorodning molyar massasiga nisbati topiladi. Nisbiy molekulyar og'irlikdan foydalanish istisno qilinmaydi.
