План-конспект урока по физике (7 класс) на тему: Масса тела. Измерение массы тела на весах

§ 20. Масса тела. Единицы массы — Физика 7 класс (Перышкин)

Краткое описание:

Есть инерция, а есть инертность. Инерция – это физическое явление, инертность – это свойство тел. Все тела обладают этим свойством, все тела инертны. Это означает, что у каждого тела скорость меняется не сразу под действием другого тела, некоторое время она сохраняется. У каких-то тел скорость изменить легче, это происходит быстро и с меньшим усилием при воздействии. У каких-то тел всё наоборот – скорость изменить трудно, это происходит медленно, усилия нужны значительные. Значит, есть тела разной инертности. Как измерять инертность? Что служит мерой инертности тел? Это всем знакомая величина – масса.
О массе как мере инертности, об единицах измерения массы идёт речь в параграфе двадцать. Прочитав его, вы узнаете, какая единица массы является основной, как переводить значения масс тел из одних единиц в другие. Познакомитесь с эталоном массы, который хранится во Франции (а одна копия его есть и в нашей стране). Научитесь прогнозировать (вычислять), как изменится скорость тел при взаимодействии.

Когда футболист или волейболист бьют по мячу, то мяч послушно летит в заданном направлении, а вот спортсмен остается на месте, хотя его руки или ноги тоже ощущают на себе воздействие мяча. Все знают это по игре в пляжный волейбол - руки потом красные и побаливают. Но воздействие на мяч и руку во время удара разное.

Это потому, что масса мяча и человека отличается. Если же одним мячом попасть по другому, спокойно лежащему, то разлетятся в разные стороны оба мяча, и притом, с приличной скоростью. Это потому что массы мячей примерно равны. Масса - это мера инертности тела. Чем меньшей инертностью обладает тело, тем меньше его масса, и поэтому мяч летит легко и далеко при ударе. А человек обладает гораздо большей инертностью, то есть массой, и, соответственно, почти не ощущает на себе воздействие мяча.

Масса тела в физике: измерение массы

Знакомство с понятием массы тела в физике начинают в седьмом классе. За единицу измерения массы тела принят один килограмм. А на практике применяют и другие единицы - грамм, миллиграмм, тонна и т.п. Для измерения массы тела существуют разные способы. Один из них - это сравнение скоростей тел после взаимодействия. Например, если один мяч после столкновения полетел в два раза быстрее другого, то, очевидно, что он в два раза легче. Иной, более простой и привычный нам способ измерения массы заключается в измерении массы тела на весах, то есть взвешивании, если говорить по-простому. При взвешивании сравнивается масса тела с телами , массы которых известны - специальными гирями. Гири существуют по 1, 2 килограмма, по 100, 200, 500 грамм и так далее. Существуют также специальные аптечные гири весом в несколько грамм. Тело весом в несколько миллиграмм, например, комара можно взвесить на специальных аналитических весах. В настоящее время почти повсеместно используют для взвешивания не механические, а электронные весы , в принципе действия которых лежит воздействие веса тела на специальный датчик, который преобразует этот вес в определенный электрический сигнал. Но суть остается та же - мы заранее знаем, какое воздействие оказывает тот или иной вес на датчик, и поэтому можем по получаемым от датчика сигналам судить о весе предмета, преобразовывая этот сигнал в цифры на табло.

Расчет массы тела очень крупных объектов, таких как земля, солнце или луна, а также, очень мелких объектов: атомов, молекул производят иными способами - через измерение скоростей и иных физических величин, входящих в различные законы физики вместе с массой.

Скорости, с которыми покоящиеся вначале тела будут двигаться после взаимодействия, могут или значительно отличаться друг от друга (скорости пули и ружья ), или быть почти одинаковыми (скорости человека и небольшой лодки). Чем это можно объяснить?

Посмотрим еще раз, как происходит взаимодействие тележек, но теперь для опыта используем разные тележки (рис. 41). После пережигания нити тележки разъедутся с разными скоростями. Это происходит потому, что тележки обладают разными массами. Тележка, которая после взаимодействия движется с меньшей скоростью, имеет большую массу. Скорости тел после взаимодействия можно измерить. По этим скоростям сравнивают массы взаимодействующих тел. Например, скорости тележек до взаимодействия равны нулю, после взаимодействия скорость одной тележки 20 см/с, скорость другой - 40 см/с. Так как скорость второй тележки в 2 раза больше скорости первой, то ее масса в 2 раза меньше массы первой тележки.

Если же после взаимодействия тележек скорости их одинаковы, то, значит, одинаковы и их массы. Этот случай мы наблюдали в опыте с одинаковыми тележками (рис. 38).

Когда человек прыгает из лодки на берег, то происходит взаимодействие лодки и человека. Лодка приобретает скорость, направленную в сторону, противоположную прыжку человека. Если масса лодки больше массы человека, то ее скорость будет меньше скорости прыгнувшего человека. Если массы, лодки и человека одинаковы, то и скорости их после взаимодействия будут одинаковыми.

При рассмотрении взаимодействия тел мы ознакомились с физической величиной, называемой массой тела. Понятие массы будет раскрываться по мере дальнейшего изучения физики. Пока же нужно запомнить, что каждое тело - человек, стол, Земля, капля воды - обладает массой и сравнивать массы тел можно по скоростям, приобретенным покоящимися телами при их взаимодействии.

За единицу массы принят килограмм - 1 кг.

Килограмм - это масса эталона (тщательно изготовленного образца). Эталон отлит из сплава двух металлов: платины и иридия. Международный эталон килограмма (рис. 42) хранится во Франции в г, Севре, близ Парижа. С эталона массы с большой точностью изготовлены копии для других стран.

В практике используются также единицы массы, большие или меньшие килограмма: тонна (т), грамм (г), миллиграмм (мг).

1 т = 1000 кг, 1 г = 0,001 кг, 1 мг = 0,000001 кг.

Современная физика располагает совершенными способами измерений, которые позволяют с большой точностью определять размеры и массы мельчайших частиц вещества - молекул. В настоящее время определены массы молекул всех веществ. Наименьшую массу имеет молекула водорода. Ее масса равна 0,0000000000000000000000033 г, или 33/10 25 . Если кончиком тонко отточенного карандаша нанести на бумагу точку, то масса графита, оставшегося на бумаге, будет в миллионы раз больше массы этой молекулы.

Масса молекулы ртути в 100 раз, кислорода - в 16 раз, воды - в 9 раз больше массы молекулы водорода.

Вопросы. 1. Опишите опыт по взаимодействию двух разных тележек. 2. Какая из этих тележек обладает большей массой? 3. Приведите пример, из которого видно, как сравнивают массы тел по приобретенным ими скоростям, 4. Что принято за единицу массы? 5. Какие еще единицы массы вы знаете?

Упражнения . 1. Почему небольшая лодка при прыжке человека с нее отходит назад 10 почти с такой же скоростью, с какой выпрыгивает человек? 2. При выстреле из ружья его следует плотно прижимать к плечу. Почему скорость отдачи при этом уменьшается? 3. При изготовлении охотничьих патронов учитывают массу ружья: для легких ружей заряд дроби делают меньше, чем для тяжелых. Объясните почему. 4. Человек выпрыгнул с неподвижной лодки со скоростью 5 м/с, лодка при этом отошла со скоростью 0,5 м/с. Во сколько раз масса лодки больше массы человека? .