Конспект уроку до предмету Природознавство, 5 клас

Тема: Тіла. Характеристики тіла: довжина, маса, об’єм, густина. Їх вимірювання.

Мета уроків (тема 3-4):

Освітня: ввести поняття “фізичне тіло” та дати загальні уявлення про його основні характеристику: розміри, об’єм, масу, густину. Навчити визначати основні характеристики природних тіл шляхом їх вимірювання та розрахунків. Формувати навички роботи з вимірювальними приладами.

Виховна: формувати основні світоглядні ідеї про єдність матеріального світу та багатоманітність його форм; сприяти формуванню охайності в роботі під час виконання практичних завдань, дотриманню правил техніки безпеки.

Розвиваюча: розвивати логічне мислення школярів, уміння порівнювати, використовувати опорні знання з попередніх курсів природничого циклу та життєвого досвіду, робити висновки, аргументовано доводити свою точку зору.

Тип уроків:

1-й – вивчення нового матеріалу
2-й – урок застосування знань та навичок

Обладнання:
підручник
робочий зошит
лінійка
терези з гирями
мірні циліндри
тіла різної форми, об’єму та густини (гумка, пенал, ручка, металеві бруски)

Хід уроків

Найбільш незрозумілим у нашому світі є те, що він усе ж зрозумілий.

Альберт Ейнштейн,
американський фізик ХХ ст.

Урок 1

І. Організація класу

ІІ. Вивчення нового матеріалу

П л а н:
1.    Що в науці називають фізичним тілом.
2.    Основні характеристики фізичного тіла.
3.    Вимірювання довжини, висоти та ширини тіла.
4.    Способи визначення об’єму тіла.
5.    Визначення маси тіла.
6.    Густина тіла та її обчислення.

1. Що в науці називають фізичним тілом

Коли ми чуємо слово «тіло», то здебільшого згадуємо живих істот: людину чи тварину. Од­нак воно має набагато ширше значення.

Тілом у науці називають все живе та неживе, що створили природа або людина. Птах і рослина, маленька комаха і великий слон, ти сам, буди­нок, у якому ти живеш, хмари на небі, автомобіль – усе це приклади фізичних тіл.

Отже, фізичні тіла – окремі частини навколишнього світу, створені природою або людиною. Оскільки тіла є частина природи, то вони можуть належати до живої та до неживої природи.

Наведіть приклади живих тіл, створених природою.

Поміркуйте, чи існують живі тіла, створені людиною.

Неживі тіла можуть бути твердими (каміння, автомобіль), рідкими (річка, нафта, рідкий дезодорант) та газоподібними (водяна пара, дим, полум’я).

Наведіть приклади неживих тіл, створених природою, що перебувають у різних станах.

Наведіть приклади неживих тіл, створених людиною, що перебувають у різних станах.

Методи та прийоми:
Пояснення з посиланням на життєвий досвід школярів

2. Основні характеристики фізичного тіла

Як видно, тіла дуже різноманітні. Для зручності зіставлення, порівняння, вивчення та використання тіла розрізняють за різними характеристиками (ознаками).

Поміркуйте, якими ознаками розрізняються різні тіла, крім їх стану.

Основними характеристиками фізичних тіл є:
колір;
лінійні розміри:
довжина [l]
висота[h]
ширина[a]
маса [m];
форма;
об'єм [V];
густина [ρ].

Їх мож­на виміряти, використовуючи певні вимірювальні прилади або здійснивши певні розрахунки. Кожна з характеристик тіла має свої одиниці вимірювання.

Методи та прийоми: евристична бесіда

3. Вимірювання довжини, висоти та ширини тіла

Історично склалося так, що майже в кожній країні світу існува­ли свої одиниці вимірювання довжини. Вони особливо були поширені поки не існувало спеціальних приладів, тобто еталонів для вимірювання довжин та відстаней. Наприклад, в Англії і США й донині довжину тіл вимірюють у:

дюймах [з голландської – великий палець]: ≈25,4 мм;
футах [з англійської – ступня]: = 12 дюймів, або 30,48 см.
довжину шляхів вимірюють у:
сухопутних милях (1609 м); 
морських милях (1852 м).

Тривалий час на території України користувалися такими цікавими одини­цями вимірювання довжини:

точка – 0,25 мм;
лінія – 10 точок, або 2,54 мм;
вершок – дорівнювала фаланзі вказівного пальця: 4,45 см;
п’ядь – складала відстань між розтягненими вказівним та великим пальцями: = 4 вершка, або 17,78 см;
лікоть – довжина ліктьової кістки людини: 38-46 см;
аршин: 16 вершків, або 71,12 см; існувала планка такої довжини для вимірювання відрізів тканин;
сажень: існувала жердина такої довжина, як 3 аршини = 7 футів = 2,1336 м; також існувала махова сажень (у розмах обох рук: 1,76 м) та коса сажень (відстань від п’ятки до кінця піднятої з іншого боку руки: 2,48 м); так міряли землю, кількість дров тощо;
верста: 500 сажнів, або 1066,8 м; до ХХ ст. вимірювали відстані між населеними пунктами у межових верстах – 1000 сажнів, або 2,1336 км;
стара російська миля (7468 м).

З розширенням торговельних зв'язків між країнами викорис­тання різних одиниць вимірювання створювало незручності. Тому представники різних держав на спільному зібранні розробили єдині міжнародні одиниці вимірювання у метричній (десятинній) системі мір. В її основу покладена одиниця довжини метр. Кратні й дрібніші одиниці системи знаходяться в десятинних співвідношеннях. На цій основі створена Міжнародна система одиниць, що охоплює усі галузі вимірювань.

Отже, основною одиницею вимірювання довжини є метр (м). Застосовують й інші одиниці вимірювання, більші або менші за метр.

Пригадайте співвідношення таких одиниць вимірювання довжин, як метр, сантиметр, дециметр, міліметр.
1 км = 1000 м, 1 м = 100 см, 1 дм = 10 см, а 1 см = 10 мм.

Виміряти – означає порівняти з еталоном (з французької – точний зразок одиниці виміру).

Щоб виміряти розміри тіла, зокрема довжи­ну (або висоту чи ширину), їх порівнюють з еталоном довжини – метром. Зим еталоном виготовлено лінійки, гнучкі метри, косинці, рулетки, снігомірні рейки, ростоміри яки­ми ми користуємося.

Дослід: За допомогою лінійки виміряй довжину, ширину та висоту гумки. Перемнож одержані значення, і ти визначиш об'єм гумки.

Дослід: За допомогою лінійки виміряйте довжину, ширину та висоту гумки та пеналу.

(Експериментальний метод)

4. Способи визначення об’єму тіла (Пояснення матеріалу з елементами експерименту)

Кожне тіло має об'єм – міру, яка показує скільки простору займає фізичне тіло.

Об'єм тіла прямокутної форми визначають, перемноживши значення його довжини, ширини і висоти.

Тобто:
V  = l · a · h [м3]

Вимірю­ють об'єм тіла в метрах кубічних (м3), сантиметрах кубічних (см3) або літрах (л) чи мілілітрах (мл). Літр – це об’єм куба зі стороною 10 см (10 см  · 10 см  · 10 см  = 1000 см3).

1 м3 = 1000 л;
1 см3 = 1 мл;
1 л =1000 мл=1000 см3

Розрахункове завдання: Перемножте одержані значення довжини, ширини і висоти гумки та пеналу й визначте об'єм цих фізичних тіл.

Об'єм тіла можна також визначити, зануривши його у воду. Він дорівнюватиме об'єму витісненої тілом води.

Виконаємо дослід. У мірний стакан наллємо 500 мл води. Зануримо у воду гумку. Бачимо, що вода в стакані піднялася і досягла поділки 550 мл. Обчислимо об'єм витісненої гумкою води: 550 мл – 500 мл = 50 мл. Знайдена різниця і є об'ємом гумки. Оскільки 1 мл дорівнює 1 см3, то об'єм гумки стано­вить 50 см3. Так зручно вимірювати об’єм тіл неправильної форми.

Завдання: З’ясуйте, чи співпадає значення об’єму гумки, одержаний вами шляхом підрахунків, зі значенням одержаним в результаті занурення її у воду.

5. Визначення маси тіла (евристична бесіда)

Пригадайте, як визначають масу шматочка сиру в магазині, або яблук на базарі під час їх купівлі та продажу.

Масу тіл визначають за допомогою зважування.
Якими приладами для зважування користуються на базарі, у магазині?

Для цього використовують прилади, що мають назву терези. За призначенням розрізняють терези зразкові (для перевірки гир), лабораторні та загального призначення.
Пригадайте, якого виду терези вам відомі. Що можна виміряти за допомогою різних терезів? Як вимірюють масу дуже великих тіл (автомобілів, корів, великої кількості зерна)?

За принципом дії вони можуть бути важільні, пружинні, електронні, гідравлічні та гідростатичні.   

Процес зважування на терезах це по­рівняння маси тіла з масою еталона.

Раніше по­ширеною одиницею маси був фунт (з латини – вага). Нині від широко використовується у Великобританії. Торгівельний фунт там становить майже 453,6 г.  Існує також аптекарський або монетний фунт – приблизно 373,2 г. В Україні фунт дорівнював понад 409,5 г. В Україні також застосовували пуд (16,38 кг), лот (12,8 г), золотник (4,266 г = 1/3 лота), долю (44,43 мг = 1/96 золотника).

Нині еталоном маси є кілограм. Тож одиницею вимірювання маси є кілограм (кг). Міжнародний кілограм – це платино-іридієва гиря у формі циліндра діаметром і висотою у 39 мм. Вона зберігається під трьома скляними ковпаками з під яких викачане повітря.

Також масу вимірюють тоннами (т) , центнерами (ц), грамами (г).
1 т = 1000 кг; 1 ц = 100 кг; 1 кг = 1000 г.

Практичний метод:

Важільні терези мають дві шальки. Для зважування тіла на них слід:

• переконатися, що шальки урівноважені; якщо ні, то слід це зробити, поклавши на легшу шальку дрібні шматочки паперу;
• покласти на одну з шальок тіло, яке слід зважити;
• на другу шальку терезів помістити найважчу гирю; якщо вона легша за тіло, додати наступну, якщо важча – поставити меншу; повторювати це поки терези не врівноважаться;
• скласти загальну масу гир; це й є маса зважуваного тіла.

Дослід: За допомогою терезів і важків (гир), разом виміряємо масу гумки, тобто зважимо її.

6. Густина тіла та її обчислення (пояснення)

Якщо покласти на різні шальки терезів дві кульки – залізну та де­рев'яну, що мають однакові розміри, терези вийдуть з рівноваги. Шалька із залізною кулькою опуститься, а з дерев'яною підніметься. Це тому, що маса залізної кульки більша, ніж де­рев'яної. Отже, металева кулька важча за дерев'яну. Те, що дві однакового розміру кульки мають різну масу, пояснюється різною густиною заліза та деревини.

Щоб обчислити густину, потрібно значення маси тіла поділити на значення його об'єму. Одиниці вимірювання густини кілограм на метр кубічний (кг/м3) або грам на сантиметр кубічний (г/см3). Тому густина – це співвідношення маси тіла до його об’єму.
ρ = m / V   [г/см3, кг/м3]

Наприклад, густина кори дерева – 0,15 г/см3, сосни – 0,5 г/см3, легкого бензину – 0,7 г/см3, криги – 0,9 г/см3, води – 1 г/см3 (або 1000 кг/м3), бетону – 2,2 г/см3, алюмінію – 2,6989 г/см3, заліза – 7,87 г/см3, свинцю – 11,3 г/см3, золота – 19,3 г/см3, ртуті – 13,5 г/см3, іридію – 22,4 г/см3.

Бетон

Поміркуйте, тіла з яких речовин плаватимуть на поверхні води, а які потонуть в ній. Поясніть свою думку.

Таким чином, яким би тіло не було великим чи малим, важким чи легким, - його можна виміряти і порівняти з іншими тілами за розмірами, об'ємом, масою, густиною.

ІІІ. Корекція та перевірка знань

Питання:

1.    Що таке фізичне тіло?
2.    Наведіть приклади живих та неживих фізичних тіл.
3.    Перелічіть відомі вам характеристики фізичних тіл та одиниці їх вимірювання.
4.    Як виміряти об'єм: а) рідини;
   б) тіла прямокутної форми;
   в) тіла неправильної форми?
5.    Чому однакові за формою та об’ємом тіла можуть мати різну масу?
6.    Що таке густина тіла? Як її розрахувати?
7.    Чому не всі фізичні тіла тонуть у воді?
8.    Як визначити густину залізного цвяха?

ІV. Домашнє завдання

Надіслано вчителем міжнародного ліцею „Гранд” Коваленком Р.Р.