Измерение массы тела на рычажных весах - ДВИЖЕНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ

ЦЕЛЬ

Учащиеся должны усвоить, что:

♦ рычажные весы — прибор для измерения массы тела путем уравновешивания тела и гирь, представляющий собой поворачивающееся коромысло с двумя чашками;

♦ учебные весы с набором гирь имеют следующие характеристики: предел измерения равен 210 г, погрешность измерения равна половине массы наименьшей из гирь, уравновешивающих тело.

Учащиеся должны научиться:

♦ «создавать» физический прибор — весы;

♦ разрабатывать правила взвешивания на рычажных весах;

♦ измерять массу тела с помощью рычажных весов.

ВИД ДОСКИ

Измерение массы тела на весах

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА Разработать прибор для измерения массы тела

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ сравнение с известной массой

КОНСТРУКЦИЯ коромысло, чашки, указатель

НАЗВАНИЕ, ОБОЗНАЧЕНИЕ Весы

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

Д/з. § 5-8, подготовиться к диктанту, № 26, 27 (с. 137 учебника)

СЦЕНАРИЙ

Этап актуализации знаний

П. Что вы знаете об инертности тел? (Организует ответы учащихся о массе тела.)

Мотивационный этап

П. Мы выяснили, что массу, тела можно измерить, если привести его во взаимодействие с телом известной массы и измерить скорости, приобретаемые покоящимися телами после взаимодействия. Использовать такой способ не всегда удобно. Поэтому вам предстоит стать изобретателями и разработать устройство, которое позволило бы легко и просто измерить массу любого тела.

Этап «создания» нового знания

П. На рабочих столах в лаборатории, находятся два цилиндра, рейка, ось, штатив, нитки. В течение 2 мин. необходимо установить, у какого тела масса больше. (Ученики выполняют задание.) Опишите сконструированное вами устройство.

У. Мы укрепили рейку с отверстием посередине на ось так, что она расположилась горизонтально. Затем на одинаковом расстоянии от оси подвесили на нитках цилиндры. В нашем случае рейка после этого оказалась уравновешенной (горизонтальной), значит, массы цилиндров равны.

П. Действительно, такое устройство позволяет сравнивать массы тел. В чем вы видите его недостатки?

У. С его помощью нельзя определить числовое значение массы тела. Если необходимо измерить массы твердых тел неправильной формы, жидкости, сыпучего вещества, то подвесить их таким же способом окажется невозможно.

П. Вам предстоит усовершенствовать это устройство так, чтобы им можно было измерить массу любого тела — жидкого, сыпучего, газообразного. Схему устройства изобразите в тетради. У вас — 5 мин. (Организует обсуждение проектов, выбирает наиболее удачный.) Как называют такой прибор?

У. Это весы.

П. Основные части весов имеют свои названия. Рейка на опоре — коромысло весов, платформы, на которые помещают взвешиваемые тела и гири — чашки весов, стрелка, соединенная с коромыслом, — указатель. (Подписывает на схеме названия устройства весов.)

Лабораторная работа № 3¹

П. Познакомимся с весами, выпускаемыми промышленностью для лабораторных работ. Запишите тему урока: «Измерение массы тела на рычажных весах». У вас на столах в специальных коробках находятся части весов. Рассмотрите их. Найдите коромысло, чашки, указатель. Найдите на чашках маркировку: буквы «л» и «п». Что они означают? (Организует ответы учащихся.) Соберите весы. (Организует сборку весов.)

Чтобы измерить массу тела, необходимо иметь тела, массы которых известны. К весам прилагается специальный набор гирь разной массы. Все гири находятся в футляре. Рассмотрите и запишите массы гирь набора в порядке их убывания. Мелкие гири и алюминиевые пластинки следует брать пинцетом. По окончании работы положите все гири на свои места. У вас — 3 мин. (Организует проверку записей.).

Что еще нужно знать о весах для правильной их эксплуатации?

У. Нужно знать характеристики (пределы измерения и цену деления), правила взвешивания. Но здесь нет шкалы.

П. Установите, имеются ли какие-то сведения на самих весах. (Выслушивает ответы учащихся.)

Теперь вам предстоит научиться работать с весами. Установите, готовы ли ваши весы к работе?

У, Наши весы не уравновешены, одна из чашек перетягивает.

П. Можно взвешивать на таких весах?

У. Нет, их нужно привести в равновесие.

П. У всех на столах имеются полоски бумаги. С их помощью необходимо уравновесить весы до взвешивания. (Ученики выполняют задание. Учитель проверяет готовность весов к взвешиванию.) Измерьте массу алюминиевого цилиндра, который находится на вашем столе. На какую чашку весов предполагаете положить взвешиваемый цилиндр?

У. Взвешиваемое тело удобнее положить на левую чашу весов. Уравновешиваться оно будет несколькими гирями, возможно, их придется менять, а это удобно делать правой рукой. Поэтому гири лучше класть на правую чашку весов.

П. Положите цилиндр на левую чашку весов. Как восстановить равновесие?

У. Нужно положить на правую чашку гири.

П. В какой последовательности выставлять их на чашку весов?

У. Я думаю поместив на правую чашку весов гирю самой большой массы. Если она перетянет, то ее нужно снять с чашки, положить на место, а на чашку поместить гирю со следующей меньшей массой и так далее, пока не будет достигнуто равновесие.

П. А почему нельзя начинать с гирь наименьшей массы?

У. Может случиться так, что мелких гирь не хватит и тогда придется начинать взвешивание сначала.

П. Выполните это действие, соблюдая правило выставления гирь. Пользуйтесь пинцетом.

Итак, у всех весы находятся в равновесии, на правой чашке находится взвешиваемое тело, на левой — гири с обозначенной на них массой. Как определить массу взвешиваемого тела?

У. Нужно подсчитать общую массу всех гирь. Она будет равна массе тела.

П. Выполните это действие. По окончании работы уберите гири и пластинки пинцетом в футляр. (Организует проверку результата.)

Погрешность измерения при использовании набора гирь равна половине интервала округления. Интервал округления определяется так. Предположим, что при измерении оказалось, что масса тела больше 122 г, но меньше 123 г, причем во втором случае коромысло весов было ближе к равновесию. Поэтому за результат измерения принято значение 123 г. В этом случае интервал округления равен 1 г, а погрешность равна 0,5 г. Значение массы взвешиваемого тела следует записывать так: m = (123,0 ± 0,5) г, где 0,5 г — погрешность измерения.

Составьте инструкцию по взвешиванию тела с помощью весов. У вас — 3 мин. (Организует обсуждение инструкции. Раздает листочки с инструкцией.)

П. Измерьте массу нескольких тел. Результаты измерений запишите в таблицу.

В первом опыте работаем по инструкции, выполняя каждое действие. Массы второго и третьего тел измеряем, работая парами, как учитель и ученик. «Ученик» проговаривает действия «учителю» и выполняет их. Затем меняетесь ролями. Инструкцией старайтесь не пользоваться. Массу четвертого тела измерьте по очереди, не подглядывая в инструкцию. У вас —10 мин.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

1. Оборудование для сравнения масс тел: алюминиевые цилиндры, рычаг лабораторный, нитки, штатив.

2. Оборудование для лабораторной работы «Измерение массы тел на рычажных весах», полоски бумаги.

3. Листочки с таблицей для записи результатов измерения:

№	Взвешиваемое тело	Масса гирь, г и мг	Масса тела, г
1
2
3
4

4. Инструкция по взвешиванию:

1) Собрать и уравновесить весы:

а) установить коромысло весов так, чтобы оно могло свободно колебаться;

б) подвесить чашки согласно маркировке;

в) если коромысло расположено не горизонтально, поместить кусочки бумаги на более легкую чашку.

2) Поставить взвешиваемое тело на левую чашку весов (левша — на правую).

3) Положить гирю максимальной массы на правую чашку весов. Если гиря перетянет, то ее убрать в ящик-футляр, положить гирю со следующей меньшей массой и т. д., в порядке убывания масс, пока не будет достигнуто равновесие коромысла весов.

4) Подсчитать суммарную массу гирь, уравновешивающих взвешиваемое тело, и записать ее.

5) Найти погрешность измерения Массы тела как наименьшей из гирь.

6) Записать значение массы взвешиваемого тела с учетом погрешности измерения.

---

¹ В учебнике — это лабораторная работа № 2.