Из второго маленького сосуда отлейте немного воды в третий
#хакнем_физика ???? рубрика, содержащая интересный, познавательный контент по физике как для школьников, так и для взрослых ????
Если решая математические задачи, следует руководствоваться только условиями, в том числе и неявно заданными (например: находя градусную меру одного из смежных углов в случаях, когда известна градусная мера другого, непременной частью условия является значение суммы градусных мер смежных углов, равной 180 град.), то при решении физических задач следует учитывать ВСЕ физические явления и процессы, влияющие на результат рассматриваемой в задаче ситуации.
Вот для примера известная и часто встречающаяся во многих учебниках и сборниках задач, в том числе и олимпиадных (и не только для семиклассников) по физике.
ЗАДАЧА
В стакане с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лёд растает?
Прежде чем продолжить чтение, предлагаю читателю дать (хотя бы для себя) обоснованный ответ на вопрос задачи…
В «Сборнике вопросов и задач по физике» [Н.И. Гольдфарб, изд. 2, «Высшая школа», М.: 1969] эта задача, помещённая как часть № 10.7 на стр. 48, на стр.193 приводится ответ:
«Лёд вытесняет воду, вес которой равен весу льда. Когда лёд растает, образуется такое же количество воды, поэтому уровень не изменится».
Такой же ответ приводится и во многих других сборниках…
А вот в популярнейшем и по сей день, выдержавшим множество изданий трёхтомнике «Элементарный учебник физики» под редакцией академика Г.С. Ландсберга [т. I, изд. 7, стереотипное, «Наука», М.: 1971] ответа на эту задачу (№ 162.2, стр. 351) не приводится. И это не случайно!
Что же не учтено в вышеприведённом ответе? Правильно! Не учтено, что при таянии льда вода в стакане охлаждается — именно поэтому мы и бросаем туда кусочек льда!
Вот как должен выглядеть правильный ответ:
«При таянии льда вода в стакане охлаждается. При охлаждении все вещества уменьшаются в объёме. Однако вода, единственная из всех известных веществ, имеет наибольшую плотность при температуре +4 град. С, а это значит, что при дальнейшем охлаждении данная масса воды увеличивается в объёме, что, как мне это было известно из курса природоведения в 5 классе (1961/1962 учебный год), является условием сохранения жизни на Земле, поскольку позволяет достаточно глубоким водоёмам не промерзать до самого дна!).
При этом возможно три варианта развития ситуации:
I. Если температура воды до начала таяния льда была выше 4 град. С и, хотя и понизилась после таяния льда, но осталась выше этой температуры, то уровень воды в стакане уменьшится.
II. Если температура воды до начала таяния льда была ниже 4 град. С, а после таяния льда ещё и уменьшилась, то уровень воды в стакане увеличится.
III. В случае, когда начальная температура воды была выше 4 град. С, а после того как лёд растаял, оказалась ниже этой температуры, то об уровне ничего определённого сказать нельзя — нужны конкретные данные о температуре и массе воды и льда, чтобы дать точный ответ на вопрос задачи!».
С этой задачей связана для меня одна интересная история.
Лет 15 назад во дворе дома, в котором я живу, ко мне с грустным выражением лица подошёл паренёк по имени Серёжа и попросил помочь подготовиться к предстоящей ему завтра апелляции по физике в нашем Политехническом институте (ныне Технический университет).
Поскольку времени было слишком мало, то я ограничился советом: если, по его мнению, апелляция пройдёт не очень удачно, и надежды исправить тройку на вступительном экзамене не будет, то попросить экзаменатора ответить на вопрос этой задачи и заставил его дословно вызубрить приведённый выше ответ и даже отработал с ним интонацию изложения этого ответа. На следующий вечер он подошёл ко мне с достаточно счастливым видом.
Вот его рассказ, каким я его запомнил:
«Всё получилось так, как Вы и хотели. Апелляцию проводили два человека: профессор и ассистент кафедры общей физики института. Мне выпало общаться с ассистентом, а профессор в это время общался с другим абитуриентом.
В ответ на мою просьбу ответить на мой вопрос ассистент слегка улыбнувшись сказал: «Пожалуйста…».
«После того, как я проговорил условие задачи, ассистент, широко улыбнувшись, произнёс: «Ну, это известная задача. Уровень воды не изменится — это следует из закона Архимеда: плавающий лёд вытесняет массу воды, равную массе льда. Образовавшаяся при таянии льда вода заполнит тот объём, который занимал в воде плавающий лёд…».
«Позвольте с Вами не согласиться», — начал я и затем совершенно спокойно слово в слово пересказал заготовленный нами ответ…
В это время профессор жестом остановил своего абитуриента и стал внимательно меня слушать…
Когда я закончил, возникла небольшая пауза…Профессор, обращаясь к ассистенту спросил: «Что скажешь?».
«Кажется, всё верно», — неуверенно ответил тот, на что профессор сказал, что никогда ещё не слышал столь аргументированного ответа, после чего, уже обращаясь ко мне, добавил: «Молодой человек, мы, к сожалению, не можем поднять Вам оценку сразу на два балла, но четвёрку Вы очевидно заслужили!»».
Мне остаётся лишь добавить, что Серёжа был зачислен студентом!…
Наши читатели могут поделиться своим мнением по поводу решения задачи. Если вам было интересно, не забудьте подписаться на наш канал и хэштег #хакнем_физика
Автор: #себихов_александр 71 год, много лет проработал конструктором-технологом микроэлектронных приборов и узлов в одном из НИИ г. Саратова, затем преподавателем математики и физики.
Другие статьи автора:
Вы читаете контент канала “Хакнем Школа”. Подпишитесь на наш канал, чтобы не терять его из виду.
Источник
материалы для проведения текущего контроля
,
учитель физики МАОУ СОШ №25 г. Томска
Тема: Строение вещества.7 класс ( 1 четверть)
Текст: « Вода»
Вода – одно из самых распространённых веществ на нашей планете. Фалес утверждал – первоначалом всех вещей на земле является вода, из неё образуются все вещи.
Воду, полученную из сока, или молока, нельзя отличить от воды, полученной путем перегонки из морской воды. Молекулы воды одинаковы. Из таких молекул не может состоять никакое другое вещество. Молекулы состоят из еще более мелких частиц – атомов. Наименьшая частица воды – это молекула воды. Молекула воды состоит из трех атомов: одного атома кислорода и двух атомов водорода в отличие от молекул кислорода, которые состоят из двух атомов кислорода. Вода может находиться в трех состояниях в твердом(лед), в жидком(вода),и газообразном(водяной пар). В различных состояниях вода обладает разными свойствами. Молекулы жидкости не расходятся на большие расстояния, и жидкость в обычных условиях сохраняет свой объем, но не сохраняет форму. Молекулы газа,(водяной пар) двигаясь во всех направлениях, почти не притягиваются, друг к другу заполняют весь сосуд. Газы не имеют собственной формы и постоянного объема. В твердых телах (лед) притяжение между молекулами(атомами) еще больше, чем в жидкостях. В обычных условиях твердые тела сохраняют свою форму и объем.
В сутки человек должен потреблять около 3 литров воды. Но это не значит, что нужно обязательно выпить 15 стаканов жидкости. Вода содержится во всех продуктах питания. В хлебе её 40%, в мясе – 75%, в рыбе – 80%, а в овощах – более 90%. Поэтому суточная норма вполне может ограничиваться двумя литрами воды.
Задания, направленные на формирование умений, определяющих метапредметный результат ФГОС основанных на познавательных УУД при работе с текстом.
Цель: формирование навыков смыслового чтения, умения выделения фрагмента текста, содержащего ответ на заданный вопрос.
ЗАДАНИЯ -1.
Ориентироваться в содержании текста и понимать его целостный смысл.
Развиваем познавательные УУД: умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, выявлять причины и следствия простых явлений;
В каком состоянии – твердом, жидком, газообразном – может находиться вода?
1) в твердом
2) в любом
3) в жидком
4) в газообразном
В состав молекулы воды входят:
1) два атома кислорода и один атом водорода,
2) два атома водорода и два атома кислорода,
3) один атом кислорода и один атом водорода,
4) два атома водорода и один атом кислорода.
Можно ли разделить на более мелкие частицы молекулу или атом?
1) нельзя
2) можно
3) молекулу разделить можно, атом – нельзя,
4) молекулу разделить нельзя, а атом – можно.
Чем вызвано сохранение твердым телом своей формы?
1) постоянным действием притяжения молекул.
2) постоянным действием отталкивания молекул.
3) непрерывным движением молекул.
4) сильным взаимодействием молекул.
Как объяснить легкую сжимаемость газов?
1) относительно большими промежутками
между молекулами газов.
2) притяжением молекул газа друг к другу.
3) хаотичностью движения их молекул.
4) большой скоростью их молекул.
Чем объясняется текучесть жидкости?
1) быстрым движением молекул.
2) относительно слабым притяжением молекул друг к другу.
3) сильным отталкиванием молекул друг от друга.
4) среди ответов нет верного ответа.
В жидкостях частицы совершают колебания возле положения
равновесия, сталкиваясь с соседними частицами. Время от времени
частица совершает прыжок к другому положению равновесия. Какое свойство жидкостей можно объяснить таким характером движения частиц?
1) малую сжимаемость
2) текучесть
3) давление на дно сосуда
4) изменение объёма при нагревании
ЗАДАНИЯ -2.
Работа с текстом: оценка информации и понимание прочитанного
Задания на развитие познавательных УУД: решение учебно-познавательной и практической задачи выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; структурировать тексты, включая умение выделять главное и второстепенное, главную идею текста, выстраивать последовательность описываемых событий.
Сосчитай, сколько в среднем стаканов воды выпивает человек за год (365 дней). Запиши число в ответе.
Задание повышенного уровня сложности
В сосуде с водой растворили маленькую крупинку синей гуаши. Вода окрасилась синим цветом.
2. Отольём немного окрашенной воды во второй сосуд и дольём в него чистой воды. Раствор в нём будет окрашен, но слабее.
3. Из второго сосуда отольём раствор в третий сосуд и вновь дольём чистой воды. Раствор в третьем сосуде будет окрашен, но слабее, чем во втором. В воде растворили очень маленькую крупинку гуаши, и только часть её попала в третий сосуд. Из чего состояла сама крупинка?
Что подтверждает этот опыт?
При нагревании жидкости расширяются. Опыт, изображенный на рисунке 66, показывает, как изменяется уровень жидкости в колбе при нагревании сосуда с жидкостью пламенем горелки. Опыты показывают, что объем тела может изменяться: уменьшаться или увеличиваться. Чем можно объяснить способность тел изменять свой объем?
ЗАДАНИЯ -3.
«Вывод из текста»
Развиваем познавательные УУД: формирование умений работы с информацией, интерпретации текста .обнаруживать соответствие между частью текста и его общей идеей, сформулированной вопросом, пояснять части графика или таблицы и составлять ее.
Развиваем познавательные УУД: умение осуществлять классификацию, самостоятельно выбирая основания и критерии для указанных логических операций, выбирать из перечня ряд необходимых объектов, умение создавать обобщения, устанавливать аналогии,
Состояние вещества связано с характером расположения, взаимодействия и движения молекул. Основываясь на материале текста, заполните таблицу.
Состояние вещества | Расположение частиц | Характер движения | Взаимодействие | Свойства |
ГАЗ | ||||
ЖИДКОСТЬ | ||||
ТВЕРДОЕ ТЕЛО |
На рисунке представлен график замерзания раствора поваренной соли в воде, в зависимости от процентного содержания в ней соли.“Прочитайте график. При какой концентрации раствора точка замерзания самая маленькая?
В два одинаковых сосуда налили раствор медного купороса (раствор голубого цвета), а поверх налили воду (рисунок 1). Один из сосудов оставили при комнатной температуре, а второй поставили в холодильник. Через несколько дней сравнили растворы и отметили, что граница двух жидкостей гораздо заметнее размыта в сосуде, который находился при комнатной температуре (рис.2 и 3).
| ||
Рисунок 1. Граница жидкостей в исходном состоянии | Рисунок 2. Перемешивание жидкостей в сосуде, находившемся при комнатной температуре | Рисунок 3. Перемешивание жидкостей в сосуде, находившемся в холодильнике |
Какое утверждение соответствует результатам проведенных экспериментальных наблюдений?
1) | скорость диффузии зависит от температуры вещества. |
2) | скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества. |
3) | скорость диффузии зависит от рода жидкостей. |
4) | скорость диффузии зависит от высоты столба нижней жидкости. |
Как изменится расположение, взаимодействие, движение
молекул при переходе вещества из жидкого в твердое состояние? Как изменятся свойства вещества?
Дайте развернутый обоснованный письменный ответ на вопрос.
Задания на соответствие явлений, объектов, процессов.
В пластиковую бутылку налили воду и поставили в морозильник. Вся вода замёрзла. Определите, как при этом изменились масса, объём и плотность воды, скорость частиц воды. Для каждой из величин определите характер изменения.
возможный Характер изменения | |
1 | увеличивается |
2 | уменьшается |
3 | не изменяется |
Запишите в таблицу цифры, соответствующие характеру изменения указанных величин.
масса | объём | плотность | скорость частиц |
ЗАДАНИЯ -4.
Работа с деформированным текстом: преобразование и интерпретация информации
Развиваем познавательные УУД: выявлять имплицитную информацию текста на основе сопоставления иллюстративного материала с информацией текста, анализа подтекста (использованных языковых средств и структуры текста),
умение объяснить описанное явление при помощи имеющихся знаний, умение выделить описанное в тексте явление или его признаки.
Вставьте в текст, пропущенные слова:
Молекулы в жидкости в основном ….. около положений равновесия. Поскольку притяжение между …… жидкости не так велико, то они могут ….. менять свое положение. Поэтому жидкости …… свою форму и принимают форму …… Они ……, их ……. перелить из одного сосуда в другой. Жидкость …. сжимается, так как при этом молекулы сближаются на расстояние, когда заметно проявляется ……..
1) не сохраняют 2) трудно 3) отталкивание 4) сосуд 5) скачки 6) текучи 7) легко 8) молекулы 9) колебаться
Источник
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
Семененко Н.М.,
учитель физики МАОУ СОШ №25 г. Томска
Тема: Строение вещества.7 класс ( 1 четверть)
Текст: « Вода»
Вода – одно из самых распространённых веществ на нашей планете. Фалес утверждал – первоначалом всех вещей на земле является вода, из неё образуются все вещи.
Воду, полученную из сока, или молока, нельзя отличить от воды, полученной путем перегонки из морской воды. Молекулы воды одинаковы. Из таких молекул не может состоять никакое другое вещество. Молекулы состоят из еще более мелких частиц- атомов. Наименьшая частица воды – это молекула воды .Молекула воды состоит из трех атомов: одного атома кислорода и двух атомов водорода в отличие от молекул кислорода, которые состоят из двух атомов кислорода. Вода может находиться в трех состояниях в твердом(лед), в жидком(вода),и газообразном(водяной пар). В различных состояниях вода обладает разными свойствами. Молекулы жидкости не расходятся на большие расстояния, и жидкость в обычных условиях сохраняет свой объем, но не сохраняет форму. Молекулы газа,(водяной пар) двигаясь во всех направлениях, почти не притягиваются, друг к другу заполняют весь сосуд. Газы не имеют собственной формы и постоянного объема. В твердых телах (лед) притяжение между молекулами(атомами) еще больше, чем в жидкостях. В обычных условиях твердые тела сохраняют свою форму и объем.
В сутки человек должен потреблять около 3 литров воды. Но это не значит, что нужно обязательно выпить 15 стаканов жидкости. Вода содержится во всех продуктах питания. В хлебе её 40%, в мясе – 75%, в рыбе – 80%, а в овощах – более 90%. Поэтому суточная норма вполне может ограничиваться двумя литрами воды.
Задания, направленные на формирование умений, определяющих метапредметный результат ФГОС основанных на познавательных УУД при работе с текстом.
Цель: формирование навыков смыслового чтения, умения выделения фрагмента текста, содержащего ответ на заданный вопрос.
ЗАДАНИЯ -1.
Ориентироваться в содержании текста и понимать его целостный смысл .
Развиваем познавательные УУД: умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, выявлять причины и следствия простых явлений;
В каком состоянии – твердом, жидком, газообразном – может находиться вода?
1) в твердом
2) в любом
3) в жидком
4) в газообразном
В состав молекулы воды входят:
1) два атома кислорода и один атом водорода,
2) два атома водорода и два атома кислорода,
3) один атом кислорода и один атом водорода,
4) два атома водорода и один атом кислорода.
Можно ли разделить на более мелкие частицы молекулу или атом?
1) нельзя
2) можно
3) молекулу разделить можно, атом – нельзя,
4) молекулу разделить нельзя, а атом – можно.
Чем вызвано сохранение твердым телом своей формы?
1) постоянным действием притяжения молекул.
2) постоянным действием отталкивания молекул.
3) непрерывным движением молекул.
4) сильным взаимодействием молекул.
Как объяснить легкую сжимаемость газов?
1) относительно большими промежутками
между молекулами газов.
2) притяжением молекул газа друг к другу.
3) хаотичностью движения их молекул.
4) большой скоростью их молекул.
Чем объясняется текучесть жидкости?
1) быстрым движением молекул.
2) относительно слабым притяжением молекул друг к другу.
3) сильным отталкиванием молекул друг от друга.
4) среди ответов нет верного ответа.
В жидкостях частицы совершают колебания возле положения
равновесия, сталкиваясь с соседними частицами. Время от времени
частица совершает прыжок к другому положению равновесия. Какое свойство жидкостей можно объяснить таким характером движения частиц?
1) малую сжимаемость
2) текучесть
3) давление на дно сосуда
4) изменение объёма при нагревании
ЗАДАНИЯ -2.
Работа с текстом: оценка информации и понимание прочитанного
Задания на развитие познавательных УУД: решение учебно-познавательной и практической задачи выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; структурировать тексты, включая умение выделять главное и второстепенное, главную идею текста, выстраивать последовательность описываемых событий.
Сосчитай, сколько в среднем стаканов воды выпивает человек за год (365 дней). Запиши число в ответе.
Задание повышенного уровня сложности
В сосуде с водой растворили маленькую крупинку синей гуаши. Вода окрасилась синим цветом.
2. Отольём немного окрашенной воды во второй сосуд и дольём в него чистой воды. Раствор в нём будет окрашен, но слабее.
3. Из второго сосуда отольём раствор в третий сосуд и вновь дольём чистой воды. Раствор в третьем сосуде будет окрашен, но слабее, чем во втором. В воде растворили очень маленькую крупинку гуаши, и только часть её попала в третий сосуд. Из чего состояла сама крупинка?
Что подтверждает этот опыт?
При нагревании жидкости расширяются. Опыт, изображенный на рисунке 66, показывает, как изменяется уровень жидкости в колбе при нагревании сосуда с жидкостью пламенем горелки. Опыты показывают, что объем тела может изменяться: уменьшаться или увеличиваться. Чем можно объяснить способность тел изменять свой объем?
ЗАДАНИЯ -3.
«Вывод из текста»
Развиваем познавательные УУД: формирование умений работы с информацией, интерпретации текста .обнаруживать соответствие между частью текста и его общей идеей, сформулированной вопросом, пояснять части графика или таблицы и составлять ее.
Развиваем познавательные УУД: умение осуществлять классификацию, самостоятельно выбирая основания и критерии для указанных логических операций, выбирать из перечня ряд необходимых объектов, умение создавать обобщения, устанавливать аналогии,
Состояние вещества связано с характером расположения, взаимодействия и движения молекул. Основываясь на материале текста, заполните таблицу.
Состояние вещества | Расположение частиц | Характер движения | Взаимодействие | Свойства |
ГАЗ | ||||
ЖИДКОСТЬ | ||||
ТВЕРДОЕ ТЕЛО |
На рисунке представлен график замерзания раствора поваренной соли в воде, в зависимости от процентного содержания в ней соли.“Прочитайте график .При какой концентрации раствора точка замерзания самая маленькая?
В два одинаковых сосуда налили раствор медного купороса (раствор голубого цвета), а поверх налили воду (рисунок 1). Один из сосудов оставили при комнатной температуре, а второй поставили в холодильник. Через несколько дней сравнили растворы и отметили, что граница двух жидкостей гораздо заметнее размыта в сосуде, который находился при комнатной температуре (рис.2 и 3).
Рисунок 1. Граница жидкостей в исходном состоянии | Рисунок 2. Перемешивание жидкостей в сосуде, находившемся при комнатной температуре | Рисунок 3. Перемешивание жидкостей в сосуде, находившемся в холодильнике |
Какое утверждение соответствует результатам проведенных экспериментальных наблюдений?
1) | скорость диффузии зависит от температуры вещества. |
2) | скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества. |
3) | скорость диффузии зависит от рода жидкостей. |
4) | скорость диффузии зависит от высоты столба нижней жидкости. |
14 |
Как изменится расположение, взаимодействие, движение
молекул при переходе вещества из жидкого в твердое состояние? Как изменятся свойства вещества?
Дайте развернутый обоснованный письменный ответ на вопрос .
Задания на соответствие явлений, объектов, процессов.
В пластиковую бутылку налили воду и поставили в морозильник. Вся вода замёрзла. Определите, как при этом изменились масса, объём и плотность воды, скорость частиц воды. Для каждой из величин определите характер изменения.
ВОЗМОЖНЫЙ ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ | |
1 | увеличивается |
2 | уменьшается |
3 | не изменяется |
Запишите в таблицу цифры, соответствующие характеру изменения указанных величин.
масса | объём | плотность | скорость частиц |
ЗАДАНИЯ -4.
Работа с деформированным текстом: преобразование и интерпретация информации
Развиваем познавательные УУД: выявлять имплицитную информацию текста на основе сопоставления иллюстративного материала с информацией текста, анализа подтекста (использованных языковых средств и структуры текста),
умение объяснить описанное явление при помощи имеющихся знаний ,умение выделить описанное в тексте явление или его признаки.
Вставьте в текст, пропущенные слова:
Молекулы в жидкости в основном ….. около положений равновесия. Поскольку притяжение между …… жидкости не так велико, то они могут ….. менять свое положение. Поэтому жидкости …… свою форму и принимают форму …… Они ……, их ……. перелить из одного сосуда в другой. Жидкость …. сжимается, так как при этом молекулы сближаются на расстояние, когда заметно проявляется ……..
1) не сохраняют 2) трудно 3) отталкивание 4) сосуд 5) скачки 6) текучи 7) легко 8) молекулы 9) колебаться
Источник