Масса тела на рычажных весах. Измерение массы (точное взвешивание). Правила пользования аналитическими весами

Технологическая карта урока по физике в 7 классе.

Лабораторная работа № 3 «Измерение массы тела на рычажных весах».

Структура и ход урока.

Приложение.

1. Мотивационный.

Задача на смекалку. Царь приказал Архимеду отмерить столько золота, сколько весит слон. Таких больших весов нигде не оказалось. В распоряжении Архимеда был плот. Как Архимед решил задачу?

Обсуждение. Сформулируйте тему и задачи урока.

2. Изучение нового материала.

1) Актуализация знаний.

1) Заполните пропуски в тексте.

Масса тела - это физическая ________, характеризующая его _______. Чем больше масса тела, тем оно ______ инертно. Измерить массу тела - значит сравнить его массу с массой ____, изготовленного из сплава платины и иридия, равной _____.

Ответ. Масса тела - это физическая величина , характеризующая его инертность . Чем больше масса тела, тем оно более инертно. Измерить массу тела - значит сравнить его массу с массой эталона , изготовленного из сплава платины и иридия, равной 1 кг .

2) В древнем Вавилоне за единицу массы принимали талант - массу воды, наполняющей такой сосуд, из которого вода равномерно вытекает через отверстие определенного размера в течение часа. А какие единицы массы вы знаете?

Устный счет. Переведите массу в указанные единицы измерения.

Ответ.

2) Первичное усвоение новых знаний.

А какие способы определения массы вы знаете?

Способы определения массы тела.
1) Взвешивание - измерение массы с помощью весов.

2) Определение массы методом взаимодействия.

Изучить инструкцию «Правила взвешивания» по учебнику "Физика. 7 класс".

3) Первичная проверка понимания.

Лабораторная работа №3
«Измерение массы тела на рычажных весах».

Цель работы: научиться пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела.

Оборудование: весы с разновесами, набор тел разной массы.

Ход работы.

1.Зная правила взвешивания, измерьте массу тел с точностью до 0, 1 г.

2. Результаты измерений запишите в таблицу.

3. Сделайте вывод.

4) Первичное закрепление. Решите задачу.

Для уравновешивания тела на рычажных весах были использованы наборы гирь, масса которых указана в таблице. Чему равна масса каждого тела?

5) Контроль усвоения.

Проверь себя!

1.Какие приборы изображены на рисунке?

2.Какие физические величины можно измерить с их помощью?

3.Какие правила необходимо соблюдать при их эксплуатации?

3. Рефлексия.

+Я сам _______________________________________

? Самым трудным было _______________________

! Есть предложение ___________________________

Цель работы : изучить методы измерения массы и приобрести умение работы с аналитическими весами.

Приборы и принадлежности : весы аналитические, разновес, взвешиваемое тело с известной плотностью.

Теория метода

Масса тела m есть физическая величина, являющаяся мерой инертности тела в поступательном движении. Отношение масс двух тел равно отношению их весов. На этом основано сравнение масс тел с помощью рычажных весов.

Рычажные весы представляют собой равноплечный или неравноплечный рычаг, свободно качающийся на опоре или подвесе. Основным соотношением, которое позволяет найти неизвестную массу тела, является условие равенства нулю моментов сил, действующих на рычаг в положении равновесия.

Если на одном плече рычага подвешен груз с неизвестной массой m , а на другом – уравновешивающий его эталонный груз m 1 , то в положении равновесия

где Р – вес тела неизвестной массы; Р 1 – вес разновеса; F A и - архимедовы силы, действующие соответственно на груз и разновес в воздухе;
- длины плеч коромысла.

Подставляя выражение для веса в формулу (1), получаем

. (2)

Если плечи рычага весов равны
, то выражение (2) упрощается:

. (3)

Вес тела в этом случае будет равен

. (4)

Так как идеально равноплечные весы изготовить технически невозможно, то неравноплечность всегда вносит в результат некоторую ошибку. Устранение этой ошибки при точном взвешивании достигается применением специальных способов взвешивания.

Как уже отмечалось выше, равновесие рычага весов наступает не при равенстве масс тела и разновеса, а при условии равенства разностей веса и архимедовой силы для тела и разновеса. Величину поправки, которая устраняет ошибку в определении массы, вызванную потерей веса тела в воздухе, легко найти из следующих вычислений:

где Р – вес тела в вакууме; Р 1 – вес разновеса в вакууме; V и V 1 – объемы тела и разновеса; - плотность воздуха.

Для объемов тела и разновеса можем написать

V = ;V 1 = ;

где m и- соответственно масса и плотность тела;m 1 и- масса и плотность разновеса.

Подставив выражения для объемов тел в формулу (5), получим

, (6)

. (7)

Учитывая, что
и
, получаем окончательную формулу:

. (8)

Откуда следует, что поправка на действие архимедовой силы равна

. (9)

Для взвешивания небольших тел с высокой точностью (до десятых долей миллиграмма) применяются аналитические весы (рис.1). Основной частью аналитических весов является равноплечный рычаг ВВ , называемый коромыслом, опорой которого служит ребро закаленной призмы а , находящейся в середине коромысла и опирающейся на агатовую полированную пластинку, укрепленную наверху колонки А . На концах коромысла имеются призмы bb , служащие для подвешивания чашек СС . Если на чашках нет грузов, то коромысло должно устанавливаться горизонтально. Для определения положения кор
омысла служит длинная стрелкаS , прикрепленная к его середине.

Конец стрелки S движется перед шкалой D , находящейся у основания колонки А . При горизонтальном положении коромысла стрелка должна указывать на среднее деление шкалы.

Когда весы не находятся в работе, их необходимо арретировать. Это производится действием особого приспособления внутри колонки весов, при помощи которого коромысло и чашки несколько приподнимаются вверх, вследствие чего их призмы освобождаются от давления. Арретирование производится посредством вращения головки V в ту или иную сторону.

При взвешивании используются специальные разновески, масса которых известна и указана на них. Чтобы не употреблять разновесок меньше 10 шт, пользуются так называемым рейтером R , представляющим собой тонкую проволоку, согнутую в виде крючка (с ушком). Рейтер помещается на одно из плеч коромысла, разделенное обычно на 10 равных частей. Помещение и снятие рейтера производятся особым приспособлением. Оно состоит из стержня Т , проходящего сквозь правую боковую стенку ящика весов и перемещающегося параллельно коромыслу. Стержень может вращаться вокруг своей оси; на внешнем конце он снабжен головкой М , а на внутреннем – боковым рычажком Р и выступающим штифтом; этот последний вводится в ушко рейтера и подхватывает его. Помещение рейтера на первое, второе, третье и т.д. деления плеча коромысла, считая от середины, равносильно действию положенного на чашку груза 1, 2, 3 и т.д. шт.

При обращении с аналитическими весами необходимо соблюдать следующие правила:

1. Пока весы не арретированы, нельзя класть на чашки или снимать с них груз (не следует даже прикасаться к чашкам), нельзя производить остановку рейтера на коромысле весов.

2. Грузы следует накладывать на чашку весов так, чтобы общий центр тяжести грузов проходил по середине чашки.

3. Разновески брать и укладывать на чашки весов только при помощи пинцета.

4. Снимая разновески с весов, следует их класть непременно в ящик каждую на определенное ей место.

5. Не следует полностью освобождать коромысло, пока чашки весов еще мало уравновешены, его освобождают лишь на столько, чтобы можно было судить, которая из чашек легче, замечая при этом, куда отклоняется стрелка; после этого тотчас следует арретировать коромысло и прибавлять или убавлять разновески. При малой разнице между весами взвешиваемого тела и разновесок коромысло начинает уже маятникообразно качаться.

6. Освобождать и арретировать коромысло следует всегда медленно и плавно; если весы качаются, то арретировать надо весьма осторожно, в то время когда стрелки проходят через положение равновесия, иначе коромысло получит толчок.

7. Если чашки качаются маятникообразно, то прежде следует успокоить прикосновением листка бумаги к их краю и уже только после этого полностью освободить коромысло.

8. При наблюдении качания весов дверцы их должны быть непременно закрыты.

9. Если по освобождении коромысла окажется, что амплитуда колебаний слишком мала (менее 3-4 деления в ту или другую сторону), то, притворив слегка дверцу, можно махнуть перед весами рукой, тогда струя воздуха обыкновенно сообщает коромыслу достаточную амплитуду.

10. Не следует оставлять надолго груз на чашках, особенно когда весы не арретированы; когда взвешивание окончено, весы надо арретировать, нагрузки снять и закрыть дверцы.

Для того, чтобы произвести взвешивание на аналитических весах, необходимо:

определить нулевую точку весов;

определить чувствительность весов;

произвести взвешивание;

ввести поправку на потерю веса в воздухе;

ввести поправку на неравенство плеч коромысла.

Определение нулевой точки весов. Нулевой точкой (точкой равновесия) весов называется то деление, на котором при отсутствии трения останавливается указатель стрелки, когда коромысло перестает колебаться.

Н
улевую точку весов определяют по методу качаний. Осторожно освободив коромысло и пропустив несколько колебаний, замечают положение конца стрелки в моменты наибольших отклонений по шкалеD (рис.2).

Вследствие трения колебания постепенно затухают. Обычно нулевая точка ненагруженных весов определяется из пяти колебаний: берутся три отсчета в одну и другую сторону. Если а 1 , а 2 ,......а 5 – последовательные отсчеты влево, и а 1 , а 2 ,......а 5 – последовательные отсчеты вправо, то нулевая точка N 0 находится из формулы

. (10)

Определение чувствительности весов. Отношение числа делений шкалы n , на которое смещается стрелка весов, к весу перегрузка, вызвавшего его смещение, называется чувствительностью весов.

Для того, чтобы определить чувствительность весов, помещают рейтер на первое деление шкалы коромысла, что соответствует нагрузке в 1 мг и находят, как и для ненагруженных весов, новое положение равновесия

Тогда чувствительность весов найдется как разность между и N 0

n =-N 0 . (11)

Взвешивание. При взвешивании тело помещают на левую чашу весов, а на правую - гирьку из разновеса. Сначала нужно попытаться уравновесить тело граммовыми гирями; если вес тела не выражается целыми граммами, то необходимо продолжать уравновешивать с помощью дециграммов и сантиграммов. Если не удается уравновесить тело и с помощью сантиметровых гирек, то необходимо использовать рейтер, догружая весы миллиграммами. Перемещая рейтер по шкале на коромысле, можно найти два таких его положения, в одном из которых вес разновеса и рейтера будет больше веса тела, а в другом - меньше.

Пусть значение отклонения стрелки N 1 соответствует недогрузке правой чаши весов. Следовательно, значение N 1 лежит правее ранее найденного значения N 0 (нулевой точки), а N 2 (значение отклонения стрелки при перегрузке правой чаши весов) будет лежать левее N 0 .

Пусть значение N 1 соответствует весу Р мг. Тогда значение N 2 будет соответствовать весу (Р+1) мг. Таким образом, для приведения весов к нулевой точке веса Р мг недостаточно, а (Р+1) мг много. Необходимо добавить к весу Р мг добавочный груз
мг, чтобы уравновесить весы.

Так как разновесу в 1 мг соответствует отклонение (N 1 -N 2 ), то вес Х вызовет отклонение: N 1 -N 0 . Из пропорции находим

. (12)

Таким образом, искомый вес тела Р 1 будет складываться из веса разновесок
на правой чашке весов, веса рейтерадля значенияN 1 и добавочной нагрузки Х , вычисляемой по формуле (12):

Р 1 =(
++
) мг. (13)

Поправку на кажущуюся потерю веса в воздухе определяют из формулы (9). Но, учитывая, что разница между кажущимся и истинным весом не превышает 0,2%, на практике часто ограничиваются определением только кажущегося веса.

Неточность определения массы, вызванная неравенством плеч коромысла, можно устранить методом двойного взвешивания (методом Гаусса). Суть метода состоит в том, что производят два взвешивания: при первом взвешивании испытуемое тело помещают на левую чашу весов, а при втором – на правую.

При первом взвешивании для веса тела Р и веса разновесокР 1 по теореме моментов справедливо равенство

, (14)

где - длина левого плеча;- длина правого плеча. Для второго взвешивания-

. (15)

Из (14) и (15) находим, что

, (16)

, (17)

т.е. масса тела равна среднему геометрическому из произведения масс разновесок при первом и втором взвешивании.

Цель работы:

Приборы и материалы:

ПРАВИЛА ВЗВЕШИВАНИЯ

Какая физическая величина определяется с помощью рычажных весов?

В каких единицах она измеряется (перечислите все)?

_____________________________________________________________

Выполните упражнения:

8,4 т = ___________ кг 500 мг =____________ г

0,5 т = ___________ кг 120 мг = ____________ г

125 г = ___________ кг 60 мг = _____________ г

100 г + 20 г + 1 г 500 мг + 200 мг = ___________________________ г

20 г + 10 г +1 г + 200 мг + 100 мг = ___________________________ г

На какую чашку весов кладут:

взвешиваемое тело?____________________

гири?____________________________

ХОД РАБОТЫ

№ опыта

Название тела

Масса тела, г

1

2

3

Вывод:____________________________________________________________

Лабораторная работа № 3 «Измерение массы тела на рычажных весах».

Цель работы: научиться пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тел.

Приборы и материалы: весы, гири, несколько небольших тел разной массы.

ПРАВИЛА ВЗВЕШИВАНИЯ

Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости для установления равновесия на более легкую чашку нужно положить полоски бумаги.

Взвешиваемое тело кладут на левую чашку весов, а гири – на правую.

Во избежание порчи весов взвешиваемое тело и гири нужно опускать на чашки осторожно, не роняя их даже с небольшой высоты.

Нельзя взвешивать тела более тяжелые, чем указанная на весах предельная нагрузка.

На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, наливать жидкости, насыпать порошки без использования подкладки.

Мелкие гири и разновесы надо брать пинцетом.

Положив взвешиваемое тело на левую чашку, на правую кладут гирю, имеющую массу, приближенную к массе тела (на глаз).

Если гиря перетянет чашку, то её ставят обратно в футляр, если нет – оставляют на чашке. Затем подбирают таким же образом гири меньшей массы, пока не будет достигнуто равновесие.

Уравновесив тело, подсчитывают общую массу гирь, лежащих на чашке весов. Затем переносят гири в футляр.

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ И ВОПРОСЫ

Какая физическая величина определяется с помощью рычажных весов? масса

В каких единицах она измеряется (перечислите все)? В СИ – кг, в л/р - г

Выполните упражнения:

8,4 т = 8400 кг 500 мг =0,5 г

0,5 т = 500 кг 120 мг = 0,12 г

125 г = 0,125 кг 60 мг = 0,06 г

100 г + 20 г + 1 г 500 мг + 200 мг = 121, 7 г

20 г + 10 г +1 г + 200 мг + 100 мг = 31,3 г

На какую чашку весов кладут:

взвешиваемое тело? левую

гири? правую

Что необходимо сделать на рычажных весах перед взвешиванием?

Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости для установления равновесия на более легкую чашку нужно положить полоски бумаги.

ХОД РАБОТЫ

Зная правила взвешивания, измерьте массу нескольких небольших тел с точностью до 0,1 г.

Результаты измерений запишите в таблицу:

№ опыта

Название тела

Гири, которыми тело было уравновешено

Масса тела, г

1

2

3

Вывод: масса тела приближенно равна сумме масс грузиков, уравновешивающих весы.

Цель работы: научиться пользоваться рычажными весами и измерять с их помощью массу тел.
Приборы и материалы: весы, разновес, взвешиваемые тела разной массы.
Порядок выполнения работы:

1. Изучите правила взвешивания на рычажных весах:
а) перед взвешиванием необходимо уравновесить весы;
б) взвешиваемое тело кладут на левую чашку весов, а гири – на правую (для левшей наоборот);
в) взвешиваемое тело и гири кладут на чашку осторожно, чтобы не испортить весы;
г) жидкие, сыпучие, горячие тела необходимо ставить на чашки весов так, чтобы при этом их не испачкать;
д) масса взвешиваемых тел не должна превышать максимальную массу, на которую рассчитаны весы;
е) мелкие гири нужно брать пинцетом, крупные – бумажкой, чтобы не изменить их массу;
ж) уравновешивать взвешиваемое тело начинают гирями большей массы, затем более мелкими, иначе может не хватить мелких гирь.

1. Измерьте массу нескольких твёрдых тел.
2. Определите абсолютную погрешность измерения весами.
3. Запишите результаты измерений в таблицу 19, учитывая погрешность измерений.

5.* Дополнительное задание. Придумайте и составьте план опыта по взвешиванию жидкости.
1) взвешиваем сосуд;
2) наливаем в него жидкость;
3) уравновешиваем весы и получаем массу жидкости и массу тары;
4) от общей массы отнимаем массу сосуда.

Измерьте массу жидкости и запишите результат измерений.
m (вместе) = 120 г.
m (тары) = 12 г.
m (жидкости) = 120-12 = 108 г.

92. Экспериментальное задание. Измерьте массу одной капли воды, используя пузырёк с водой, пипетку, весы, разновес, сосуд.
1. Измерьте массу пустого сосуда — mс
2. С помощью пипетки накапайте 50 капель воды в пустой сосуд и взвесьте его. Так вы найдете массу сосуда и воды – mc+в.
3. Определите массу 50 капель воды: mв=mc+в – mc .
85 гр-15 гр =70 гр
4. Вычислите массу 1 капли воды: mк =

70:50 = 1,4 гр.
5. Повторите опыт, налив в пустой сосуд 100 капель воды. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу 20.

Вывод: были допущены погрешности и результаты не совпали.

Как поступить, чтобы измерить массу капли воды точнее?
Необходимо уменьшить количество капель и вычислить их среднюю массу.

Экспериментально проверьте высказанную вами гипотезу о точности измерения массы капли воды. Результаты запишите.
Накапали по 6 капель, потом еще 6 и усреднили результат.
m = 2, 4 г.

Лабораторная работа «Измерение массы, объема и плотности тела»

Измерение массы, объема и плотности тела.

Цель работы : научиться пользоваться рычажными весами и их помощью определять массу тел, определять объем твердого тела с помощью линейки и находить плотность однородных тел правильной формы.

Приборы и материалы : весы с разновесами, линейка, несколько небольших однородных тел правильной формы разной массы.

• Взвешиваемое тело и гири нужно опускать на чашки осторожно, не роняя их.

1. Придерживаясь правил взвешивания, измерьте массу твердых тел с точностью до 0,1 г.
2. Результаты измерений запишите в таблицу.
3. Измерьте при помощи линейки длину, ширину и высоту твердых тел правильной формы, запишите результаты измерений в таблицу (длина а, высота b, ширина с).
4. Рассчитайте объем бруска по формуле:

5. Используя формулу для расчета плотности, вычислите плотность твердого тела:

xn--j1ahfl.xn--p1ai

Лабораторная работа «Измерение массы тела на рычажных весах»

Лабораторная работа «Измерение массы тела на рычажных весах».

«Лабораторная работа «Измерение массы тела на рычажных весах»»

Лабораторная работа 0.1.

Измерение массы тела на рычажных весах

Цель работы: научиться пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тел.

Оборудование: весы с разновесами, несколько тел разной массы.

Придерживаясь правил взвешивания, измерьте массу нескольких твёрдых тел с точностью до 0,1 г.

Результаты измерения запишите в таблицу.

Запишите вывод о проделанной работе.

Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены.

Взвешиваемое тело кладут на левую чашку весов, а гири – на правую.

Во избежание порчи весов взвешиваемое тело и гири нужно опускать на чашки осторожно, не роняя их даже с небольшой высоты.

Нельзя взвешивать тела более тяжелые, чем указанная на весах предельная нагрузка.

Мелкие гири нужно брать только пинцетом.

Положив взвешиваемое тело на левую чашку, на правую кладут гирю, имеющую массу, немного большую, чем масса взвешиваемого тела. При несоблюдении этого правила нередко случается, что мелких гирь не хватает и приходится взвешивание начинать сначала.

Если гиря перетянет чашку, то её ставят обратно в футляр, если же не перетянет – оставляют на чашке. Затем то же проделывают со следующей гирей меньшей массы, пока не будет достигнуто равновесие.

Уравновесив тело, подсчитывают общую массу гирь, лежащих на чашке весов. Затем переносят гири с чашки весов в футляр.

Проверяют, все ли гири положены в футляр, находится ли каждая из них на предназначенном для неё месте.

Лабораторная работа:устройство рычажных весов и измерение массы этими весами

Успейте воспользоваться скидками до 50% на курсы «Инфоурок»

МКОУ с.п. Карасу, Черекский район, КБР

Лабораторная работа: Измерение массы тела на рычажных весах

Цель работы: изучить устройство рычажных весов, набора гирь и

отработать приемы пользования ими и с их помощью определять массу тел.

Оборудование: весы с гирями, брусок деревянный, груз 100 г, пластмассовое тело (1 шт.).

Работа имеет большое практическое значение, так как при ее выполне­нии формируются приемы обращения с одним из наиболее распространен­ных измерительных приборов - рычажными весами. Полученные навыки взвешивания потребуются ученикам не только для выполнения дру­гих лабораторных работ, но и в повседневной жизни.

Вначале ученики рассматривают набор гирь и определяют е го состав, количество

гирь, масса которых указана в граммах, количество миллиграм­мовых разновесов, порядок размещения гирь и пинцета в укладке. Усваи­вают, что гири и разновесы переносят на весы пинцетом, который удерживают в руке загнутыми концами вверх.

Затем знакомятся с весами. Под­вешивают их к штативу и уравновеши­вают. Для экономии мелких гирь равновесия добиваются кусочками бу­маги. Весы считаются уравновешен­ными, если их указатель занимает строго вертикальное положение.

Первым определяют массу груза. Здесь ученикам поясняют, что взве­шиваемое тело кладут на левую чаш­ку весов, а гири - на правую.

Взвешивание начинают, используя гири большой массы. Вначале на весы кладут гирю наибольшей массы, при которой тело еще перевешивает. За тем добавляют более мелкую, но такую, при которой тело еще переве­шивает. Поочередно добавляют более мелкие гири до тех пор, пока весы не уравновесятся. Массу тела определяют по сумме масс всех гирь, ко­торые пошли на то, чтобы его уравновесить. Определив массу тела, гири пинцетом возвращают в укладку.

Правила взвешивания закрепляют, предложив ученикам измерить массу металлического бруска.

Нельзя взвешивать тела более тяжёлые, чем указанная на весах предельная нагрузка.

На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горючие тела, насыпать без использования подкладки порошки, наливать жидкости.

Положив взвешиваемое тело на левую чашку, на правую кладут гирю. Если гиря перетянет чашку, то её ставят обратно в футляр, если же не перетянет – оставляют в чашке. Затем — то же проделываю со следующей гирей, меньшей массы и т.д., пока не будет достигнуто равновесие.

Придерживаясь,правил взвешивания, измерьте массу нескольких твёрдых тел с точностью до 0,1 г.

Лабораторная работа №3 по физике, 7 класс

Лабораторная работа № 3.

Цель работы

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа №3 по физике, 7 класс»

Лабораторная работа № 3.

Измерение массы тела на рычажных весах.

Цель работы : научиться пользоваться рычажными весами и их помощью определять массу тел.

Приборы и материалы : весы с разновесами, несколько небольших тел разной массы.

Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости для установления равновесия на более легкую чашку нужно положить полоски бумаги.

На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, насыпать без использования подкладки порошки, наливать жидкости.

Положив взвешиваемое тело на левую чашку, на правую кладут гирю, имеющую массу, немного большую, чем масса взвешиваемого тела.

Если гиря перетянет чашу, то ее ставят обратно в футляр, если же не перетянет – оставляют на чашке. Затем то же проделывают со следующей гирей меньшей массы.

Уравновесив тело, подсчитывают общую массу гирь, лежащих на чашке весов.

Затем переносят гири положены в футляр.

Придерживаясь правил взвешивания, измерьте массу нескольких твердых тел с точностью до0,1 г.