Методика формирования понятия массы в курсе физики средней школы

E0=mc(2.6)

Таким образом, любое тело, благодаря факту своего существования, обладает энергией, которая пропорциональна массе покоя m. Эта энергия выделяется при уменьшении массы тела, и наоборот, при поглощении энергии релятивистская масса тела возрастает. Релятивистская энергия имеет колоссальные значения. Например,

тело массой 1 г обладает энергией покоя

E0=10-3кг•(3•108)2=9•1013Дж. (2.7)

Эта энергия эквивалентна энергии, выделяющейся при сгорании 2000 т бензина с удельной теплотой сгорания 4,5•10.

Таким образом, увеличение энергии тела на ∆E связано увеличением его массы на ∆m, причем

∆m=(2.8)

Это соотношение выражает закон взаимосвязи массы и энергии.

В окружающем нас мире изменение массы, связанное с изменением энергии тел, пренебрежимо мало. Так, например, при нагревании 1 л воды от 0 до 100 °С масса воды увеличивается только ∆m = 5•10-9 г.

Трудно переоценить практическое значение этой несложной формулы, поскольку именно она указала на взаимосвязь и взаимопревращение вещества в энергию и наоборот. В конечном итоге человечество узнало о возможности получения энергии из вещества.

Вывод: масса и энергия взаимопревращаемы. Соотношение E=mcпоказывает, какую энергию E необходимо израсходовать, чтобы создать массу m, и наоборот, какая энергия заключена в массе m.

Для закрепления темы можно задать вопросы:

1. Каково соотношение между массой и собственной энергией тела?

2. Сформулируйте закон взаимосвязи массы и энергии?

В результате изучения материала темы учащиеся должны усвоить определение массы как меры энергии и закон взаимосвязи массы и энергии[3].

Вопросы и примеры задач на закрепление понятия массы

Вопросы по изучению темы "Масса тела. Единицы массы " в 6 классе.

1. Предложите метод, который вам позволит оценить массу макового зернышка. В вашем распоряжении имеются весы с разновесами и пакетик маковых зерен.

(Ответ: Необходимо отсчитать достаточное количество зерен, а затем с помощью весов найти их массу. Далее, разделить значение массы на общее число зерен и получить искомую оценку).

2. При взвешивании тела на правой чашке уравновешенных весов оказались две гири по 200г, гиря 50г, 10г и две – по 100мг. Чему равна масса тела в граммах? В килограммах? (Ответ: m=200+50+10+2*0.1=260,2г. m=0,2602кг)

Вопрос и задача по изучению темы "Масса" в 9 классе.

1.Одинакова ли масса одного и того же тела на Земле и Луне? (Ответ: Да, одинакова. )

2. Какова масса воды в аквариуме размером 1×1×1 м? Какова масса воздуха в этом же объеме (при нормальных условиях)? Что больше: масса 1 молова или 1малюминия?

Задачи по изучению темы "Закон взаимосвязи массы и энергии" в 11 классе.

1.Солнце ежесекундно излучает в пространство примерно ∆Е=3,75*10Дж энергии. На сколько вследствие этого каждую секунду уменьшается масса Солнца?

2.Отношение заряда движущегося электрона к его массе Кл/кг. Определите скорость электрона, если его масса покоя m=9,1*10кг , заряд e=1,6*10Кл, скорость света в вакууме c=3*10м/c

Данная работа посвящена методика формирования понятия массы в курсе физики средней школы. Этот вопрос в преподавании физики не новый. Актуальность этой темы в том, что подход к изучению понятия массы вводится с разных точек зрения, нет единого трактата.

Цель данной курсовой работы достигнута. Мною были рассмотрены различные учебные пособия, изучено календарно-тематическое планирование по учебному предмету "Физика" на 2010/2011 учебный год.

Рассмотрел различные подходы к изучению видов массы. В разных классах дается свое определение массы:

-В 6 классе вводится понятие массы как мера инертности. Свойство тела сохранять постоянным состояние покоя или состояние движения называют инерцией. Значит, масса — мера инерции (инертности). Здесь учащиеся впервые сталкиваются с этим понятием. Инертная масса, которая характеризует меру инертности тел и фигурирует в старших классах во втором законе Ньютона. Если произвольная сила в инерциальной системе отсчёта одинаково ускоряет разные исходно неподвижные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу.

- В 9 классе вводится понятие массы как мера гравитационных свойств. Гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями — фактически эта масса положена в основу измерения массы взвешиванием в современной метрологии, и какое гравитационное поле создаёт само это тело (активная гравитационная масса) — эта масса фигурирует в законе всемирного тяготения.

- В 11 классе вводится понятие массы как мера энергии. Масса и энергия взаимопревращаемы. Соотношение E=mcпоказывает, какую энергию E необходимо израсходовать, чтобы создать массу m, и наоборот, какая энергия заключена в массе m.

Для закрепления этих подходов привел вопросы и задачи. Мной были рассмотренные различные примеры использования понятия массы на уроках физики, так как именно на практике можно наиболее ярко продемонстрировать важность данной физической величины.