Паспорт_проекта_Масса_и_весx

ПРОЕКТНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
Масса и вес
(работа над ошибками)
Авторы:
ученицы ГБОУ СОШ № 224 (САО)
Громыко Екатерина (4 "А" класс)
Громыко Елизавета (1 "Б" класс)
Руководитель:
учитель начальных классов
Захарова Вероника Андреевна
Консультанты:
учитель физики и информатики
Троицкий Владимир Станиславович
доктор физико-математических наук, профессор
Дементьев Василий Александрович
Москва, 2015 год
ВСТУПЛЕНИЕ
Актуальность проблемы:
В русском языке очень много слов, которые имеют различные значения, и точный
смысл этих слов может быть определен только из смысла предложения. Например, если вы
встретите предложение «Из земли бил чистый, холодный ключ», то вряд ли в воображении
возникнет ключ от замка или шифровальный ключ.
Однако встречаются и такие слова, научный смысл которых в обиходе очень часто
путают, хотя на самом деле они обозначают совершенно разные понятия. К таким словам
относятся слова «масса» и «вес». Эти понятия путают настолько часто, что даже в учебниках,
например учебниках математики для начальных классов, они порой используются
неправильно.
Вот несколько примеров из школьных учебников, когда речь в задачах идет о массе,
но в формулировке употребляется слово «ВЕС»:
В ларек привезли 15 ящиков яблок, по 8 кг в каждом и 8 ящиков слив, а всего
привезли 184 кг фруктов. Сколько весит ящик слив?
Александрова Э.И. Математика 4 кл. В 2 ч. Ч.2 — М.: Дрофа, 2013 — стр.17, упр.26
Сколько тонн картофеля находится в овощехранилище, если его форма –
параллелепипед длинной 15 м, шириной 4 м, высотой 3 м, а 1 кб м картофеля весит 4 ц?
Александрова Э.И. Математика 4 кл. В 2 ч. Ч.2 — М.: Дрофа, 2013 — стр.138, упр.18
Диван весит столько же, сколько чемодан, саквояж, картина, корзина, картонка и
маленькая собачонка. Чемодан весит столько, сколько саквояж, картина, корзина, картонка и
маленькая собачонка. Саквояж весит столько, сколько картина, корзина, картонка и
маленькая собачонка. Картина весит столько, сколько корзина, картонка и маленькая
собачонка. Корзина весит 8 кг – столько, сколько картонка и маленькая собачонка. Сколько
весит весь багаж, который сдавала дама?
Гейдман Б.П. , Мишарина И. Э., Зверева Е.Ф. Математика 4 кл. 1е полугодие, М.: ООО «ТИД «Русское
слово — РС», Изд-во МЦНМО, 2008 — стр.72, упр.8
Мешок муки и мешок сахара вместе весят 70 кг. Сколько же весят 2 коробки с
вермишелью и мешок с сахаром? Сколько весят 2 мешка сахара, если коробка с вермишелью
весит 20 кг?
Гейдман Б.П. , Мишарина И. Э., Зверева Е.Ф. Математика 3 кл. 2е полугодие, М.: ООО «ТИД «Русское
слово — РС», Изд-во МЦНМО, 2009 — стр.125, упр.11
Каждый слон весит столько же, сколько b носорогов. А каждый носорог весит столько
же, сколько d обезьян. Сколько обезьян уравновесят одного слона?
Петерсон Л.Г. Математика «Учись учиться». 2кл. Ч.2 — М.: Ювента, 2013 — стр.71, упр.8в
2 чашки и 2 кувшина весят столько же, сколько 14 блюдец. Один кувшин весит
столько, сколько одна чашка и одно блюдце. Сколько блюдец уравновесят один кувшин?
Петерсон Л.Г. Математика «Учись учиться». 2кл. Ч.3 — М.: Ювента, 2013 — стр.24, упр.11
Масса медведицы 400 кг, а ее детеныша – в 10 раз меньше. Сколько килограммов
весит медвежонок?
Петерсон Л.Г. Математика «Учись учиться». 2кл. Ч.3 — М.: Ювента, 2013 — стр.55, упр.6г
Канистра с бензином весит 16 кг 325 г, а пустая канистра весит 2 кг 550 г. Сколько
литров бензина в канистре, если 1 литр бензина весит 725 г?
Петерсон Л.Г. Математика «Учись учиться». 4кл. Ч.2 — М.: Ювента, 2013 — стр.123, упр. 7
Мы считаем, что это недопустимо, поскольку понятия массы и веса очень широко
используются в науке, и неправильное их понимание может привести в дальнейшем к
трудностям в изучении основ наук. Некоторым может показаться, что говорить об этом с
младшими школьниками рано, что на уроках физики в 7 классе понятия массы и веса будут
разобраны, но мы думаем, что прививать правильное представление о научных понятиях
надо с самого раннего возраста, тем более что есть опасность запоминания неверных
представлений о природе вещей, которую потом трудно будет преодолеть.
Гипотеза:
Разъяснение понятий "масса" и "вес" ученикам начальной школы будет
способствовать более грамотному их использованию и облегчит последующее их
освоение в курсе физики.
Цель работы:
Мы подумали, что будет полезным самим разобраться в смысле этих понятий и
создать материал, позволяющий другим ученикам начальных классов усвоить различия
массы и веса, а учителям помочь им в этом.
Задачи:




Изучить теоретический материал
Сконструировать демонстрационную установку для проведения опыта
Разработать урок по теме "Масса и вес" и провести его в 1-м классе
Снять обучающий видеоролик на данную тему и разместить его в Интернете
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЭТАП ИССЛЕДОВАНИЯ
Тема нашего исследования родилась из простого наблюдения: на уроках математики
мы решали задачи, где в условии упоминался вес того или иного предмета, в медицинском
кабинете измеряли наш вес, а вот на банках, например, варенья было указано «масса
нетто…». Так что же такое масса и что такое вес? Это слова-синонимы или смысл их
различен? Пришлось обратиться к доступной нашему пониманию теории, и вот что нам
удалось выяснить.
Для начала, у обоих слов существует несколько значений. В этом легко убедиться на
примере таких словосочетаний, как «вес в обществе», «вес груза», «масса отличий», «масса
приключений», «масса тела». Основные значения этих слов в обиходе часто путают, считая,
что они совпадают, но в науке, особенно в физике, отличия между массой и весом
значительные. Более того, это совершенно разные понятия! Вообще все величины в науке
описывают соответствующие свойства окружающего нас мира. Такое понятие как масса – не
исключение. Дело в том, что различные тела по-разному реагируют на попытки изменить их
скорость. Для одних тел сделать это легко, для других – довольно трудно. Масса как раз и
показывает, насколько легко или трудно изменить скорость данного тела. Чем больше масса
тела, тем труднее изменить его скорость, и наоборот, чем масса тела меньше, тем легче
изменить скорость этого тела. Так что масса – характеристика самого тела, и может быть
изменена только в результате изменения самого тела. Однако роль массы этим не
исчерпывается.
Оказывается, масса показывает еще и то, насколько сильно данное тело будет
притягиваться к другим телам. Обычно в наших условиях заметно только притяжение всех
тел к Земле, но наука утверждает, что все тела притягиваются друг к другу, однако в
большинстве случаев мы этого просто не замечаем.
Для измерения массы необходимо сравнить массу измеряемого тела с образцом (с
эталоном, как говорят в физике). За единицу массы в используемой нами системе единиц
принята масса специально изготовленного тела. Эта единица называется килограмм.
А вот с весом все иначе. Вес тела оказался совсем не характеристикой свойств тела!
Разберемся в этом подробнее. Все тела на нашей планете притягиваются к Земле. В этом
легко удостовериться, достаточно просто что-нибудь уронить. Для того чтобы тела не
падали, их кладут на опору или подвешивают на подвес. При этом тела, естественно, будут
оказывать на опору (или подвес) определенное действие. Вот это действие и называют весом
тела! И если масса для данного тела величина постоянная, то вес очень сильно зависит от
многих условий.
И все же строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во
многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически
речь идет о «массе». Кстати, видя на товаре надписи "масса нетто" и "масса брутто", следует
иметь ввиду, что нетто - чистая масса продукта, а брутто - масса с упаковкой.
В обиходе термин «вес» уже прижился как синоним термина «масса», однако это не
избавляет от необходимости понимать, что это вовсе не одно и то же.
Особенно полезно, как нам представляется, разделять эти понятия в школьных
учебниках. Однако во многих из них допускается «бытовой» подход к использованию этих
понятий.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЭТАП ИССЛЕДОВАНИЯ
Теоретическое изучение материала, которое дало нам первичное представление о
понятиях "масса" и "вес", захотелось закрепить с помощью практических опытов.
Мы решили, что нам надо поступить так:
1. Опытным путём проверить, что масса тела – это характеристика его свойства
сопротивляться попыткам изменения его скорости.
2. Опытным путём, что от массы тела зависит то, насколько сильно это тело
притягивается к Земле.
3. Убедиться на опытах в лифте, на опытах с напольными весами и на опытах с
использованием сконструированной нами установки, что вес тела, во-первых,
характеризует действие данного тела на опору или подвес, а во-вторых, что вес тела
сильно зависит от тех условий, в которых он измеряется. И, более того, при
определенных условиях может быть сведен к нулю.
Приводим результаты некоторых из наших опытов:
Исследования изменения показания весов.
Мы провели исследования изменения показаний весов во время движения в лифте.
Изначально измерялась масса тела каждого, участвующего в измерениях, на напольных
весах.
Затем, стоя на весах, в момент начала движения лифта вверх измерялось изменение
показания весов.
Таким же образом проводились измерение изменений показания весов при движении лифта
вниз.
Опыт проводился несколько раз.
Показания измерений приведены в Таблице 1
Катя
Лиза
Лара
Показания
весов в покое
31,55
26,75
52,85
вверх 1
33,90
28,50
56,60
вверх 2
33,00
28,10
56,80
вверх 3
34,10
28,65
56,60
вниз 1
29.00
24,00
49,20
вниз 2
29,10
24,20
49,20
вниз 3
29,10
24,10
49,20
Этот опыт показал, что в момент начала движения лифта вверх, когда его скорость
возрастает, наблюдается увеличение веса пассажира. А когда лифт начинает двигаться вниз,
то увеличение скорости движения лифта сопровождается уменьшением веса пассажира.
В следующем исследовании мы вставали и приседали на напольных весах.
Проводились замеры изменения показания весов при резком вставании и при резком
приседании.
Результаты измерений приведены в Таблице 2.
Катя
Показания
весов в покое
Лиза
Лара
30,7
26,57
53,2
Вверх1
37
30
69
Вверх2
39
30
68
Вверх3
37
28
66
Вниз1
27
19
43
Вниз2
26
20
40
Вниз3
20
18
43
В третьем исследовании мы качались на качелях и замеряли максимальное и
минимальное показания весов.
Результаты измерений приведены в Таблице 3.
Катя
Показания
весов в покое
Лиза
Лара
31,6
26,75
55,1
вверх маx
40
31
67
вниз мin
13
17
30
Из проделанных исследований видно, что, как и в лифте, при увеличении скорости движения
тела вверх показания весов увеличиваются. При увеличении скорости движения тела вниз
показания весов уменьшаются.
Теперь мы убедились, что вес тела действительно характеризует действие данного тела на
опору или подвес и сильно зависит от тех условий, в которых он измеряется.
Нам удалось с помощью теоретических и практических исследований разобраться в
изучаемых нами понятиях. Следующим этапом нашей работы руководило желание
поделиться полученными знаниями с окружающими. И мы его осуществили!
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ИССЛЕДОВАНИЯ
Этапы исследования / Месяц
Летние месяцы
2014 год
Сен. Окт.
Нояб. Дек.
Теоретический
Экспериментальнопрактический
Практическое исследование
Разработка урока
Проведение урока
Съёмка видеоролика
Оформление работы
2015 год
Янв. Фев.
12
Результаты:
 Мы изучили теоретический материал и решили, что для наглядного показа различия
этих понятий надо провести ряд демонстраций.
 Нами были сконструированы и изготовлены из очень доступных материалов приборы
и установка, с помощью которых можно наглядно показать различия понятий массы и
веса.
 Кроме того, нами был подготовлен и успешно проведен в первом классе урок, на
котором мы с первоклассниками разобрали эти вопросы. (Конспект урока приводим
в приложениях).
Но самым, пожалуй, важным результатом нашей работы, является снятый нами
видеоролик, помогающий понять истинное, научное значение этих слов.
Этот видеоролик можно посмотреть в Интернете. Вот ссылка:
http://youtu.be/DaOFoWiwx1I
А ещё было очень интересно работать над проектом всей семьёй! Ведь мы ещё не
настолько самостоятельные и умелые, чтобы справиться с такой работой без помощи
родителей.
Вывод:
О полном подтверждении нашей гипотезы мы сейчас заявить не можем, так как
ученики, для которых мы проводили урок, ещё только первоклассники, однако уже после
урока можно было сказать, что, судя по ответам детей на наши вопросы, нам удалось
дать им правильное представление о массе и весе. Но мы всего лишь ученики, поэтому
проведённый нами урок не был идеальным, имел недостатки.
Надеемся, что наша разработка заинтересует учителей начальных классов, и
они захотят ею воспользоваться, потому что в руках профессиональных учителей она
сможет принести несомненную пользу.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Конспект урока в 1 классе
Для урока необходимы чашечные весы или безмен, напольные весы. Два шарика
одинакового диаметра, но разной массы.
Две низкие коробочки с влажным песком или рисом.
Таблица для записи результатов измерений.
Презентация с иллюстрациями к материалу.
-Сегодня мы поговорим о МАССЕ и ВЕСЕ.
Что это за величины и чем они отличаются.
-Возьмем два внешне абсолютно одинаковых предмета (два шарика
одного диаметра с разным наполнением или сделанных из материала разной плотности.
Подойдут шарики для пинг-понга, один из которых заполнен песком.)
-Положим оба шарика на стол. (Далее предложить одному ребёнку щёлкнуть по
шарикам не очень сильно, но чтобы они покатились.) Шарики катились с
одинаковой скоростью? Нет. Так вот, быстрее катился то шарик у
которого меньше МАССА. (Таким образом детям вводится понятие "масса" без его
определения). И, соответственно, медленнее катился тот шарик, который
имеет бОльшую... МАССУ. (Повесить на доску табличку со словом МАССА)
-Обозначим шарик с меньшей массой цифрой 1, а шарик, масса
которого больше - цифрой 2. (Пронумеровать шарики ярким маркером).
-Кто знает, в каких единицах измеряется масса?
Ответ: «Килограмм»
Слайд с надписью КГ
-Какой прибор позволяет сравнить предметы по массе?
Ответ детей: «Весы».
-Весы бывают разного вида. Слайды с весами.
-Щёлкая по шарикам, мы убедились, что у них есть масса, и что она
разная. Давайте узнаем точную массу наших шариков с помощью
кулинарных весов! (Взвесить на кулинарных весах, записать в таблицу, куда будут
заноситься массы детей.)
Таблица 1 приложения
-А кто знает свою массу?...(Ответы)
(Вызвать троих детей, предложить измерить массу. Спросить, можно ли воспользоваться
кулинарными весами, почему нельзя? Предложить напольные весы.
Результаты записать на доске.)
Таблица 2 приложения
-Как вы думаете, изменится ли ваша масса, если вы встанете/сядете
на весы, встанете на весы одной ногой или двумя?
(Предложить этим же детям измерить массу сидя/стоя на одной ноге.
Результаты записать в таблицу на доске.)
Глядя на доску, где записаны результаты, сделать вывод.
-Вы видите, что масса конкретного тела, человека - неизменна.
Слайд с каруселью.
-Теперь закройте глаза и представьте себе, что вы катаетесь на
каруселях на детской площадке, и кто-то очень сильно карусель
раскручивает.
Что с вами сейчас происходит, помните по своему жизненному
опыту?
Ваша голова становится тяжелой, её откидывает назад и вам сложно
удерживать её вертикально.
А теперь представьте, что вы сидите в кресле на аттракционе,
который резко поднимает вас вверх.
Слайд с аттракционом.
-В момент резкого подъема ваши руки становятся тяжелыми, их не
просто в этот момент оторвать от колен и поднять вверх.
Что же происходит, почему вы вдруг становитесь тяжелее? (Выслушать
возможные предположения. Быть готовыми, что прозвучит правильный ответ. В этом случае
надо отметить , что было высказано верное предположение, а в следующей фразе произнести
не "разберёмся", а "разберёмся поподробнее, чтобы всем стало понятно".)
-Давайте в этом вопросе разберёмся...Для этого проведем такой
эксперимент.
У нас есть два шарика, у которых мы определяли массу.
Возьмем коробочку с песком и бросим в неё шарик №2.
( Песок должен быть немого влажным, чтобы не осыпался. С высоты 10 см бросим шарики в
коробочки.)
-Что мы видим? В песке от шарика осталось углубление.
-Теперь возьмем коробочку с шариком и начнем её на веревочке
постепенно раскручивать, как на карусели, все сильнее и сильнее.
Представьте, что шарик – это вы на карусели.
Слайд с каруселью.
(Чем сильнее мы будем раскручивать коробочку с шариком, тем нагляднее будет результат.)
-Аккуратно останавливаем коробочку и что мы видим? Лунка в песке
под шариком стала ещё глубже. Что же произошло с шариком? Чтото стало изменяться, но не масса, так как мы с вами убедились, что
массу изменить нельзя!. Когда мы уронили шарик на песок, он
оставил в нём небольшое углубление, но, когда мы стали
раскручивать коробочку с песком и шариком, шарик стал давить на
песок с определённой силой. Эта сила называется ВЕС. (Повесить на
доску табличку со словом ВЕС )
-То же самое происходит с вами, когда вас раскручивают на карусели.
Чем сильнее раскручивается карусель, тем сильнее вы давите на
спинку карусели, тем тяжелее вы становитесь. Вот поэтому ваша
голова начинает откидываться назад, становится тяжелой, и вам
сложно ее удерживать в вертикальном положении. То есть, меняется
ваш вес! Как вы думаете, а масса ваша меняется? (Возможные ответы и
предположения...) Давайте проверим, изменилась ли масса шарика,
который мы раскручивали? (кладём на весы и убеждаемся в обратном). А что
же у него изменилось? (Теперь подавляющее большинство детей ответят, что это
вес. Если это произойдёт, то цель урока достигнута!!!).
-Кстати, вес измеряется вовсе не в килограммах, а совсем в других
единицах, также, как и другие силы. Но подробнее об этом в узнаете
на уроках физики в 7 классе. (Если спросят, как называется единица измерения
веса, сказать, что "ньютон").
-Итак, когда на аттракционе вы резко взмываете вверх…
Слайд с аттракционом.
Вы давите на сиденье аттракциона с определенной силой, которая
называется как? ВЕС.
Чем резче сиденье будет взмывать вверх, (другой слайд) тем сильнее вы
будете давить на сиденье. Значит ваш вес будет…. больше. Будет
увеличиваться.
Чем сильнее аттракцион выстреливает вверх, тем тяжелее будете вы,
тем тяжелее будут ваши руки. Вот поэтому вы не можете их поднять.
-А теперь представьте, что Петя и Лена (те дети, массу которых определяли на
весах) – космонавты.
Слайд с космонавтом.
-Дети не давят ни на какую поверхность, они в подвешенном
состоянии.
Чему равен в данном случае ВЕС детей?
(Возможные ответы: Ничему).
-Да, вес их равен нулю.
Как вы думаете, а как изменилась их масса в этой ситуации?
Ответы детей…
-Масса детей по-прежнему будет равна числу на доске.
Приведите примеры, когда ваш ВЕС бывает равен нулю.
Ответы детей: Прыжки на батуте, когда мы падаем.
Слайд с батутом.
(Если не будет предположений, то надо приводить примеры и спрашивать, подходит или нет.
Среди подходящих должен быть хоть один неверный. Например, когда мы ложимся на
кровать.)
-Можете привести примеры, когда ваш вес
уменьшался/увеличивался?
(Ответы: «В лифте, американские горки». Если не ответят, то предложить эти ответы. Тем
более, что про лифт они могут не догадаться).
-Вы наверняка видели рекламу по телевизору, когда предлагают для
сохранения стройной фигуры или похудения принимать таблетки и
говорят: «Принимая эти таблетки Вы уменьшите свой вес!»
Скажите, что имеют ввиду в данном случае: действительно, ВЕС или
МАССУ?
Итак: Сегодня мы говорили о массе тела и о весе тела.
Что же мы сегодня узнали? (Сначала выслушать детей!)
Масса - величина неизменная (до тех пор, пока неизменно тело.
Например, если человек поел, то с телом произошли изменения, и
масса увеличится). Каждое тело имеет свою массу.
Вес же тела может меняться часто и быстро, так как его величина
зависит от того, с какой силой это тело (или предмет) давит на какуюлибо поверхность.
Можно ещё пошутить: "Что теперь вы скажете своей маме, когда
она захочет "избавиться от лишнего веса" с помощью диеты или
таблеток? На какую характеристику мамы подействует диета? На
её вес или на её массу? А для изменения веса нужны таблетки? Нет!
Скажите: мама, подпрыгни на батуте, и твой вес сразу уменьшится
до нуля!..."
Фотографии материалов урока
Таблица 1
Таблица 2
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гейдман Б.П. , Мишарина И. Э., Зверева Е.Ф. Математика 1-4 классы, М.: ООО «ТИД
«Русское слово — РС», Изд-во МЦНМО, 2008
2. Петерсон Л.Г. Математика «Учись учиться». 1-4 классы, М.: Ювента, 2013
3. Александрова Э.И. Математика 1-4 классы, М.: Дроф
4. Тит Том, Научные забавы, ИД Мещерякова, 2012
5. Пёрышкин А. В. Физика 7 класс, М., Просвещение, 2008
6. Ландсберг Элементарны учебник физики (том 1), Физматлит, 2001
7. Григорьев В. И., Мякишев Г. Я. Силы в природе, Наука, 1969
8. Перельман Я. И. Занимательная физика, Центрполиграф, 1976