Исследовательский проект "Определение плотности тела человека"

Опубликовано Анисимова Вероника Васильевна вкл 24.01.2015 - 14:21
Анисимова Вероника Васильевна
Автор: 
Никишин Данила

Исследовательский проект по физике выполнен учеником 7 класса.
 Физика - наука экспериментальная, и выполнение практических и лабораторных работ вызвало у нас большой интерес к познанию окружающего мира и самих себя. Человек является одним из объектов изучения физики и порой возникает необходимость знать параметры человека, например, объем тела и его плотность.
Возможно ли в домашних условиях измерить плотность тела человека. Мы решили измерить плотность своего тела и других учеников класса и сравнить, как плотность зависит от массы и объема тела.

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon proekt_plotnost_tela_cheloveka.doc66 КБ
Файл nikishin_d_opredelenie_plotnosti_tela_cheloveka.pptx87.77 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №3 с углубленным изучением отдельных предметов» города Котовска Тамбовской области

ПОРТФОЛИО ПРОЕКТА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Авторы проекта:

Никишин Данила, 7 Б класс

                                                                               

                                                                                 Руководитель:

Анисимова Вероника Васильевна,

                                                                        учитель физики МБОУ «СОШ №3»

Котовск   2014

                                               

Содержание

Введение…...............................................................................................................3

  1. Глава 1 Плотность вещества
    1. 1 Плотность как физическая величина...….............................................4
    1.2 Измерение плотности вещества.............................................................4
  2. Глава 2 Измерение плотности тела человека
    2.1 Измерение объема тела человека (моделирование).............................6
    2.2 Измерение объема тела по изменению объема жидкости …..............8
    2.3 Вычисление плотности тела человека...................................................9

Заключение.............................................................................................................11
Список используемой литературы.......................................................................12

                                             Введение
          Физика - наука экспериментальная, и выполнение практических и лабораторных работ вызвало у нас большой интерес к познанию окружающего мира и самих себя. Человек является одним из объектов изучения физики и порой возникает необходимость знать параметры человека, например, объем тела и его плотность.

              Возможно ли в домашних условиях измерить плотность тела человека?

         Мы решили измерить плотность своего тела и тел наших одноклассников.

Тело человека имеет очень сложную конфигурацию, но проведя несложные расчёты с большой точностью можно определить свой объём.

Гипотеза исследования: Плотность тела человека зависит от его комплекции.

Цель исследования: определить зависит ли  плотность и объём нашего тела от комплекции человека.

Задачи:

  1. Узнать определение понятия «плотность» и познакомиться с расчетной формулой ее нахождения.
  2. Познакомиться со способами измерения объема различных тел.
  3. Провести практическую работу по измерению объемов разных частей тела учащихся 7б класса и внести полученные результаты в таблицу.
  4. Провести расчеты вычисления плотности тел учащихся нашего класса, результаты занести в таблицу.
  5. Проанализировать данные сводной таблицы.
  6. Сделать вывод о проделанной работе.

Глава 1 Плотность вещества

1.1. Плотность как физическая величина

Определение плотности вещества следующее: плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема, например, в одном кубическом метре. Так, плотность воды 1000 кг/ м3 , а льда  – 900 кг/м3, именно поэтому лед легче и находится сверху зимой на водоемах. То есть, что показывает нам плотность вещества в данном случае? Плотность льда равная 900 кг/м3, означает, что куб льда со сторонами 1 метр весит 900 кг. А формула для определения плотности вещества следующая: плотность= масса/объем . Обозначаются величины, входящие в это выражение, так: масса – m, объем тела –V, а плотность обозначается буквой ρ (греч.буква «ро»). И формулу можно записать следующим образом:    ρ=m/V

1.2 Измерение плотности вещества

Как рассчитать плотность какого-либо вещества? Для этого нужно знать объем тела и массу тела. То есть, мы измеряем вещество, взвешиваем, а потом полученные данные просто подставляем в формулу и находим нужное нам значение. А в чем измеряется плотность вещества понятно из формулы. Измеряется она в килограммах на метр кубический. Иногда используют еще такое значение, как грамм на кубический сантиметр. Пересчитать одну величину в другую очень просто. 1 г = 0,001 кг, а 1 см3 = 0,000001 м3. Соответственно 1 г/см3=1000кг/м3  . Еще следует помнить, что плотность вещества различна в разных агрегатных состояниях. То есть в твердом, жидком или газообразном. Плотность твердых тел, чаще всего, выше плотности жидкостей и намного выше плотности газов. Пожалуй, очень полезное для нас исключение – это вода, которая, как мы уже рассматривали, в твердом состоянии весит меньше, чем в жидком. Именно вследствие этой странной особенности воды на Земле возможна жизнь. Жизнь на нашей планете, как известно, произошла из океанов. А если бы вода вела себя, как и все остальные вещества, то вода в морях и океанах промерзла бы насквозь, лед, будучи тяжелее воды, опустился бы на дно и лежал там, не тая. И только на экваторе в небольшой толще воды существовала бы жизнь в виде нескольких видов бактерий. Так что можно сказать спасибо воде за то, что мы существуем.

Глава 2. Измерение плотности тела человека

2.1 Измерение объема тела человека (моделирование)

Человек имеет очень сложную конфигурацию, а форму поверхности тела человека невозможно даже описать.  Для измерения объема тела человека мы использовали сантиметровую ленту и напольные весы.

Мы смоделировали тело человека из геометрических фигур: голова- шар, руки и ноги -  конусы, туловище - прямоугольный параллелепипед.

Для проведения нашего опыта, мы взяли 6 человек из 7 Б класса. 2 из них - худые, 2 – средние, и еще 2 – полные. Измерили их вес, длину ног, рук, обхват головы и т.д. Результаты измерений внесли в таблицу:

Таблица 1

№ п/п

Участник эксперимента

Обхват головы, м

Длина тулов. a, м

Ширина тулов. b, м

Толщина тулов. c, м

Длина руки, м

Обхват руки у плеча,м

Длина ноги, м

Обхват ноги у бедра,м

1

Ангелина

0,57

0,54

0,10

0,22

0,69

0,24

0,85

0,46

2

Кристина

0,56

0,52

0,10

0,20

0,71

0,23

0,78

0,43

3

Данила

0,56

0,54

0,10

0,23

0,68

0,22

0,76

0,41

4

Денис

0,56

0,57

0,13

0,22

0,70

0,22

0,76

0,44

5

Арина

0,53

0,50

0,12

0,25

0,70

0,27

0,82

0,50

6

Даша

0,55

0,53

0,13

0,27

0,69

0,56

0,76

0,50

 Рассчитали объем каждого человека по формуле:

V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

Но перед этим нашли геометрические формулы для всех составляющих:
Объем головы: Vголовы= l3/(6π2) , где l- обхват головы.
Объем туловища: Vтул=abc, где a- длина туловища, b- его ширина, c- толщина.
Объем руки:Vр=(12.H)/(12π), где H- длина руки от кончиков пальцев до плеча, l – обхват руки у предплечья.
Объем ноги: Vн=(12.H)/(12π), где H – длина ноги от бедра до щиколотки, l– обхват ноги у бедра.

 Вычислили объем тела каждого человека и составили таблицу.

Таблица 2

Имя

Объем головы, м3

Объем туловища, м3

Объем рук, м3

Объем ног, м3

Ангелина

0,0188

0.0123

0,0011

0,0048

Кристина

0,0178

    0,0104

0,0010

0,0038

Данила

0,0178

0,0124

0,0009

0,0036

Денис

0,0178

0,0163

0,0009

0,0039

Арина

0,0151

0,0150

0,0014

0,0054

Даша

0,0168

0,0186

0,0012

0,0050

Вычислим общий объем по формуле: V=Vголовы +Vтуловища +2Vрук +2Vног

Таблица 3

Худые

Средние

Полные

Ангелина- 0,0429м3

Данила - 0,0392м3

Арина – 0, 0437м3

Кристина- 0,0378м3

Денис - 0,0437м3

Даша- 0,0478м3

2.2 Измерение объема тела по изменению объема жидкости

Для проверки результатов моделирования объем тела определялся еще одним способом, с использованием ванны с водой, бутылки с известной емкостью, маркером, линейкой.

  • Откроем кран в ванне так, чтобы вода лилась не очень сильно, и подставим под струю литровый сосуд. С помощью секундомера определим, за сколько времени вода наполнит сосуд доверху.
  • Откроем слив, и выпустим воду из ванны. Закроем слив. И заметим момент, когда струя воды начала заполнять пустую ванну. Затем отметим фломастером или цветным скотчем на ванне интервалы времени, соответствующие заполнению ванны на один литр. Таким образом, заполним ванну на  ¾.
  • Выпустим из ванны воду ровно наполовину.
  • Погрузимся в ванну и заметим, как при этом изменился объем воды в ней.
  • Определим объем нашего тела.

Сравним результаты первого и второго опыта по определению объема. Они хорошо согласуются друг с другом. В опыте №2 объектом исследования были мы.
V1=V1     - 0,0392  м3                       
V2=V2   - 0.0437  м3

Теперь можно перейти к определению плотности тела.

2.3 Вычисление плотности тела человека

Мы рассчитывали, чему равна плотность людей, участвовавших в наших экспериментах, по формуле p=m/V.

  • С помощью весов в медицинском кабинете школы определим массу.
  • Рассчитаем плотность тела, с помощью известного нам объема.
  • Занесем результаты в таблицу.

Таблица 4

Участники эксперимента  

Масса m, кг

Объем V, м3

Плотность ρ, кг/м3

Ангелина

49

0, 0429

1242, 19

Кристина

44

0, 0378

1304, 35

Данила

45

 0, 0392

1190, 48

Денис

45

0, 0437

1234, 31

Арина

57

0, 0437

1122, 45

Даша

59

0,0478

    1029,75

Было определено, что значения плотности участников экспериментов колеблется в пределах от 1029,75 кг/м3  до 1304,35 кг/м3. Среднее значение плотности человека получилось равным р=1112,16 кг/м3. По литературным данным среднее значение плотности человека равно 1036 кг/ м3.

Выводы: 

1) Экспериментально полученное значение плотности человека очень близко к плотности воды.

 2) Плотность зависит от комплекции человека. Чем больше объем тела и меньше его масса, тем плотность тела больше. Чем больше объем тела и больше масса тела человека, тем меньше его плотность. У худых людей плотность больше, чем у полных.

                                   

Заключение

Человек является объектом изучения физики. Тело человека имеет очень сложную конфигурацию, но, проведя несложные расчёты, с большой точностью можно определить свой объём и плотность тела. Это очень интересно, познавательно и увлекательно.

Наше исследование доказало правильность выдвинутой гипотезы, что плотность и объем  тела зависят от комплекции человека.

 Мы уверены, что экспериментально подтвержденные нами формулы займут достойное место в арсенале учителей физики и математики и сделают их уроки более занимательными.

Список информационных источников

  1. Пурышева Н. С., Важеевкская Н. А.  Физика 7 класс. Учебник для общеобр. учр.: М., Дрофа- Вертикаль, 2012 г.  
  2. Дорохов А. А., Артоболевский И.И. Что такое? Кто такой? В 3-ех томах.-М.: Педагогика, 1975 г.
  3. Фрещенко Т. Вожегова В. Физика 4-11 класс. Справочник школьника. - М.: Слово, 1995 г.
  4. Сайт Класс!ная физика 
  5. Сайт Википедия Плотность вещества


Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Слайд 1

МБОУ СОШ №3 с УИОП города Котовска Тамбовской области Исследовательский проект Определение плотности тела человека Выполнили: ученики 7Б класса Никишин Данила Авдеев Денис Руководитель: Анисимова В.В.

Слайд 2

Актуальность проекта Физика - наука экспериментальная, и выполнение практических и лабораторных работ вызвало у нас большой интерес к познанию окружающего мира и самих себя. Человек является одним из объектов изучения физики и порой возникает необходимость знать параметры человека, например, объем тела и его плотность.

Слайд 3

Основополагающий вопрос: Возможно ли измерить плотность человека в домашних условиях?

Слайд 4

Гипотеза исследования Плотность тела человека зависит от его комплекции.

Слайд 5

Цель исследования: Определить зависит ли плотность и объём нашего тела от комплекции человека. Задачи: Узнать определение понятия «плотность» и познакомиться с расчетной формулой ее нахождения. Познакомиться со способами измерения объема различны тел. Провести практическую работу по измерению объемов разны частей тела учащихся 7б класса и внести полученные результаты в таблицу. Провести расчеты вычисления плотности тел учащихся нашего класса, результаты занести в таблицу. Проанализировать данные сводной таблицы. Сделать вывод о проделанной работе.

Слайд 6

Определение плотности вещества следующее: плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема, например, в одном кубическом метре Формулу можно записать следующим образом: ρ=m/V Где: масса – m , объем тела –V, а плотность обозначается буквой ρ . Единицы измерения плотности кг / м 3

Слайд 7

Мы смоделировали тело человека из геометрических фигур: голова- шар, руки и ноги - конусы, туловище – прямоугольный параллепипед.

Слайд 8

т Имя Обхват головы м Длина тул Ширина т Толщина т Длина руки Обхват руки Длина ноги Обхват ноги Аангелина 0.57 0.54 0.10 0.22 0.69 0.24 0.85 0.46 Кристина 0.56 0.52 0.10 0.20 0.71 0.23 0.78 0.43 Данила 0.56 0.54 0.10 0.23 0.68 0.22 0.76 0.41 Денис 0.56 0.57 0.13 0.22 0.70 0.22 0.76 0.44 Арина 0.53 0.50 0.12 0.25 0.70 0.27 0.82 0.50 Даша 0.55 0.53 0.13 0.27 0.69 0.56 0.76 0.50

Слайд 9

Рассчитали объем каждого человека по формуле: V = V головы + V туловища +2 V рук +2 V ног Объем головы: V головы = l 3 /(6π 2 ) , где l - обхват головы. Объем туловища: V тул = abc , где a - длина туловища, b - его ширина, c - толщина. Объем руки: V р= ( l 2 . H )/(12 π ), где H - длина руки от кончиков пальцев до плеча, l – обхват руки у предплечья. Объем ноги: V н = ( l 2 . H )/(12 π ), , где H – длина ноги от бедра до щиколотки, l – обхват ноги у бедра.

Слайд 10

Имя Объём головы М 3 Объём туловища М 3 Объём рук М 3 Объём ног М 3 Ангелина 0.0188 0.0123 0.0011 0.0048 Кристина 0.0178 0.0104 0.0010 0.0038 Данила 0.0178 0.0124 0.0009 0.0036 Денис 0.0178 0.0163 0.0009 0.0039 Арина 0.0151 0.0150 0.0014 0.0054 Даша 0.0168 0.0186 0.0012 0.0050

Слайд 11

Вычислим общий объём Худые Ангелина-0 . 0429м 3 Кристина- 0. 0392м 3 Средние Данила-0,0392м 3 Денис-0,0437м 3 Полные Арина-0,0437м 3 Даша-0,0478м 3

Слайд 12

Имена Масса кг Объём м 3 Плотность кг / м 3 Ангелина 49 0 .0429 1242.19 Кристина 45 0.0378 1304.35 Данила 44 0.0392 1190.48 Денис 45 0.0437 1234.31 Арина 57 0.0437 1122.45 Даша 59 0.0478 1029.75

Слайд 13

Выводы: 1. Экспериментально полученное значение плотности человека очень близко к истине. 2. Плотность зависит от комплекции человека, у худых плотность больше, чем у полных . Наша гипотеза подтвердилась.

Слайд 14

Информационные источники: Перышкин А.В., Физика 7 класс, учебник для общеобразовательных учреждений, ООО «Дрофа», 2006г. Сайт интернет http://www.physel.ru/mainmenu-4/e-mainmenu-13/165-s-160--0.html Фрещенко Т., Вожегова В., Физика 4-11 класс, справочник школьника, филологическое общество «СЛОВО», Москва 1995 г. Дорохов А.А., Артоболевский И.И. «Что такое. Кто такой» в 3-х томах, «Педагогика» 1975 г. Сайт интернет http://nv-magadan.narod.ru/chto_izuch_fizika_7klass.html

Слайд 15

Спасибо за внимание!

Большое - маленькое

Как напиться обезьяне?

Ласточка

Растрёпанный воробей

Бенгальские огни