5. ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ. АРХИМЕДОВА СИЛА. [pic]
Задача 1. На графике представлена зависимость давления морской воды от глубины погружения для трех морей. В каком море плотность воды наименьшая? 1) в первом
2) во втором
3) в третьем
4) во всех морях соленость воды одинаковая [pic]
Решение.
плотность – физическая величина, равная отношению массы тела к его объему (масса вещества в единице объема); давление в жидкости – зависит от плотности жидкости и глубины погружения;
график зависимости давления от глубины погружения – это наглядное изображение величин, отражающее зависимость давления от глубины погружения.
Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
1. Определим давление, производимое жидкостями на одной и той же глубине, например, на глубине 10м.
2. Выделим на графике точки соответствующие глубине погружения 10м (рис. 1). [pic]
рис. 1
3. Зафиксируем давления, производимые разными жидкостями (рис. 2). Становится очевидным, что [pic]
рис. 2
4. Сконструируем образ задачи (переведем графики в модель). Обозначим стрелками давление, производимое на тело, погруженное в жидкость [pic] [pic] [pic]
Давление в жидкости зависит от ее плотности и глубины погружения и определяется формулой
Т.к. давление прямо пропорционально плотности жидкости, то давление будет больше в той жидкости, плотность которой больше.
Итак, плотность в море 1 наименьшая.
Ответ: в случае 1 плотность воды наименьшая.
Задача 5. Проанализируйте информацию, данную на рисунке, и определите, на сколько уменьшилось натяжение нити при опускании латунного бруска из воздуха в сосуд с бензином.
[pic]
[pic]
Решение.
Шаг 1. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации: плотность – физическая величина, равная отношению массы тела к его объему (масса вещества в единице объема);
архимедова сила – сила, выталкивающая тело из жидкости или газа.
Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
1. На латунный брусок, подвешенный на нити, в воздухе действуют две силы: сила тяжести и сила натяжения нити. Изобразим эти силы. [pic]
2. На брусок, опущенный в воду, действует еще и выталкивающая сила. Изобразим эти силы.
[pic]
3. Сила натяжения нити при опускании тела в воду уменьшается на архимедову силу.
Шаг 3. Математическая модель решения.
[pic]
Дано: [pic]
[pic] [pic] [pic] [pic]
1) На брусок, находящийся в воздухе, действует две силы (рис. 1) : сила тяжести и сила натяжения нити
2) На тело, погруженное в жидкость, действует сила натяжения нити, сила тяжести и архимедова сила.
3) Сила натяжения нити при опускании тела в воду уменьшается на величину архимедовой силы
т.к.
Ответ:
Задание 6. Камень лежит на дне сосуда, полностью погруженный в воду (см. рисунок). Как изменится сила давления камня на дно, если в воду добавить поваренную соль? Ответ поясните. [pic] [pic]
Решение.
Шаг 1. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
плотность – физическая величина, равная отношению массы тела к его объему (масса вещества в единице объема);
вес тела – сила, с которой тело, вследствие притяжения к Земле, действует на опору или подвес;
архимедова сила – сила, выталкивающая тело из жидкости или газа.
Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
1. Сила давления камня на дно равна весу тела в жидкости. Изобразим эту силу.
[pic]
2. На тело в воде действует сила тяжести и сила Архимеда [pic]
3. Если добавить в воду соль, то плотность воды станет больше, следовательно, архимедова сила увеличится.
При увеличении выталкивающей силы вес тела в растворе соли (сила давления на дно) станет меньше
[pic]
Ответ: сила давления камня на дно уменьшится
Задача 7. В цилиндрический сосуд, доверху наполненный водой, опускают шарик массой m=0,2кг и плотностью . Диаметр шарика меньше диаметра и высоты сосуда. Определите массу воды, которая выльется из сосуда.
1) 0,2кг 2) 0,16кг 3) 0,25кг 4) 0,4кг [pic]
Решение.
Шаг 1. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
плотность – физическая величина, равная отношению массы тела к его объему;
архимедова сила – сила, выталкивающая тело из жидкости или газа.
Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
[pic]
2. По условию задачи плотность тела меньше плотности воды, следовательно, тело не утонет в воде, а будет плавать на поверхности, частично погрузившись в воду. При этом объем вытесненной воды равен объему погруженной части тела.
[pic]
3. Изобразим силы, действующие на шарик: если тело плавает, то сила тяжести равна архимедовой силе.
[pic]
Шаг 3. Математическая модель решения.
Дано:
[pic] [pic]
Т.к. , то тело плавает, следовательно
Приравняем (1) и (2)
Ответ: 1)
5
