Урок в по теме: « Архимедова сила »
7 класс
Н.Р. Никулкина
МБОУ СОШ №125
учитель высшей категории
Цель урока: сформировать понятие архимедовой силы.
Задачи: научить рассчитывать эту силу, выяснить, от чего зависит выталкивающая сила, действующая на тело в жидкости и газе;
в целях развития научного мировоззрения учащихся формировать умение наблюдать физические явления, анализировать их, делать выводы;
развивать экспериментальные навыки, активизировать познавательную деятельность учащихся путем решения проблемных задач;
прививать интерес к предмету, продолжить развитие логического мышления, творческой активности, формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, систематизировать знания.
Если в воду ты залез,
То теряет тело вес,
И вода при всем при этом
Вытесняется предметом.
Вытесняемый объем
Мы для жидкости измерим,
Точно вес ее найдем –
Вот и найдены потери.
Снизу сила Архимеда
На предметы в жидких
средах
Будет действовать везде,
Как и в газовой среде.
Силу вы нашли уже,
Перемножив g p V
I. Проверка знаний.
1 .Заполнение таблицы
Формула
Единица
измерения,
СИ
Прибор
Объем
V
V=Sh
м3
Линейка, мензурка
Масса
m
m=p V
кг
Весы
Вес
Р
P=m g
Н
Динамометр
Давление в жидкости
p
p= p gh
Па
Манометр
Выталкивающая сила F
F=g p V
Н
Динамометр
Индивидуальный эксперимент: показать на опыте, что на тело, находящееся, в жидкости, действует выталкивающая сила.
Оборудование: динамометр, груз, стакан с водой.
Расчетная задача:
В сосуд с водой погружен куб, длина ребра которого 12см. Уровень воды над верхней гранью куба 10см.
Что можно сказать о силах, действующих на боковые грани параллелепипеда?
Вычислить силу, действующую на верхнее основание параллелепипеда.
Вычислите силу, действующую на нижнее основание.
С какой силой параллелепипед выталкивается из воды?
4. Фронтальный опрос.
1. Какие известные вам из жизни явления указывают на существование выталкивающей силы?
2. Как доказать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость?
3. Какова причина возникновения выталкивающей силы?
4.Как определяется выталкивающая сила?
Эту формулу мы выводили аналитически. Мы не ставили никаких экспериментов. Вот вы как теоретики, какое предположение можете сделать: от каких параметров зависит выталкивающая сила?
Как соотносится эта формула и некоторые явления.
Качественные задачи.
1) Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу она не может сдвинуть его с места. Почему?
2) Ходить по берегу, усеянному галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?
3) .Генерал нырнул в воду «солдатиком» и подвергся действию выталкивающей силы. Можно ли сказать, что вода выталкивала генерала в шею?
Итак, выталкивающая сила существует.
Проверим это на опыте. Посмотрим, как поработали ребята, и что у них получилось.
II. Проверка эксперимента.
Определить вес тела в воздухе.
Вес тела в воде.
Вывод - вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.
Выталкивающая сила. Куда она направлена.
Доказали экспериментально, что выталкивающая сила существует и ее можно измерить с помощью динамометра.
Теперь посмотрим, как она рассчитывается.
III. Проверка расчетной задачи. Вывод: На все тела действует выталкивающая сила, за счет разности сил, действующих на верхнюю и нижнюю грани тела. Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой. В честь древнегреческого ученого Архимеда F=g V т.
IV. Проверка таблицы.
V. Экспериментальный вывод силы Архимеда.
Ведерком Архимеда.
Почему сократилась пружина при погружении цилиндра в воду?
Что нужно сделать, чтобы пружина заняла первоначальное положение?
Вывод: сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.
Опыт подтвердил,
что архимедова сила равна весу жидкости в объеме тела (формула).
Как вы думаете, если бы подобный опыт проделать с телом, погруженным в какой-либо газ, как бы определялась сила Архимеда?
Определим вес тела, погруженного в жидкость.
Так как две силы, действующие на тело в этом случае, направлены в противоположные стороны (сила тяжести вниз, а архимедова сила вверх), то вес тела в жидкости P, будет меньше веса тела в вакууме Р = m*g. на архимедову силу
Можно записать: Р = Р - F , или Р = g m – g m
Закон Архимеда: если тело погружено в жидкость (или газ), оно теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (газ).
Экспериментально доказали, что сила Архимеда рассчитывается по формуле
F=g р V - это общая формула, закон Архимеда.
Какие величины у нас связались между собой?
Вернемся к таблице.
(V,p, F; вес вытесненной жидкости равен силе Архимеда - Р = F ; р = g h)
Выясним опытным путем, отчего и как зависит архимедова сила.
Опыт с яйцом (с разными жидкостями).
Вывод: Архимедова сила зависит от плотности жидкости F p
Опыт №1. (Оборудование: равноплечий рычаг, два груза (металлический и фарфоровый) равного веса, но разных объемов; два стеклянных сосуда с водой).
На равноплечем рычаге уравновесить в воздухе 2 груза. Подставить один из сосудов, заполненных водой, под металлический груз и поднять сосуд так, чтобы груз опустился в воду. Почему нарушается равновесие системы?
Опыт №2. То же самое проделать со вторым грузом. Равновесие снова нарушилось. Почему?
Опыт №3. К обоим грузам поднести сосуды с водой и поднять их так, чтобы началось погружение тел. Равновесие нарушится.
Проблема: почему нарушается равновесие уравновешенного в воздухе рычага с грузами одинакового веса, но различного объема, помещенными в жидкость?
Вывод: на тела действует архимедова сила, которая зависит от объема тела F –V .
А теперь вы сами проведете очень важный опыт. Опыт фронтально: с алюминиевыми цилиндрами.
Медленно погружайте цилиндр в воду, наблюдая за показаниями динамометра. Что вы наблюдаете?
Вывод: архимедова сила зависит от объема погруженной части цилиндра, чем больше погружаем, тем больше сила Архимеда.
Закон: Тело, погруженное в жидкость (или газ), выталкивается вверх с силой, равной весу этой жидкости (или газа) в объеме тела или погруженной его части.
Выясним, от чего не зависит архимедова сила.
1) У вас на столах приборы, с помощью которых вы сейчас выясните, зависит ли сила Архимеда от глубины погружения тела внутри жидкости (опустить кусочек пластилина в сосуд с жидкостью, перемещать его ближе к поверхности жидкости или ко дну сосуда).
1) Вывод: Изменения веса тела не будет. Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела внутрь жидкости.
2)Выясним, зависит ли архимедова сила от формы тела, погруженного в жидкость. 1 ряд – шар, 2 ряд – куб, 3 ряд – пирамида. Определите силу.
2) Вывод: Архимедова сила не зависит от формы погруженного тела.
3) Выясним, зависит ли сила от плотности тела. Вычислите выталкивающую силу, действующую на алюминиевый и латунный цилиндры (определяют вес цилиндров в воздухе, в воде, выталкивающую силу).
3) Вывод: Сила не зависит от плотности тела.
Итак, на уроке мы доказали справедливость закона Архимеда практическим, опытным путем.
VI. Задачи на закрепление материала
1. Как с помощью закона Архимеда определить объем тела?
Оборудование: Тело массой 1кг из набора грузов, динамометр, сосуд с водой.
Находится динамометром вес груза в воздухе (10Н),
находится вес груза в воде (7Н), берется плотность воды из таблицы, делается расчет.
2. Масса червячка Емели, которого дядя Вася встретил и уговорил сходить на рыбалку - 0,008г, длина - Зсм, площадь поперечного сечения - 0,04см. Каков вес червячка на крючке в речке?
Переход к Д/з:
Архимед – греческий математик и механик (287-212гг. до н.э.), жил в г. Сиракузы о. Сицилия.
Предание донесло до нас курьезный случай из жизни Архимеда, связанный с открытием закона о погружении тел в жидкость. Как Архимед открыл закон рассказано в легенде об Архимеде. Два обстоятельства важны в легенде.
Архимед нашел способ измерить объем твердого тела сложной формы.
Он сопоставил веса различных веществ не друг с другом, а с весом воды, т.е. впервые обратил внимание на свойство тел, которое называется плотностью.
Домашнее задание § 49, легенда об Архимеде с. 183.
Задание 14 стр. 120
№ 628-Л.
[pic]
