Архимедова сила

Абешова Саягул Сериковна. Город Караганда

Школа 20

Класс: 7

Дата: 22.01.2014

Тема: Архимедова сила.

Тип: изучения нового материала на основе сотрудничества с учениками

Цели урока:

образовательная: обнаружить наличие силы, выталкивающей тело, из жидкости; установить, от каких факторов она зависит и от каких не зависит; вывести формулу для расчёта силы Архимеда.

развивающая: получить учащихся, научившихся: получать научный факт выталкивающего действия жидкости на погруженное в неё тело; графически изображать выталкивающую силу; устанавливать вид зависимости выталкивающей силы от объёма погруженной части тела; находить соотношение плотностей жидкостей и вещества, из которого сделано тело, плавающее на поверхности жидкости, в заданной конкретной ситуации.

воспитательная: получить учащихся, умеющих выслушивать друг друга; сформировать уважительное отношение к предмету.

План:

1. орг. момент

2. изучение нового материала

3. закрепление

итог: по уроку

по Д/з

ком. оценок

Д/з §55

Ход урока

1. Взаимное приветствие.

2. Каждый знает, что большое бревно плавает на поверхности водоёма, а любая вещь в воде становится гораздо легче. Проверим, действительно ли это так на опыте.

На доске записан план, по которому вы убедитесь в справедливости данного утверждения.

1. Определите вес данного вам тела в воздухе: Р₁

2. Определите вес этого тела в воде: Р₂

З. Сравните результаты и сделайте вывод о весе тела вводе и в воздухе

Почему вес тела в воде меньше веса тела в воздухе?

(Существует сила, действующая на тело в воде и направленная вертикально вверх.)

Да, действительно существует такая сила. Она называется выталкивающей, или АРХИМЕДОВОИ, силой в честь; древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.

Запишите тему урока «Архимедова сила»

А как можно найти величину этой силы?

(Из веса тела в воздухе надо вычесть вес тела в воде.)

Первая цель урока достигнута. На доске и в тетрадях учащихся появляется цветной рисунок и записи:

1. Р_{в воде}< Р_{в воздухе}

2. => F_A

3. F_A=P_возд - Р_вода

Как вы думаете, от чего может зависеть значение выталкивающей силы?(дети говорят, а на доске обозначения: ρ_ж, ρ_т,V_т, форма тела, h, положения тела.)

А сейчас каждая из групп проверит зависит ли от этих величин Архимедова сила.

Задание первой группе: нужно проверить зависит ли Архимедова сила от плотности тела?

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры из набора тел для калориметра, нить.

1. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.

2. Сравните плотность тела и архимедовы силы, действующие на тела.

3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Задание второй группе: нужно проверить зависит ли Архимедова сила от объёма тела?

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое тело.

2. Сравните эти силы.

З. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Задание третьей группе: нужно проверить зависит ли Архимедова сила от плотности жидкости?

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в воде, оленёй воде, масле.

2. Чем отличаются эти жидкости?

З. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

4. Установитё зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Задание четвертой группе: нужно проверить зависит ли Архимедова сила от глубины погружения тела?

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить, динамометр.

1. Определите архимедову силы, действующие на тело на глубине h₁ и на глубине h₂, большей, чем h₁.

2. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела.

Задание пятой группе: нужно проверить зависит ли Архимедова сила от формы тела?

Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Кусочку пластилина придайте форму шара, затем этому же кусочку пластилина форму куба, затем - цилиндра.

2. Поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.

3. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

Задание шестой группе: нужно проверить зависит ли Архимедова сила от положения тела?

Оборудование: сосуд с водой, цилиндрическое тело, нить, динамометр.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в горизонтальном положении, затем в вертикальном.

2. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от положения предмета.

После полученных результатов каждая группа устно отчитывается о своей работе и сообщает свои выводы. Выводы записываются в тетрадях, а учителем - на доске в виде таблицы:

АРХИМЕДОВА СИЛА

НЕ ЗАВИСИТ ОТ:

1. формы тел при равных объёмах

2. плотности тела

3. глубины погружения тела

4. положения тела в жидкости

ЗАВИСИТ ОТ:

1. объёма тела

2. плотности жидкости

Экспериментально мы выяснили от чего зависит сила Архимеда, давайте докажем это математически.

1. Давит ли вода на грани?

2. На какую грань сила давления больше? 3. А на боковые грани силы действуют? (да но они будут уравновешивать друг друга)

4. Как рассчитать силу давления?

5. Чему равно давление на верхнюю грань куба?

Аналогично и для второй.

F₂> F₁

1) F₁=p₁·S₁| => F₁= ρ·g·h₁ ·S₁= ρ·g·V₁

p₁=ρ·g·h₁|

2) F₂=p₂·S₂| => F₂= ρ·g·h₂ ·S₂= ρ·g·V₂

p₂=ρ·g·h₂|

F_A= ρ·g·V₂- ρ·g·V₁= ρ·g·(V₂ - V₁)

F_A= ρ_ж ·g·V_т, ↑

Вывод: Сила Архимеда зависит от ρ_ж, V_т прямо пропорционально

А кто слышал легенду об Архимеде. Я хочу прочитать вам еще одну легенду.

Жил в Сиракузах мудрец Архимед,

Был другом царя Гиерона.

Какой для царя самый важный предмет?

Все догадались? Корона!

Захотелось Гиерону

Сделать новую корону.

Золото отмерил строго:

Взял не мало и не много,

Сколько нужно,

В самый раз.

Ювелиру дал заказ.

Через месяц Гиерону

Ювелир принес корону

Взял корону Гиерон,

Оглядел со всех сторон.

Чистым золотом сверкает...

Но ведь всякое бывает:

И добавить серебро

Можно к золоту хитро,

А того и хуже - медь,

Если совесть не иметь...

Не желал терпеть урон Гиерон,

И позвал он Архимеда.

Началась у них беседа...

Вот корона, Архимед,

Золотая или нет?

Чистым золотом сверкает!..

Но, ты знаешь, всё бывает!

И добавить серебро можно к золоту хитро,

А того и хуже - медь.

Если совесть не иметь...

Честно ль сделана работа?

Золото? Иль позолота?

Нужно точно всё определить,

Но корону не царапать! Не пилить!

И задумался учёный.

-Что известно?

- Вес короны.

- Ну а как найти объём?

Думал ночью, думал днём..

А однажды, в ванне моясь,

Погрузил себя по пояс.

На пол вылилась вода...

Догадался он тогда,

Как найти объём короны!

И помчался к Гиерону -

Не обут и не одет -

Знаменитый Архимед.

А народ кричит вослед.

- Что случилось, Архимед?!

Всполошился весь базар...

- Или в городе пожар?!

Во дворец примчался он...

- Я придумал Гиерон!

Эврика! Раскрыл секрет!

Пусть весы сюда несут!

И с водой большой сосуд.!

А что же показал Архимед Гиерону? Я вам сейчас покажу на опыте с ведёрком Архимеда.

К крючку динамометра подвесим тело цилиндрической формы и сосуд, в который это тело вмещается полностью (рис. а). Затем до погружения тела в воду определим показание динамометра. Под тело подставим отливной сосуд, на полненный водой до уровня носика, и мензурку для сбора воды. Теперь будем по степенно погружать тело в воду. При этом указатель пружины динамометра начинает подниматься вверх.

По мере погружения тело вытесняет воду, которая из отливного сосуда выливается в мензурку. Когда тело целиком погрузится в воду, динамометр покажет, насколько уменьшился вес тела в воде (рис. б)Если в сосуд, подвешенный к пружине динамометра, вылить вытесненную телом воду, то указатель пружины возвратится к своему исходному положению (рис. в). Отсюда видим, что вес тела уменьшается на величину, равную весу вытесненной воды. Эту взаимосвязь заметил и Архимед.

Теперь сформулируем закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела.

Архимед открыл закон!

Но не только для корон...

Мы с вами сегодня тоже прошли дорогой Архимеда и сами смогли определить от чего зависит сила Архимеда.

Открытий путь - нелёгкий путь,

Но человеку не свернуть.

«Что?» «Почему?» за ним следят,

Чтоб шёл вперед,

А не назад.

Вот почему из года в год

Наука движется вперёд!

А теперь проверим как вы усвоили сегодняшнюю тему.

Задача 1. Задача 2.

нарушится ли равновесие весов?

вода керосин

Задача 3. Почему на мертвом море нельзя утонуть?

Задача 4. Задача 5.

Задача 6 задача 7

Где пробка ,где лед?

где сила Архимеда больше?

Задача8 Задача 9

где дерево, где пробка? Нарушится ли равновесие весов, если во 2 мензурку налить столько же воды, сколько ее в 1?

Задача 10 Свинцовый и мыльный пузырь имеют равные объемы. равны ли по модулю архимедовы силы, действующие на шары в воздухе?(да, от плотности тела не зависят)

Задача11В воду погружено тело объёмом 100 см³ . Определите значение выталкивающей силы, действующей на это тело. Плотность воды 1000 кг /м³.

Дано: решение:

V=100см³=0,0001м³F_A =g·ρ_ж·V_т

ρ_ж=1000 кг /м³. F_A =9,8*1000*0,0001=1Н

F- ? Ответ: 1 Н

Д/з §55