7 класс, физика, разработки

Урок № 31.

Действие жидкости и газа

на погруженное в них тело.

Закон Архимеда.

Цели урока: выяснить природу выталкивающей силы; изучить содержание закона Архимеда.

Оборудование: стеклянный сосуд с отверстием для вытекания воды; динамометр, сосуд с водой; штатив.

Демонстрации: существование выталкивающей силы.

План урока:

1.Повторение изученного материала.

2. Изложение нового материала.

3.Решение задач.

4. Домашнее задание.

1.Повторение изученного материала.

2. Изложение нового материала.

1) Учитель. Ребята, из прошлых занятий нам известно, что жидкость давит на дно и стенки сосуда.

А будет ли испытывать давление тело, погруженное в жидкость? Да, будет.

Давайте рассмотрим, какие силы действуют на погруженное в жидкость тело.

1) Силы, действующие на боковые грани тела попарно равны и уравновешивают друг друга.

2) Главный интерес вызывают силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани!

Рассмотрим верхнюю грань!

На нее давит столб жидкости высотой

с силой .

Рис. 1

Рассмотрим нижнюю грань!

На уровне нижней грани давление создает столб жидкости .

Но внутри жидкости давление передается во все стороны одинаково. Следовательно, на нижнюю грань снизу вверх давит столб жидкости

высотой с силой .

Ребята, посмотрите, ведь > , а, значит, > .

Вывод: тело выталкивается силой, равной -.

Обозначим выталкивающую силу через .

Тогда = -.

3) Попробуем рассчитать ! Нам известно, .

Тогда, силу равна: а сила равна:

Но мы знаем, что тогда а

Подставим в формулу значения давлений: .

Но , а Тогда

Знаем, что .

Выясним, какая масса () жидкости содержится в объеме параллелепипеда!

. Тогда .

3) Существование выталкивающей силы рассмотрим в следующем опыте. Возьмем стеклянный сосуд с отверстием для вытекания воды, динамометр, штатив, сосуд с водой (рис. 2).

Вывод: сила, выталкивающая

целиком погруженное в жидкость тело, равна

весу жидкости в объеме тела.

С

Рис. 2

илу, выталкивающую тело из жид-

кости или газа, называют силой Архимеда.

Сила Архимеда зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объема тела.

Обозначение силы Архимеда:

4) Архимедова сила действует не только в воде, но и в любой другой жидкости. Эта сила действует и в газах, благодаря чему летают воздушные шары и дирижабли.

Благодаря выталкивающей силе вес любого тела, находящегося в воде (или в любой другой жидкости), оказывается меньше, чем в воздухе, а в воздухе меньше, чем в безвоздушном пространстве.

Если вес тела в вакууме равен , то его вес в воздухе будет равен:

. Поскольку сила Архимеда для большинства тел мала, то ею можно пренебречь: .

В жидкости вес тела уменьшается значительно сильнее, чем в воздухе. Поэтому, т.к. то вес тела в жидкости равен .

5) Закон Архимеда – закон жидкостей и газов, согласно, которому на всякое тело, погруженное в жидкость (или газ) действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа) и направленная по вертикали вверх.

6) Закон был открыт древнегреческим ученым Архимедом в III в. до н.э. Свои исследования Архимед описал в трактате « О плавающих телах», который считается одним из последних его научных трудов.

3. Решение задач.

4. Домашнее задание.