Компетентностно-ориентированные задания по физике по теме "Архимедова сила"

КОЗы по физике по теме «Архимедова сила»

        Задача 1 (задача-ситуация)

     В воду опущены конус  и цилиндр равного объёма. Вершина конуса

 и верхнее основание цилиндра находятся на одинаковой глубине.

 Одинаковая ли выталкивающая сила действует на них?

Олег сказал: «Выталкивающая сила, действующая на конус, больше,

т.к. у него велика площадь основания, а значит, велика сила

давления снизу вверх».

Павел сказал: «Выталкивающая сила, действующая на цилиндр, больше, т.к. его нижнее основание расположено глубже».

Сергей сказал: «Я считаю, что на конус  и на цилиндр действуют одинаковые выталкивающие силы».

С мнением кого из мальчиков вы согласитесь? Объясните свой выбор.

Решение: Прав Сергей. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и от объёма погруженного тела, но не зависит от его формы.

Задача 2 (задача-поиск)

Подумайте и скажите, какая профессия непосредственно связана с погружением в воду. Найдите в сети Internet информацию об этой  профессии.

 Обучаясь, водолазы должны сколотить деревянный ящик под водой. В чём трудность такого задания?

Решение:  Водолаз — специалист, умеющий выполнять работы под водой в водолазном снаряжении и имеющий допуск к производству водолазных спусков. Профессия водолаза относится к числу профессий с особо вредными и особо тяжелыми условиями труда. Однако работа эта, хотя и рискованная, но крайне необходимая, а в гидроэнергетике – часто незаменимая. На работу принимают только специально обученных и подготовленных специалистов.

Под водой трудно сколотить ящик, т.к. гвозди падают вниз, доски уплывают вверх, а рукоятка молотка, вырываясь из рук, располагается вертикально.

Задача 3 (задача-аналогия)

Этот опыт известен уже около 350 лет. Он был придуман французским учёным Декартом.

Для проведения опыта приготовьте маленький пузырёк (или пробирку),  полулитровую стеклянную банку, тарелку и сосуд с водой. Налейте в пузырёк примерно на 2/3 воды, закройте его указательным пальцем, опрокиньте и опустите в банку с водой. Приливая и отливая воду в пузырёк, добейтесь того, чтобы пузырёк плавал, а его горлышко чуть торчало из воды. Теперь дополните банку до краёв, закройте её ладонью и слегка надавите. Пузырёк опустится вниз. Уменьшите давление на воду, и он всплывёт. Добейтесь теперь того, чтобы пузырёк находился на середине высоты банки, а потом, меняя давление ладони, заставьте его подчиниться вашей воле – «танцевать» вверх и вниз. Следите при этом внимательно за уровнем воды внутри пузырька.

Опыт Декарта можно проделать, взяв яйцо, из которого выдуто содержимое, или треснувший мяч от пинг-понга. А приделав к пузырьку «ручки» и «ножки» из спичек и пластилина, можно получить весёлого «подводного жителя».

А вот как объяснить опыт с поплавком Декарта?

Решение: Известно, что тело плавает, когда его вес равен выталкивающей силе. Мы ладонью давили на воду. Вода передаёт оказываемое на неё  давление на воздух, находящийся в пузырьке. Воздух сжимается, вода заходит в пузырёк, вес пузырька с его содержимым увеличивается, и он тонет. Как только давление ладони на воду уменьшается, воздух вследствие своей упругости увеличивает свой объём. При этом выталкивающая сила становится опять больше веса пузырька с содержимым, и пузырёк всплывает.

Задача 4 (задача-модель)

Имеется мензурка с водой и небольшой кусок дерева. Как определить его плотность?

Решение: Надо заметить уровень воды в мензурке, потом опустить в неё кусок дерева. Он будет плавать, вытеснив некоторый объём воды. Следует определить этот объём, заметив новое положение уровня воды в мензурке. Вес плавающего тела равен весу вытесненной им жидкости. А т.к. плотность воды равна единице, то масса тела численно равна объёму вытесненной им воды. Объём куска дерева определяют, погрузив его в воду целиком. Разделив затем массу куска дерева на его объём, определяют плотность дерева.

Задача 5 (задача-кроссворд)

Разгадайте кроссворд, вписав в каждую строчку правильное слово. В выделенных клетках по вертикали получите фамилию учёного, сделавшего важное открытие в гидростатике. Кто этот учёный? О каком открытии идёт речь?

				1
			2
						3
				4
			5
6
				7

1.Аппарат «подводные лёгкие».  2. Красная линия, показывающая наибольшую допускаемую глубину погружения судна в воде.  3.Прибор, применяемый для определения глубины морей, основанный на принципе эха.  4.Аппарат для погружения человека на самые большие глубины океана.  5.Прибор для измерения плотности жидкости.  6.Вес вытесняемой судном воды (в тоннах) при наибольшем допустимом погружении.  7. Глубина, на которую судно погружается в воду.

Решение: 1.Акваланг. 2.Ватерлиния. 3.Эхолот. 4.Батискаф. 5.Ареометр. 6.Водоизмещение. 7.Осадка.

 По вертикали – АРХИМЕД.

 Задача 6

 Прочитайте самостоятельно текст. Какой приём помог Мише сэкономить силы? Почему, плывя на спине, легче держаться на воде?

 Он не знал, насколько хорошо он плавает, но думал, что хорошо. Правда, заплывать далеко боялся. Миша зашёл в воду и поплыл. Когда  он, наконец, решился посмотреть назад, то увидел, что заплыл слишком далеко: люди на берегу казались точками. У Миши похолодело в груди. Он повернул обратно и теперь уже старался экономить силы. Он почувствовал, что устал. Миша лег на спину и постарался отдохнуть.  Стараясь дышать ровнее, Миша поплыл дальше. ... Он плыл и плыл, хотя уже чувствовал, что силы  почти покинули его. Миша снова повернулся на спину и попытался отдохнуть и не думать ни о чем. ... Миша поплыл дальше. Берег приближался не так быстро, как хотелось бы, но все же....!  (Абдрахматов Канатбек Ермекович «Каджи-сай»)

Решение: Плыть на спине легче, т.к. при этом наибольшая часть тела человека погружена в воду. Это увеличивает выталкивающую силу.