Конспект урока по физике на тему "Действие жидкости и газа на погружённое в них тело" (7 класс)

Конспект урока по физике для 7 класса на тему: «Действие жидкости и газа на погружённое в них тело».

Цели: 

образовательные: изучить действие жидкости и газа на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин; 
развивающие: развивать навыки самостоятельной работы, развивать интерес к предмету; 
воспитательные: продолжить формирование культуры общения и умение работать в режиме «учитель – класс, «ученик – ученик» 

Структура урока:

1. Организационная часть.

2. Повторение пройденного материала.

3. Решение задач.

4. Изучение нового материала.

5. Закрепление.

6. Домашняя работа.

Ход урока

1. Организационная часть

- приветствие;

- проверка отсутствующих;

- кратко о предстоящем уроке (постановка задачи).

2. Повторение пройденного материала:

- Прибор для измерения атмосферного давления. (Барометр)

- Безжидкостный барометр. (Анероид)

- Устройство барометра-анероида.

- Прибор для измерения давлений, больших или меньших атмосферного. (Манометр)

- Виды манометров. (Жидкостный и металлический)

- Принцип действия манометров.

- Какое атмосферное давление называют нормальным?

3. Решение задач

Задачи № 578,580,581 (задачи взяты из задачника «Сборник задач по Физике 7-9 классы» авторы: В. И. Лукашик, Е.В. Иванова)

4. Изучение нового материала

С помощью опытов и выводов мы с Вами сможем сегодня получить знания которые широко используются для конструирования судов, аппаратов для изучения морских глубин или атмосферы. Всем известны стихи Агния Барто:

Наша Таня громко плачет:

Уронила в речку мячик.

- Тише, Танечка, не плачь:

Не утонет в речке мяч.

Рассмотрим это четверостишье с точки зрения физики. Опустим пластиковый шарик в воду и отпустим его. Он тут же всплывёт на поверхность. Получается, что со стороны воды на этот шар действует некая сила направленная вверх. Но если мы отпустим в воду металлический шар, он останется лежать на дне. Получается, что это сила действует не на все тела? Выскажем гипотезу: На тело погружённое в жидкость со стороны жидкости действует некая сила направленная вертикально вверх. И дополнительный вопрос: На все ли тела действует эта сила? Постараемся разобраться с этим с помощью эксперимента. Прикрепим к штативу пружину, а к пружине подвесим груз.

Мы видим с вами, что пружина деформировалась, иначе говоря, растянулась под действием веса. Отметим на штативе с помощью линейки и пластилиновой отметки положение деформированной пружины. А теперь мы с вами погрузим этот предмет в воду. Мы видим, что величина деформации уменьшилась. Это означает, что со стороны жидкости на наш груз действует выталкивающая сила. Этот опыт подтвердил нашу гипотезу. Итак, на все тела, погружённые в жидкость, действует выталкивающая сила со стороны жидкости. Эта гипотеза будет справедлива так же для тел, погружённых в газ. Давайте попробуем математически рассчитать и посмотреть, от чего зависит величина выталкивающей силы. Для объяснения наблюдаемого явления рассмотрим силы, которые будут действовать на тело, погружённое в жидкость.

Силы, действующие на боковые грани F1 и F2 будут попарно равны. Они лишь сжимают погружённое в жидкость тело. А вот величина сил действующих на верхнюю грань F3 и на нижнюю грань F4 будут отличаться. Почему? (Потому-что, будут отличаться давления жидкости на глубине h1, от давления жидкости h2). Итак, величина выталкивающей силы численно равняется разнице силы F4, действующих на нижнюю грань, и F3 действующих на верхнюю грань нашего тела. Теперь мы постараемся математически доказать, что величина выталкивающей силы численно равна весу вытесненной жидкости. Для этого вспомним, что сила давления равна произведению величины давления на площадь, на которую это давление оказывается (Fдавл. = pS). Рассчитать давление можно по формуле p=pgh. Мы с вами уже выяснили, что сама выталкивающая сила равна разнице сил F4 минус F3 (Fвыт.=F4-F3). Подставим значения pgh и величины S. Мы с вами получим что выталкивающая сила (Fвыт.) равна разнице этих двух выражений, которые отличаются лишь величиной h2 и h1(Fвыт.= pgh2S- pgh1S). Если мы вынесем одинаковые множители за скобки, и вычислив значения h2-h1,у нас получится величина h2-h1это высота нашего тела, которое мы обозначим буквой h. Так же необходимо помнить, что произведение площади поверхности на высоту численно будет равна объёму данного тела (Sh=V). Заменим произведение hS буквой V. Тогда мы получим, Fвыт.= pgV, это и будет значение нашей выталкивающей силы. Но так же мы можем с вами вспомнить что произведение pV=mж. Заменим плотность и объём на массу вытесненной жидкости (Fвыт.= mж g= Рж). А это произведение mж g мы называем весом. Итак мы с вами доказали, что величина выталкивающей силы численно равна весу вытесненной жидкости. Значение выталкивающей жидкости установил древнегреческий учёный Архимед. По легенде, царь Гиерон поручил Архимеду определить, из чистого ли золота сделана корона царя, или же ювелир подмешал в металл значительное количество серебра. Архимед взвесил корону и равную ей по массе слиток золота в воздухе. А затем провёл то же самое взвешивание, но погрузив и корону и слиток в воду. Оказалось, выталкивающая сила оказалось разной. Так ювелир был уличён в измене.

5. Итог урока.

Подведём итог. Сегодня мы с вами экспериментально выяснили что на все тела погружённые в жидкость, со стороны жидкости действует выталкивающая сила. Величина этой выталкивающей жидкости численно равна весу вытесненной жидкости. Подобная сила действует и на тела погружённые в жидкость и на тела погружённые в газ, т.е. вес тела погружённого в жидкость меньше, чем вес тела погружённого в воздух. А вес тела погружённого в любой газ, будет меньше чем вес тела в вакууме. Исходя из это запишем с вами ещё одно определение: Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

6. Домашняя работа

§ 48. Ответить на вопросы в конце параграфа.