Плавание тел (7 класс)

                                                     Шибутова Б.А.

                                                                            препадователь физики

                                                                         учитель первой категории

                                                                       Карагиндинской области

Жанааркинскинского района

                                                 село Бидаик

Тема: Плавание тел.

Цель урока: Ознакомить учеников с явлением плавания тел в      жидкости , изучить условия плавания тел.

 Формировать умение обьяснять поведение тел (тонет, всплывает, плавает) сравнением силы тяжести и силы Архимеда, плотности жидкости и плотности тела. 

Развивать интерес и логическое мышление путем решения учебных проблем, подготовки сообщений и объяснений интересных фактов.

Ход урока: І. В лабораторной работе ученики научились определять и вычислять архимедову силу. (Анализируются ответы). Какие выводы можно сделать?  Какую силу называют архимедовой? Как направлена эта сила? От чего зависит величина этой силы? Почему тела, помещенные на поверхность жидкости (воды), ведут себя по разному; одни погружаются глубоко, другие – незначительно, третьи – тонут? Это первая учебная проблема.

ІІ. Для решения проблемы используется экспериментальный метод. В сосуд с водой опускаются различные тела (рис.1)

   

 

Рис.1

Металлический цилиндр, деревянный брусок, пенапластовый (пробковый) брусок. На каждое ли тело действует сила Архимеда? Почему наблюдается разный результат? Почему одни тела тонут, другие плавают, погружаясь на разную глубину, что еще не учитывалось, когда мы говорили о погружении тел в жидкость? Обратимся к опытам (рис.2). На весах уравновешен стакан, в который сливается вытесненная вода при погружении в отливной сосуд разных тел. Тела опускаются в отливной сосуд последовательно. Вес воды, вытесненной телом, равен архимедовой силе. Он определяется взвешиванием на правую чашку весов ставятся гири. Сравниваются две силы – сила тяжести, действующая на тело, и архимедова сила. Какие выводы можно сделать из опытов? Когда тело плавает, тонет, всплывает? Как ведет себя тело, плавающее на поверхности?

 

                 Рис.2

На доске и в ученических тетрадях выполняются рисунки (рис.3)

                                                                                     F_A

                                                                                                U                                                                                  

                           U                                                        F_T

 

            F_т                                                                        Рис.3

Выводы: а) тело тонет, если сила тяжести больше силы Архимеда           ( F_т > F_А). б) тело плавает, если сила тяжести равна силе Архимеда       (F_т = F_А). в) тело всплывает, если сила тяжести меньше силы Архимеда  ( F_т < F_А). Всплываюшее на поверхность тело, например пробка, плавает на поверхности, погрузившись в воду лишь частично (рис.4)

                                                          F^I_A                              F^II_A

                                                                                                U=0

                  F_A                                         U                             mg

                        U                                mg

                   mg                                                                                                                                                                Рис.4

Вторая учебная проблема: зависит ли плавание тел от вида жидкости (плотности жидкости)? Может ли тело, плотность которого больше плотности жидкости, плавать в ней? При решении этих проблем углубляются знания об условиях плавания тел. Условия формируются через сравнивание плотностей. В таблицу записываются условия плавания через соотнощения между силой тяжести Р=mg и силой Архимеда F_A= q_жV_T

Поведение тела	Сравнение тела	Сравнение плотностей
Тонет	mg> FА	Т>рЖ
Плавает	mg =FА	Т=рЖ
Всплывает	mg <FА	Т<рЖ

Расчеты проводятся с телами (стальной цилиндр, брусок из пенопласта, пробки) в воде. Используются данные таблицы плотностей из учебника. Обсуждаются вопросы: какие тела тонут в ртути? Какие тела плавают в керосине? Почему парафин, дерево, пробка, плавая на поверхности воды, погружены в нее неодинаково? Во всех случаях выполняется условие: mg =F_А,  q_жV_T= q_жV_{погр.части.} отсюда следует _ТV_T= _жV_{погр.части.} Поясняются случаи с парафином, деревом, пробкой с помощью полученного вывода:

·    Если _Т=р_Ж, то тело плавает на любой глубине в жидкости, полностью погружаясь в нее

·    Если _Т=, то тело плавает на поверхности, погрузившись на  своего объема.

·    Если _Т=  р_Ж (лед), то тело плавает, погрузившись на  своего объема.

Вывод: чем меньше плотность тела, тем большая часть его находится над водой.

ІІІ.Для развития интереса для закрепления изученного материала учитель приводит примеры:

·        Рыбы могут менять свой объем за счет плавательного пузыря.

·        Жир в супе и сливки в молоке оказываются на поверхности.

·        Кит может менять глубину погружения за счет изменения объема своих легких.

Чем большая часть тела находится над водой, тем больше допольнительный груз Р₁ может поднять плавающее тело, не утонув при этом: Р₁= F_А-Р Этот вес называют грузоподъемностью плавающего средства. Кратко сообщается о грузоподъемности разных тел: бревна, плота, лодки, баржи, корабли.

Домашнее задание: §56, упражнение 30(4). Стр.154