Тема: Плавание тел.
Цели: добиться усвоения учащимися условий плавания
тел на основе изученного понятия об архимедовой силе;
развитие кругозора учащихся путем сообщения им
дополнительных сведений;
воспитание у учащихся умения делать выводы по
результатам экспериментальных знаний;
содействовать экологическому воспитанию учащихся,
обратив внимание на загрязнение воды.
Оборудование: сливной сосуд, набор различных тел,
стаканчики, тела равного объема, стакан с водой и стакан с маслом.
Эпиграф: Без сомненья, все наше знание начинается с
опыта. (Кант Иммануил)
Ход урока:
I.
Организационный
момент.
II.
Проверка усвоения
изученного материала.
1)
Какие известные вам
явления указывают на существование выталкивающей силы?
2)
Как она направлена?
3)
Как можно на опыте
определить, с какой силой тело погружается в жидкость, выталкивается из
жидкости?
4)
Чему равна эта сила?
5)
Как называют силу, которая
выталкивает тела, погруженные в жидкость и газы?
6)
Как подсчитать архимедову
силу?
7)
От каких величин она
зависит? От каких не зависит?
8)
Упр. 24 №1,2 – разобрать.
III.
Изучение нового
материала.
Опыт.
В стеклянный сосуд опустить три
тела, одно из которых тонет, другое плавает, а третье всплывает и поставить
вопрос «Почему одни тела в жидкости тонут, другие плавают, а третьи
всплывают?».
Это тема, над которой мы будем
работать на уроке.
На тело, находящее внутри
жидкости, действует две силы: сила тяжести, направленной вертикально вниз, и
архимедова сила, направленная вертикально вверх. Рассмотрим, что будет
происходить с телом под действием этих сил. При этом возможны три случая:
1)
Fтяж > FА,
тело опускается и тонет
2)
Fтяж = FА,
тело находится в равновесии в любом месте жидкости, те. Тело плавает.
3)
Fтяж < FА,
тело поднимается из жидкости, то есть тело всплывает.
Если всплывающее тело достигнет
поверхности жидкости, то при дальнейшем его движении вверх архимедова сила
будет уменьшаться, т.к. объем части тела, погруженной в жидкость, архимедова
сила равна весу жидкости в объеме погруженной в нее части тела.
Когда архимедова сила будет равна Fтяж ,
тело остановится и будет плавать на поверхности, частично погрузившись в нее.
Опыт.
В отливной сосуд нальем воду до
уровня боковой трубки. Погрузим тело в воду, но сначала взвесим его. Тело
вытеснит воду, равное по объему погруженной в нее части тела. Вес воды равен
весу тела в воздухе, численное значение которого равно значению силы тяжести.
Но вес воды равен архимедовой силе.
Тело плавает если Fтяж
= FА.
Практическая работа.
1. Опустите в воду по очереди
все тела. Выясните, какие из этих тел плавают в воде? Какие тонут? Результаты
запишите в таблицу.
плотность воды,
ρ кг/м3
|
плотность веществ
ρ кг/м3
|
тело тонет
или плавает
|
1000
|
сталь – 7800
алюминий – 2700
полиэтилен – 920
сосна – 400
пробка – 240
парафин – 900
|
|
Вывод: Если тело имеет плотность больше плотности
жидкости, тело тонет.
Тело с меньшей плотностью
всплывает в этой жидкости.
Тело находится в равновесии,
если:
Fтяж = FА.
FА = ρж Vж
q
Fтяж = m q = ρт
q Vт
ρт Vт = ρж
Vж q
Если тело полностью погружено в
жидкость
Vт
= Vж ρт = ρж
А лед тонет в воде?
- Нет, так как его плотность
меньше плотности воды.
Возьмем два одинаковых по объему
шарика: один парафиновый, другой – пробковый. Как вы думаете, какой из шариков
глубже погрузится в воду? Плотность воды 1000 кг/м3, парафина – 900
кг/м3, пробки – 240 кг/м3.
Проверим рассуждения на опыте.
Опыт.
Опустим оба шарика в сосуд с
водой. Т.к. плотность обоих тел меньше плотности воды, то они оба плавают в
воде. Плотность парафина больше плотности пробки, поэтому парафиновый шарик
погрузится глубже.
Вывод: Чем меньше плотность тела по сравнению с
плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость.
Две несмешивающиеся жидкости
располагаются в сосуде в соответствии со своими плотностями. Как себя поведет
вода и масло?
Проверим на опыте.
Опыт.
Смешиваем воду с маслом.
Вывод: Внизу будет вода, наверху – масло.
А можно ли заставить тело
плавать в воде?
Опыт.
Картофель тонет в воде, а в
соленой нет. Почему?
- У соленой воды плотность
больше и FА тоже больше.
А для чего нам надо изучать эту
тему?
Плавание животных и человека.
Средняя плотность живых
организмов, населяющих воду, близка к плотности воды. Это и делает их возможным
плавать в воде.
Различают активное и пассивное
плавание. При активном животные передвигаются с помощью гребных органов
(ластоногие) и простейшие (жгутики и реснички), либо посредством волнообразных
движений (киты, рыбы, змеи), либо в результате периодического выталкивания воды
(медуза, осьминоги). При пассивном плавании животные увлекаются движущейся
водой. Скорость различна: у карася 5-7
км/ч, акулы – 20 км/ч, рыба-меч – 130
км/ч.
Большую роль в передвижении
играет плавательный пузырь. Меняя объем пузыря рыба способна увеличивать и
уменьшать выталкивающую силу и регулирует глубину погружения. Киты регулируют
глубину за счет уменьшения и увеличения объема легких.
У человека плотность близка к
плотности воды. У многих людей она чуть меньше, когда желудок пустой, а вода
соленая. В таких случаях человек свободно находится на воде, не боясь утонуть.
На Земле есть соленое озеро,
называемое мертвым морем. Оно настолько соленое, что в нем отсутствует всякая
жизнь (есть бактерии). В обычных морях содержание соли 2-3 %, а в Мертвом море
ее 27 %. Человек на поверхности такой воды может спокойно лежать и читать
книгу.
Солеными являются воды залива
Кара-Богаз-Гол и озера Эльтона в Волгоградской области.
При рассмотрении этого вопроса
необходимо уделить внимание экологии.
Важнейшая экологическая проблема
Мирового океана является его загрязнение:
- промышленными и
сельскохозяйственными отходами – реки выносят в море неочищенные стоки;
- нефтью – бичом океанов. От 6
до 10 млн. тонн нефти выливается ежегодно;
- механическими отходами и
биологическими.
Образование нефтяной пленки на
поверхности водоемов и ее уничтожение. Экологические аспекты сплава древесины
по рекам.
IV.
Закрепление.
1)
При каком условии тело,
находящееся в жидкости тонет?
2)
Шарик есть у нас стальной
Без пустот, совсем сплошной.
Если в жидкость кто уронит
Шар утонет? Не утонет?
3)
Какое из тел имеет большую
плотность?
4)
Позвонили «0-1»
«Загорелся керосин»…
Чтоб горенье прекратить
Стали сверху воду лить
Так ли надо поступить?
V.
Домашнее задание.
§ 50, упр. 25.
Питьевой воды на Земле во многих местах не хватает. Ее
получают из морской, либо выпариванием, либо вымораживанием. Какой способ
выгоднее?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.