Учитель:
Может мы можем сказать что эта сила, действующая
на тело со стороны жидкости или газа, старается вытолкнуть тело из жидкости
(газа)? (Да)
Значит мы эту силу можем назвать выталкивающей.(Да)
ученики отвечают
Ученики с помощью учителя формулируют и записывают вывод:
На любое тело, погруженное в жидкость или газ действует
выталкивающая сила.
Направлена эта сила противоположно силе тяжести, приложенной к телу.
эту силу называют архимедовой силой в честь древнегреческого ученого
Архимеда.
- Рассчитать
значение этой силы мы можем, опираясь на результаты нашего эксперимента.
- Подумайте, как можно это сделать? (FA = Р – Р1).
/ответы
учащихся /
Работа в группах.
Определим, от каких фактов зависит или
не зависит выталкивающая сила.
Разбиваемся на 5 групп по 4-6 человек,
выбираем «старшего» в группах. Каждая группа получает свое задание.
Задание первой группе.
Цель: выяснить, зависит ли
выталкивающая сила от массы и плотности тела.
Оборудование: сосуд с водой,
динамометр, алюминиевый и латунный цилиндры, нить.
Порядок
выполнения задания:
1 . Возьмите
алюминиевый цилиндр. Определите с помощью динамометра вес цилиндра в воздухе
Р1.
2. Не снимая с динамометра, погрузите
цилиндр в воду и определите вес этого цилиндра Р2.
3.Определите выталкивающую силу, действующую
на цилиндр.
4. Повторите опыт с латунным цилиндром.
Результаты измерений внесите в таблицу:
Цилиндр
|
Вес тела в воздухе, Р1.
|
Вес тела в
воде, Р2.
|
Выталкивающая
сила Fвыт =P1 – P2.
|
алюминиевый
|
|
|
|
латунный
|
|
|
|
5. Сравните плотности тел (см. табл. №2 стр.
50 учебника) и выталкивающие силы, действующие на тела.
- Сделайте вывод о зависимости
(независимости) выталкивающей силы от плотности тела или массы.
Задание второй группе.
Цель: выяснить, зависит ли
выталкивающая сила от объема погруженной в жидкость части тела.
Оборудование: сосуд с водой,
динамометр, небольшое тело из пластилина, нить.
Порядок
выполнения работы:
- Определите вес тела в воздухе Р1.
- Погрузите тело на половину в воду и
определите вес тела в воде Р2.
- Определите выталкивающую силу Fвыт 1
= P1 – P2.
- Опустите тело полностью в воду и
определите вес тела в воде Р3.
- Определите выталкивающую силу Fвыт 2
= P1 - P3.
- Сравните выталкивающие силы: Fвыт 1 и
Fвыт2. Сделайте вывод о зависимости (независимости)
выталкивающей силы от объема погруженной в жидкость части тела.
Задание третьей группе.
Цель:
выяснить, зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости, в которую
погружено тело.
Оборудование:
динамометр, нить, сосуд с водой, сосуд с раствором соли, небольшое тело.
Порядок выполнения работы:
- Определите вес тела в воздухе Р1.
- Опустите тело полностью в сосуд с водой и
определите его вес в воде Р2.
- Повторите этот опыт с раствором соли.
- Определите выталкивающие силы в обоих
случаях и занесите результаты в таблицу:
Жидкость
|
Вес тела в воздухе, Р.
|
Вес тела в жидкости, Р1.
|
Выталкивающая сила
FА. = P – Р1.
|
вода
|
|
|
|
раствор соли
|
|
|
- Чем отличаются эти жидкости?
- Что можно сказать о выталкивающих силах,
действующих на тело в различных жидкостях?
- Сделайте вывод о зависимости
(независимости) выталкивающей силы от плотности жидкости.
Задание четвёртой группе.
Цель:
выяснить, зависит ли выталкивающая сила от глубины погружения тела внутри
жидкости.
Оборудование: сосуд с водой, алюминиевый цилиндр, нить, динамометр.
Порядок выполнения работы:
- Определите вес тела в воздухе Р1.
- Определите вес тела в воде на глубине h1
и на глубине h2, большей, чем h1, Р2.
- Рассчитайте выталкивающую силу,
действующую на тело на разной глубине. Результаты измерения и расчета
занесите в таблицу:
Глубина погружения
|
Вес тела в воздухе, Р.
|
Вес тела в воде, Р1.
|
Выталкивающая сила
FА. = P – Р1.
|
h1
|
|
|
|
h2 > h1
|
|
|
- Сравните выталкивающие силы, действующие
на тело на разной глубине.
- Сделайте вывод о зависимости
(независимости) выталкивающей силы от глубины погружения тела в
жидкость.
Задание 5й группе
Цель: выяснить,
зависит ли выталкивающая сила от формы тела, погруженного в жидкость.
Оборудование:
кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.
Порядок выполнения задания:
1.
Кусочку пластилина
придайте форму шара.
2.
определите вес тела в
воздухе Р1.
3.
Опустите тело в воду и
определите вес тела в воде Р2.
4.
Определите выталкивающую
силу, действующую на тело.
5.
Измените форму тела (куб,
цилиндр,…).
6.
Повторите опыт. Результаты
измерений и вычислений занесите в таблицу:
Номер опыта
|
Вес тела в воздухе, Р.
|
Вес тела в воде, Р1.
|
Выталкивающая сила
FА. = P – Р1.
|
1.
|
|
|
|
2.
|
|
|
7.
Сравните силы и сделайте
вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от формы тела.
Подготовьте краткий отчет о проделанной
работе.
По ходу отчетов каждой группы на доске заполняется
схема:
ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ
СИЛА
|
ЗАВИСИТ
ОТ
|
НЕ
ЗАВИСИТ ОТ
|
объема
тела;
плотности
жидкости;
|
Формы
тела
плотности
тела;
глубины
погружения тела
внутри
жидкости.
|
Молодцы! Все группы справились со своими заданиями.
Итак
мы узнали об архимедовой силе достаточно много. Осталось получить ответ еще
на 2 вопроса: как возникает эта сила и по какой формуле ее можно рассчитать.
Объем тела (для
простоты параллелепипеда или цилиндра) равен V=hS
Запишите формулы для
сил давления жидкости F1 и давления жидкости р1 на верхнюю грань (S - площадь у верхней и нижней грани, ρж - плотность жидкости)
|
F1 = р1S
р1 = ρжgh1
|
Запишите формулы для
сил давления жидкости F2 и давления жидкости р2 на нижнюю грань.
|
F2 = р2S
р2 = ρжgh2
|
Подставьте в формулу FА записанные
формулы
Вынесите за скобки общий множитель.
|
FА = ρжgh2S – ρжgh1S
FА = ρжgS(h2 – h1)
|
Что представляет собой разность в скобках? (см. рис.
48). Запишите формулу с учетом вашего ответа
|
FА = ρжgSh
|
Запишите формулу для FА.
учитывая что объем тела Vт=hS
|
FА = gρжV
|
Запишите формулу
массы жидкости, вытесненной телом (в объеме погруженной части тела).
Запишите формулы для
FА с учетом формул mж
|
mж
= ρжV
FА = gmж
|
Запишите формулу
веса жидкости, вытесненной телом (используйте введенные обозначения)
Запишите формулы для
FА с учетом формул Pж
|
Pж = gmж
FА =Pж
|
Т.к.
FА. = P – Р1.,
то
Р1 = P -
FА,
Т.о.
вес тела в жидкости Р1 будет меньше веса тела в
воздухе P= gm (m-масса тела) на величину gmж (mж-масса
жидкости или газа, вытесненной телом)
Р1 =
gm - gmж
Т.о.
если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своём весе столько
сколько весит вытесненная им жидкость (или газ).
Планируемые
результаты:
развитие научной
любознательности, интереса к исследовательской деятельности (личностные); принимать
цели совместной деятельности, организовывать действия по её достижению:
распределять роли, обсуждать процессы и результаты совместной работы;
обобщать мнения нескольких людей; понимать и использовать преимущества
командной и индивидуальной работы при решении конкретной физической проблемы (метапредметные);
проводить исследование зависимости одной физической величины от другой
с использованием прямых измерений выталкивающей силы от объёма
погружённой части тела и от плотности жидкости, её независимости от
плотности тела, от глубины, на которую погружено тело; соблюдать правила
техники безопасности при работе с лабораторным оборудованием; описывать
изученные свойства тел и физические явления, используя физические величины
(масса, объём,
плотность вещества, сила упругости, сила тяжести, вес тела, давление
жидкости, выталкивающая сила), находить формулы, связывающие данную физическую
величину с другими величинами(предметные)
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.