Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело. Лабораторная работа «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Вес тела в воздухе Р, Н

Вес тела в жидкости

Выталкивающая сила F, Н

Насыщенный раствор соли в воде

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ.

Цели : обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определить выталкивающую силу.

Приборы и материалы : динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Указание к работе:

1. Согласно закону Архимеда на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила F A , равная весу mg вытесненной жидкости:

F A = mg . (1)

Для сравнения архимедовой силы с весом тела нужно измерить вес тела P с помощью динамометра и вычислить архимедову силу F A . архимедова сила F A определяется по формуле:

F A = mg =  Vg (2),

где  - плотность воды ( = 1000 кг/м 3 ), V - объем вытесненной телом воды, g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с 2 ).

Объем V вытесненной воды можно измерить с помощью измерительного цилиндра как разность уровня воды при погружении в него исследуемого тела и без тела.

Архимедову силу FA , действующего на тело, тонущее в воде, можно найти, измерив с помощью динамометра вес тела P в воздухе и силу P 1 , удерживающую тело в равновесии при погружении его в воду:

P = F A + P 1 , F A = P - P 1 .

2. Измерьте вес Р первого тела с помощью динамометра.

3. Измерьте силу P 1 , действующую на крючок динамометра при полном погружении тела в воду. Для этого укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему груз. Поставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не окажется под водой. Это будет вес тела в воде.

4. Вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.

5
. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и вычислите выталкивающую силу.

6. Подвесьте к динамометру другое тело и проделайте п.2 – п.5

7. Результаты измерений и вычислений запишите в отчетную таблицу.

Жидкость

Вес тела в воздухе

Вес тела в жидкости

Выталкивающая сила

F , Н F =P -P 1

Р ’

P’’

P 1 ’

P 1 ’’

F’

F’’

Вода

Насыщенный раствор соли в воде

На основе выполненных опытов сделайте выводы.

Контрольные вопросы.

1. В какой воде и почему легче плавать: в морской или речной?

2. Подвешенный на нити стальной брусок погружен в воду. Назовите взаимодействующие тела и силы, действующие на брусок. Изобразите эти силы графически.

3. Объем куска железа 0,1 м 3 . Какая выталкивающая сила будет на него действовать при полном погружении в керосин?

Цели:

измерить выталкивающую силу, действующую на тело, погруженное в жидкость;
развивать навыки самостоятельной индивидуальной работы и работы в группе, умение сравнивать, наблюдать;
воспитывать самостоятельность делать выводы, подходить творчески к выполнению эксперимента, повысить познавательный интерес к науке.

Задачи:

проверять теоретические предположения экспериментально, рассчитывать F А – силу Архимеда;
развивать умение логически мыслить, сопоставлять, сравнивать, самостоятельно делать выводы;
проявлять инициативу, активность, самостоятельность, творческий интерес.

Оборудование: компьютер, установочный диск «Лабораторные работы по физике»; мензурка, весы, разновески, тела – алюминиевый и латунный одинакового объема, динамометр.

План урока:

№ п		Методы и приемы
1.	Повторение вопросов о выталкивающей силе, действующей на погруженное в жидкость или газ тело	Беседа, фронтальный опрос.
2.	Изложение и закрепление материала.	Беседа, демонстрация опытов, лабораторная работа.
3.	Выталкивающая сила.. Сила Архимеда. Измерение F А	Применение учащимися научных методов: наблюдение, сравнение, сопоставление, выдвижение гипотез, теоретические выводы, экспериментальная проверка теоретического предвидения.
4.	Вопросы заданий.	Запись на карточках и в тетрадях.
5.	Задание на дом.	Запись на доске и в дневниках.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Мотивация. (Приветствие, отметка отсутствующих, сообщение темы, целей урока, прочтение эпиграфа)

– Тема сегодняшнего урока чрезвычайна важна и интересна. С выталкивающей силой, действующей на погруженное в жидкость или газ тело мы встречаемся очень часто – поэтому мы должны учитывать этот фактор при выполнении различных работ, определять величину выталкивающей силы и определять условия, влияющие на величину этой силы. Этому и посвящено сегодняшнее исследование.
Схема исследования: исходные факты – гипотеза – исследование научной литературы – проведение эксперимента – анализ результатов – выводы.

2. Актуализация знаний

3. Исходные факты: итак тело помещенное в жидкость становится «легче»

4. Выдвижение гипотезы: поскольку изменение действия силы на тело можно осуществить только действием другой силы, следовательно против силы тяжести действует противоположно направленная выталкивающая сила – наша цель определить величину этой силы и проверить формулу: F А .= ж V Т g
Из-за разности давлений в жидкости на разных уровнях возникает выталкивающая или архимедова сила

Рис. 1.15.3 поясняет появление архимедовой силы. В жидкость погружено тело в виде прямоугольного параллелепипеда высотой h и площадью основания S . Разность давлений на нижнюю и верхнюю грани есть:

Поэтому выталкивающая сила будет направлена вверх, и ее модуль равен

где V – объем вытесненной телом жидкости, а V – ее масса.

Архимедова сила, действующая на погруженное в жидкость (или газ) тело, равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом.

Это утверждение, называемое законом Архимеда , справедливо для тел любой формы.

Из закона Архимеда вытекает, что если средняя плотность тела т больше плотности жидкости (или газа) , тело будет опускаться на дно. Если же т < , тело будет плавать на поверхности жидкости. Объем погруженной части тела будет таков, что вес вытесненной жидкости равен весу тела. Для подъема воздушного шара в воздухе его вес должен быть меньше веса вытесненного воздуха. Поэтому воздушные шары заполняют легкими газами (водородом, гелием) или нагретым воздухом.

5. Выдвижение гипотез и следствия

На доске записано:

6. Эксперимент (лабораторная работа)

Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: "Один опыт я ставлю выше, чем тысяча мнений, рожденных только воображением". Поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы.
(На столах лежат приборы и все необходимое для проверки и проведения лабораторной работы).
Образцы карточек – памяток № 1-4, в которых дети будут записывать результаты, прилагается. По ходу работы по карточкам учитель записывает результаты на доске с комментариями (Приложение 1 ).

Таким образом, мы подтверждаем наши гипотезы и опыты ученых.
Проверим закон Архимеда, выполнив виртуальную лабораторную работу (Приложение 2 )

6. Итоги: проведенные работы подтвердили справедливость закона Архимеда.

Рефлексия:

1. Как можно на опыте определить, с какой силой тело, погруженное целиком в жидкость, выталкивается из жидкости?
2. Чему равна эта сила?
3. Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости и газы?
4. Как подсчитать архимедову силу?
5. От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?

7. Домашнее задание: §48, 49, упр. 24, стр. 119.

Литература : учебник «Физика 7» А.В. Перышкин, «Поурочные разработки по физике» В.А. Волков, С.Е. Полянский.

Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

Тип урока: Лабораторная работа: определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

Класс: 7, Перышкин: Учеб. Для 7 класса общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение, 2007.

Цели:

Образовательные:

Организовать деятельность учащихся по определению выталкивающей силы, действующей на тело погруженное в воду;

В ходе выполнения лабораторного эксперимента формировать у учащихся знание о зависимости выталкивающей силы от объема тела;

Сформировать знание о методе определения вычисления выталкивающей силы;

Научить определять выталкивающую силу при помощи измеренного веса тела в воздухе и в жидкости;

Сформировать умение собирать установку по определению выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело;

Воспитательные:

Обратить внимание учащихся на правильное оформлении лабораторной работы и поддержании порядка на рабочем столе.

Развивающие:

Развивать логическое мышление путем предложения ученикам самостоятельно делать вывод о проделанной работе.

Ход урока:

1.Организационный этап.(1 мин)

Здравствуйте!

Садитесь.

2.Актуализация знаний.(2 мин)

Давайте вспомним, что вы изучали на прошлом занятии.

3. Постановки целей и задач урока. (2 мин)

Ребята сейчас я Вам расскажу интересную историю. День выдался очень жаркий и Настя с Таней отправились купаться. Они долго плавали, а потом занялись изучением речного дна. Сколько разных камушков можно было найти! Один из них особенно заинтересовал сестер. Это был огромный булыжник, гладкий со всех сторон. Девочки решили вытащить его на берег. Девочки легко в воде перенесли камень ближе к берегу. Но вытащить его на сушу оказалось делом не простым. Камень был слишком тяжелым. Пришлось просить помощь у мальчишек. Общими усилиями добились своего и долго не могли нарадоваться своему успеху. Почему перенести камень ближе к берегу девочки смогли, а поднять его, чтобы вытащить на сушу не смогли?

А давайте проверим действительно ли вес тела в воде меньше чем в воздухе и определим величину силы действующей в воде.

4.Выполнение работы.(25 мин)

Откройте тетради и запишите тему урока

Лабораторная работа №7

Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Цель работы: обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё тело и определить выталкивающую силу.

Оборудование: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Пользуясь инструкцией к выполнению, определите выталкивающую силу, действующую на погруженное в жидкость тело и результаты занесите в таблицу

Жидкость	Вес тела в воздухе Р, Н	Вес тела в жидкости	Выталкивающая сила F, Н


Нас. рас. соли в воде

Здравствуйте!

Дети садятся.

Выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости Fa=mжg

В воде камень легче, так как на него действует направленная вертикально вверх выталкивающая сила. На берегу она действует со стороны воздуха, но меньше чем со стороны воды.

Ученики внимательно слушают инструктаж по выполнению работы и выполняют требования к работе.

Проделывают работу.

Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Цель работы : обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё тело и определить выталкивающую силу.

Оборудование : динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Ход работы:

1.Укрепите динамометр на штативе и подвести к нему на нити тело. Отметьте и запишите в таблице показание динамометра. Это будет вес тела в воздухе.

2.Подставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не окажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воде.

3.По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.

4.Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу, действующую на тоже тело.

5.Подвесте к динамометру тело другого объема и определите указанным способом(см. пункты 2 и 3) выталкивающую силу, действующую на него в воде.

6.Результаты запишите в таблицу.

7.На основе выполненных опытов сделайте выводы. От каких величин зависит значение выталкивающей силы?

Обоснование

Я считаю, что за работу можно поставить оценку «5».Потому что ученик написал цель и ход измерений, перечислил приборы с которыми выполняется измерение, собрал простую установку для выполнения измерений, пользовался измерительными приборами: определял цену деления шкалы, снимал показания, определил относительные и абсолютные погрешности, устранял действие побочных факторов, влияющих на результаты измерений, объяснил наблюдаемые физические явления, составил отчет о работе в виде таблицы. Знал устройство и принцип действия приборов, с которыми выполняются измерения, правило обращения с приборами, способы измерения данной физической величины. Самостоятельно анализировал полученные результаты и сделал вывод.

То есть ученик применил знания и умения I, II, III уровня.

Лабораторная работа №8.

Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

Почему яйцо

всплывает?

Цель: Изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости и объема тела.

Задачи урока:

1. Научить учащихся обнаруживать наличие силы, выталкивающей тело из жидкости, узнавать от каких факторов зависит (не зависит) величина выталкивающей силы и сформулировать закон Архимеда через установление зависимости силы Архимеда от объёма погруженного в жидкость тела и от плотности жидкости.
2. Воспитывать способность к целеустремлённой работе для достижения совместных и личных целей, воспитание толерантности и уважения к другому мнению, воспитание коммуникабельности.
3. Развивать приёмы активизации мыслительной деятельности – анализ, синтез, сравнение, обобщение и абстрагирование.