Архимедова сила.

7-й класс

Цели:

1. Обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости; установить, от каких факторов она зависит; установить формулу расчета архимедовой силы.

2. Повышать интерес к изучению физики, развивать умение видеть изучаемые явления в природе, навыки проведения экспериментов, логическое мышление.

3. Воспитывать чувство коллективизма, взаимопомощь в группе, упорство и настойчивость при поиске ответа, развивать речь.

Форма урока: урок изучения новой темы в форме сотрудничества.

Оборудование:

• сосуды с пресной и соленой водой, пластилин;

• наборы тел равного объема и разной плотности; тел разного объема.

Форма проведения: работа в микрогруппах, урок проведения экспериментов при изучении новой темы.

Ход занятия

1. Организационный момент.

Представление формы проведения урока, напоминание правил ТБ при работе с приборами.

2. Выяснение темы урока при помощи эксперимента.

Измерьте вес цилиндра в воздухе Р₁ теперь опустите это тело в воду и снова измерьте его вес. Что вы установили? (Вес тела в воде меньше, чем в воздухе.)

Почему вес тела в жидкости меньше? (Существует сила, выталкивающая тело из жидкости, т.е. направленная вверх.)

Верно. Сила, выталкивающая тело из жидкости, называется архимедовой в честь великого древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение. Тема нашего сегодняшнего урока: Изучение архимедовой силы.

Запишите тему урока в тетради. Запишите сразу же домашнее задание.

3. Цель нашего урока: определить, от чего зависит и от чего не зависит архимедова сила, установить формулу расчета, научиться решать задачи.

Повторим еще раз измерения: вес тела в воздухе 4Н, вес того же тела в воде - 2Н. Чему равна архимедова сила? (Чтобы найти архимедову силу, нужно из веса в воздухе, вычесть вес тела в воде.)

Запишем эту формулу. Как обозначить архимедову силу?

F_a = P₁ - P₂. Изобразим эту силу на рисунке: на тело действует сила тяжести, приложенная к центру тела и направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх.

От чего зависит или не зависит архимедова сила? Чтобы ответить на этот вопрос, проведем эксперименты.

1 группа. Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры равного объема, нить.

Задание:

1. Определите архимедовы силы, действующие на каждое тело.

2. Сравните плотности тел и архимедовы силы, действующие на тела.

3. Сделайте вывод о зависимости или независимости архимедовой силы от плотности тел.

2 группа. Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

Задание:

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое тело.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод о зависимости или независимости архимедовой силы от объема тела.

3 группа. Оборудование: сосуд с простой водой и соленой водой, цилиндр, нить, динамометр.

Задание:

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в простой воде и соленой воде.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод о зависимости или независимости архимедовой силы от плотности жидкости.

4 группа. Оборудование: мензурка с водой, цилиндр, нить, динамометр.

Задание:

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело на глубине h₁ и на глубине h₂.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод о зависимости или независимости архимедовой силы от глубины погружения тела.

5 группа. Оборудование: сосуд с водой, пластилин, нить, динамометр.

Задание:

1. Кусочку пластилина придайте форму куба, шара, цилиндра.

2. Поочередно определите архимедовы силы, действующие на пластилин определенной формы.

3. Сравните эти силы.

4. Сделайте вывод о зависимости или независимости архимедовой силы формы тела.

Каждая группа поочередно отчитывается о своей работе и сообщает свои выводы.

Запишем выводы в тетради и на доске:

4. Теперь мы с вами должны установить формулу расчета архимедовой силы. Для этого все вместе проведем эксперимент.

Оборудование: ведерко Архимеда, цилиндр, динамометр, нить, стакан для отлива воды.

Эксперимент: Нальем в ведерко Архимеда воды до краника. Опустим цилиндр на динамометре в воду. Что произойдет с водой? Как изменились показания динамометра? (Часть воды выльется. Показания динамометра уменьшились, так как вес тела стал меньше.)

Чему равен объем вытесненной воды? (Объем вытесненной воды равен объему тела, опущенного в воду.)

Рассчитаем Архимедову силу, действующую на тело:
F_a = P₁ - P₂ = 4Н - 2Н = 2Н.

А теперь определим вес вытесненной воды:
P_{вытесненной жидкости} = mg = Vg = 2Н.

Объем вытесненной жидкости определим при помощи измерительного цилиндра.

Сравните архимедову силу и вес вытесненной жидкости. Запишите формулу расчета архимедовой силы:
F_a = g_жV_тела, F_a = P_{вытесненной жидкости}.

5. Обобщим изученное нами на уроке и проверим наши знания.

СИЛА АРХИМЕДА

II в. до н.э.

F₃ = F₄

F₂ > F₁,

т.к. h₂ > h₁

F_A = F₂ - F₁ - выталкивающая сила

F_A = _жgVЗакон Архимеда:

_ж· V = m_ж

m_ж· g = P_ж

F_A = P_{в возд} - Р_{в жид}F_A = P_ж

Тестирование (раздаточный материал с тестом). Читаем вопрос и выбираем ответ:

1) Вес стальной детали в воздухе равен 3Н, а в воде 2,7Н. Определите архимедову силу, действующую на стальную деталь.

5,7Н

0,3Н

3Н

2,7Н

2) Железный и деревянный шары равных объемов бросили в воду. Сравните архимедовы силы, действующие на шары?

- На железный шар действует большая архимедова сила, так как его плотность больше.

- На деревянный шар действует большая архимедова сила, так как его плотность меньше.

- На железный и деревянный шары действуют одинаковые F_а, т.к. объемы равны.

3) Железное и деревянное тело равных масс бросили в воду. Равны ли выталкивающие силы, действующие на каждое тело?

- На деревянное тело действует большая выталкивающая сила, т.к. его объем больше.

- На железное тело действует большая выталкивающая сила, т.к. его объем больше.

- На тела действуют равные выталкивающие силы, т.к. равны массы тел.

4) К динамометру подвешено металлическое тело. В каком случае показания динамометра будут больше: если тело опустить в керосин или в воду?

- Больше в воде, т.к. ее плотность больше.

- Больше в керосине, т.к. его плотность меньше.

- Одинаково, т.к. объем тела не меняется.

5) Архимедова сила определяется формулой:

F_a = g_жV_тела

F_a = g_телаV_тела

F_a = gh

F_a = mg

Сделайте вывод: что такое архимедова сила и от чего она зависит? (Архимедова сила - сила, выталкивающая тело из жидкости, зависит от плотности жидкости и объема погруженного тела.)

Изменится ли архимедова сила, действующая на тело, если тело не полностью погружено в жидкость, а лишь наполовину? (Архимедова сила будет меньше, так как объем тела в жидкости будет меньше.)

6. Решение задачи у доски.

1) С какой силой выталкивается кусок дерева массой 800 г при его полном погружении в воду?

Дано:

СИ

Решение:

m = 800 г

0,8 кг

На тело действует архимедова сила: F_a =g_жV_тела.

r_д = 400 кг/м³

Найдем объем тела из формулы плотности: V = m/r.

r_в = 1000 кг/м³

Проводим вычисления.

Найти: F_a.

7. Подведение итогов урока. Выставление отметок.

Список литературы.

1. Ерунова Л. И. Урок физики и его структура при комплексном решении задач обучения. Книга для учителей. М., просвещение.,1988г. 160с

2. Малафеев Р, И. проблемное обучение физике в средней школе: Из опыта работы. Пособие для учителей. М.,Просвещение,1980г. 127с.

3. Осмоловская И.М. Организация дифференцированного обучения в современной общеобразовательной школе. М.,Воронеж. Издательство НПО "МОДЕК",1998г. 160с.

4. Постников А.В. Проверка знаний учащихся по физике: 6-7 класс. Дидактический материал. Пособие для учителей. М.,Просвещение.,1986г. 208с.

5. Шевцов В. А. физика. 7 класс: поурочные планы по учебнику А, В. Перышкина. Волгоград., Учитель., 2005г. 303с.

6. Малафеев Р, И. Творческие задания по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М., "Просвещение".1971. 88с.

7. Волков В.А., Полянский С.Е. Поурочные разработки по физике к учебникам А. В. Перышкина, "М.: Дрофа";

8. С, В, Громова, Н, А, Родиной "М,: Просвещение" 7 класс,- М,: ВАКО 2005. -304 с.

9. Родина Н. А. и др. Самостоятельная работа учащихся по физике в 7-8 классах средней школы. Дидактический материал. М., Просвещение., 1991г., 128с.