Урок физики "Архимедова сила"

Цель урока: выяснить, от чего зависит выталкивающая сила, действующая на тело в жидкости и газе; научиться рассчитывать эту силу; формировать умение наблюдать физические явления, анализировать их, делать выводы, развивать экспериментальные навыки; активизировать познавательную учащихся путём решения проблемных задач; раскрыть роль Архимеда в развитии физики; привлечь интерес к предмету, способствовать чтению дополнительной литературы.

1. Проверка знаний.

 - заполнение таблицы на доске.

 - - Качественные задачи (ответы с места)

собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу, она не может его сдвинуть с места. Почему?

Ходить по берегу, усеянному галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

Для подводных лодок устанавливается предельная глубина погружения. Чем объяснить существование такого предела?

Расчётная задача (у доски; на доске изображён параллепипед площадью основания 0, 5 м², погружённый в сосуд с водой, глубина указана). Что можно сказать о модулях сил, действующих на боковые грани параллелепипеда?

Вычислите силу, действующую на верхнее основание параллелепипеда.

Вычислите силу, действующую на нижнее основание.

С какой силой параллелепипед выталкивается из воды?

- - Фронтальный опрос.

Какие известные вам из жизни явления указывают на существование выталкивающей силы?

Как доказать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело, погружённое в жидкость?

Генерал нырнул в воду «солдатиком» и подвергся действию выталкивающей силы. Можно ли сказать, что вода выталкивала генерала в шею? (ответ: нет, в подмётки)

 - - Фронтальный ученический эксперимент:

 показать на опыте, что на тело, находящееся в жидкости, действует выталкивающая сила.

Оборудование: динамометр, стакан с водой, груз.

 - - Проверка таблицы и задачи на доске.

2. Объяснение нового материала.

Итак, каждый в своей жизни наблюдал явление, которые указывают на существование выталкивающей силы. Посмотрим ещё раз.

 Опыт 1:На равноплечем рычаге уравновесить в воздухе 2 груза (металлический и фарфоровый). Подставить один из сосудов, заполненных водой, под металлический груз и поднять сосуд так, чтобы груз опустился в воду. Почему, нарушается равновесие системы? (Ответ: на груз, погружённый в воду, действует выталкивающая сила).

Опыт 2: То же самое проделать со вторым грузом. Равновесие снова нарушилось. Почему?

Опыт 3: К обоим грузам поднести сосуды с водой и поднять их так, что бы началось погружение тел. Равновесие системы опять нарушается.

Проблема: почему нарушается равновесие уравновешенного в воздухе рычага с грузами одинакового веса, но различного V, помещёнными в жидкость? ( ответы учащихся: на тела действуют разные выталкивающие силы)

Итак, на тела действуют различные выталкивающие силы. Почему?

Выясним, от чего они зависят?

(Запись в тетради темы урока).

Опыт 4: (с ведерком Архимеда)

Обратите внимание на то, что объём цилиндра равен ёмкости жидкости в ведёрке.

Почему сократилась пружина при погружении цилиндра в воду?

Что нужно сделать, что бы пружина заняла первоначальное положение? Как это можно сделать?

 Опыт 5: повторить опыт с другой жидкостью.

 Опыт 6: погрузить цилиндр частично.

Закон ( работа с учебником)

 Тело, погружённое в жидкость (или в газ) , выталкивается вверх с силой, равной весу этой жидкости ( или газа) в объёме тела или погружённой его части.

Весь материал – смотрите документ.

Архимедова сила.

Цель урока: выяснить, от чего зависит выталкивающая сила, действующая на тело в жидкости и газе; научиться рассчитывать эту силу; формировать умение наблюдать физические явления, анализировать их, делать выводы, развивать экспериментальные навыки; активизировать познавательную учащихся путём решения проблемных задач; раскрыть роль Архимеда в развитии физики; привлечь интерес к предмету, способствовать чтению дополнительной литературы.

1.Проверка знаний.

- заполнение таблицы на доске.

--Качественные задачи (ответы с места)

• собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу, она не может его сдвинуть с места. Почему?

• Ходить по берегу, усеянному галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

• Для подводных лодок устанавливается предельная глубина погружения. Чем объяснить существование такого предела?

• Расчётная задача (у доски; на доске изображён параллепипед площадью основания 0,5 м², погружённый в

сосуд с водой, глубина указана).

120 см 80 см

• Что можно сказать о модулях сил, действующих на боковые грани параллелепипеда?

• Вычислите силу, действующую на верхнее основание параллелепипеда.

• Вычислите силу, действующую на нижнее основание.

• С какой силой параллелепипед выталкивается из воды?

--Фронтальный опрос.

• Какие известные вам из жизни явления указывают на существование выталкивающей силы?

• Как доказать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело, погружённое в жидкость?

• Генерал нырнул в воду «солдатиком» и подвергся действию выталкивающей силы. Можно ли сказать, что вода выталкивала генерала в шею? (ответ: нет, в подмётки)

--Фронтальный ученический эксперимент:

показать на опыте, что на тело, находящееся в жидкости, действует выталкивающая сила.

Оборудование: динамометр, стакан с водой, груз.

--Проверка таблицы и задачи на доске.

2. Объяснение нового материала.

Итак, каждый в своей жизни наблюдал явление, которые указывают на существование выталкивающей силы. Посмотрим ещё раз.

Опыт 1:На равноплечем рычаге уравновесить в воздухе 2 груза (металлический и фарфоровый). Подставить один из сосудов, заполненных водой, под металлический груз и поднять сосуд так, чтобы груз опустился в воду. Почему, нарушается равновесие системы? (Ответ: на груз, погружённый в воду, действует выталкивающая сила).

Опыт 2: То же самое проделать со вторым грузом. Равновесие снова нарушилось. Почему?

Опыт 3: К обоим грузам поднести сосуды с водой и поднять их так, что бы началось погружение тел. Равновесие системы опять нарушается.

Проблема: почему нарушается равновесие уравновешенного в воздухе рычага с грузами одинакового веса, но различного V, помещёнными в жидкость? ( ответы учащихся: на тела действуют разные выталкивающие силы)

Итак, на тела действуют различные выталкивающие силы. Почему?

Выясним, от чего они зависят?

(Запись в тетради темы урока).

Опыт 4: (с ведерком Архимеда)

Обратите внимание на то, что объём цилиндра равен ёмкости жидкости в ведёрке.

• Почему сократилась пружина при погружении цилиндра в воду?

Что нужно сделать, что бы пружина заняла первоначальное положение? Как это можно сделать?

Опыт 5: повторить опыт с другой жидкостью.

Опыт 6: погрузить цилиндр частично.

Закон ( работа с учебником)

Тело, погружённое в жидкость (или в газ) , выталкивается вверх с силой, равной весу этой жидкости ( или газа) в объёме тела или погружённой его части.

m_ж=p_ж*Vт_

Р_ж=m_ж*g Р_ж=p_ж*g*Vт

Fa=P_ж Fa=p_ж*g*V_п.ч.т.

Определим вес тела, погружённого в жидкость (или газ). Т.к. две силы, действующие на тело в этом случае, направлены в противоположные стороны (сила тяжести и Архимедова сила), то вес тела в жидкости Р1 будет меньше веса тела в вакууме Р=m*g. Можно записать: Р₁=Р—Fа, где Fa=m_ж*g- выталкивающая сила. Таким образом, если тело погружено в жидкость (или газ), оно теряет в своём весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ).

3. Закрепление.

Легенда об Архимеде в стихах. См.приложение.

После поэмы: случайно открыт закон?

Случайности выпадают подготовленным умам.

4.Домашнее задание:

записи в тетради; §38, стр.183.