Презентация к уроку по физике (7 класс) на тему: Презентация "Действие жидкости и газа на погруженное в них тело". Основные вопросы урока

>>Действие жидкости и газа на погруженное в них тело

Если погрузить в воду мячик, наполненный воздухом, и отпустить, то мы увидим, как он тут же всплывет. То же самое произойдет и с щепкой, пробкой и многими другими телами. Какая сила заставляет их всплывать?

Когда тело погружают в воду, на него со всех сторон начинают действовать силы давления воды (рис. 130, а). В каждой точке тела эти силы направлены перпендикулярно его поверхности. Если бы все эти силы были одинаковы, то тело испытывало бы лишь всестороннее сжатие. Но на разных глубинах гидростатическое давление различно: оно возрастает с увеличением глубины. Поэтому силы давления, приложенные к нижним участкам тела, оказываются больше сил давления, действующих на тело сверху. Преобладающие силы давления действуют в направлении снизу вверх. Это и заставляет тело всплывать.

Отослано читателями из интернет-сайтов

Электронные издания онлайн, сборник конспектов уроков по всем классам, рефераты с физики 7 класса, книги и учебники согласно каленадарного планирования физики 7 класса

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Конспект урока по физике в 7 классе.

Тема: Действие жидкости и газа на погруженное в них тело.

Тип урока : комбинированный.

Цели урока:

образовательная: ознакомление школьников с новыми физическими явлением - действие жидкости на погруженное в нее тело; установление, от каких факторов зависит выталкивающая сила, от каких не зависит;

воспитательная: формирование познавательного интереса к физике; воспитание толерантного отношения друг к другу;

развивающая: формирование интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, систематизировать знания.

Задачи:

Формирование знаний о выталкивающей силе, умений применять полученные знания для решения качественных задач

Развитие исследовательских умений: ставить цели, наблюдать, анализировать, делать выводы

Формирование коммуникативных умений: взаимодействовать в паре, группе, высказывать свою точку зрения

Развитие рефлексивных умений: осуществлять самооценку, соотносить уровень своих знаний с требованиями программы.

обучение навыкам самостоятельного получения новых знаний;

формирование сознательной деятельности обучающихся при изучении нового материала;

формирование умения наблюдать, анализировать, делать выводы;

формирование навыков сотрудничества в процессе совместного познания.

Планируемые результаты:

Личностные: проявление эмоционально - ценностного отношения к учебной проблеме; творческого отношения к процессу обучения;

формирование интереса к познанию окружающего мира;

установление значения результатов своей деятельности для удовлетворения жизненных потребностей;

Метапредметные: овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий;

понимание различий между исходными фактами и гипотезами для их объяснения, овладение универсальными способами деятельности на примерах выдвижения гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез;

формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;

приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации.

Предметные: умение измерять выталкивающую силу, используя динамометр; различать в каких случаях эта сила больше(меньше); выяснить, от чего зависит сила.

Оборудование: динамометры, мензурки с водой, сосуд с раствором соли, нитка, пластилин, алюминиевые цилиндры, латунный цилиндр, парафиновый шарик.

Этапы урока

I. Организационный момент урока. - 4 мин.

II. Актуализация знаний (кроссворд). - 4 мин.

III. Мотивация, постановка проблемы - 2 мин.

IV. Исследование, эксперимент (самостоятельная работа учащихся). - 12 мин.

V. Обобщение и систематизация (заполнение таблицы) - 5 мин.

VI. Закрепление изученного (качественные задачи, загадки). - 6 мин.

VII. Рефлексия (тест). - 3 мин.

VIII. Заключение. Домашнее задание. - 1 мин.

Ход урока:

I. Организационный момент:

Здравствуйте, ребята! Садитесь!

Девизом нашего сегодняшнего урока послужит высказывание Иммануила Канта:

Без сомнения, все наше знание начинается с опыта.

Как известно, опыт и наблюдение - величайшие источники мудрости. А доступ к ним открыт для каждого из вас.

II. Актуализация.

Начнем наш урок с интеллектуальной разминки, которая поможет освежить ваши знания, необходимые сегодня при изучении новой темы. Для этого вам нужно вспомнить формулы вычисления следующих физических величин:

Вес тела.

Давление жидкости и газа.

Сила давления.

Масса тела.

Объем цилиндра.

Работа с формулами (найти соответствие):

I I I. Мотивация:

Попробуем использовать эти знания при изучении новой темы.

Эксперимент: В сосуде на дне лежит парафиновый шарик. Наливаем воду, парафиновый шарик всплыл.

Почему тело всплыло?

(на него действует сила, направленная вверх).

А действуют ли газы на тело, погруженное в них?

(да, например, воздушный шар). Если ребята затрудняются ответить на вопрос, можно продемонстрировать заранее спрятанный воздушный детский шарик.

Как мы можем сформулировать тему нашего урока?

Запишем тему нашего урока: «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело».

IV. Изучение нового материала (исследование, эксперимент)

Давайте экспериментально выясним, на все ли тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила?

Фронтальная работа:

На каждом столе у вас есть динамометр и металлический цилиндр.

Определите вес данного тела в воздухе Р1.

Не снимая с динамометра, погрузите это тело в воду и определите вес этого тела в воде Р2.

Сравните результаты и сделайте вывод. (Р2 < Р1).

Проблема: Почему вес тела в воде меньше веса тела?

(существует сила, действующая на тело в воде и направленная вверх)

● Таким образом, на любое тело, погруженное в жидкость или газ действует выталкивающая сила. (Записываем вывод в тетрадь). Эту силу ещё называют силой Архимеда. А почему, мы узнаем чуть позже.

- Подумайте, как можно это сделать?

/ответы учащихся - формулировка вывода на слайде для проверки/

Итак, мы выяснили, что на погруженное в жидкость или газ тело действует архимедова сила.

Продолжаем исследование; давайте-ка, подумаем, от каких факторов (физических величин) зависит выталкивающая сила?

Выдвижение гипотез: F A зависит от:

Плотности тела

Объёма тела

Плотности жидкости

От глубины погружения

От формы тела

А теперь давайте работать в группах, попробуем все эти гипотезы проверить экспериментально и выяснить, какие гипотезы верны.

Ведь как говорил наш соотечественник М. В. Ломоносов: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением».

Работа в группах.

Определим, от каких фактов зависит или не зависит выталкивающая сила.

Разбиваемся на небольшие группы по 4-5 человек. Каждая группа получает свое задание. Работаем в парах. У каждого из вас на парте имеется Лист исследования с заданием и инструкцией к его выполнению. Подпишите, пожалуйста, свой лист и приступайте к исследованию.

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:

5. Сравните плотности тел (см. табл. №2 стр. 50 учебника) и выталкивающие силы, действующие на тела_______________________________________________________________

Сделайте вывод о зависимости (не зависимости) выталкивающей силы от плотности тела или массы.

Вывод:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание второй группе.

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от объема тела.

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

Порядок выполнения задания:

Возьмите тело с меньшим объемом и

Погрузите это тело в воду и определите вес тела в воде Р2.

Повторите опыт с телом большего объема.

Определите выталкивающую силу в обоих случаях. Результате внесите в таблицу:

Сравните результаты и сделайте выводы о зависимости (независимости) выталкивающей силы от объема.

Задание третьей группе.

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от объема погруженной в жидкость части тела.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, небольшое тело, 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: Fвыт1 и Fвыт2. Сделайте вывод о зависимости (не зависимости) выталкивающей силы от объема погруженной в жидкость части тела.

Задание четвертой 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:

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 пятой 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:

Сравните выталкивающие силы, действующие на тело на разной глубине.

Сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость.

Задание шестой группе.

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от формы тела, погруженного в жидкость.

Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

Порядок выполнения задания:

Кусочку пластилина придайте форму шара.

определите вес тела в воздухе Р1.

Опустите тело в воду и определите вес тела в воде Р2.

Определите выталкивающую силу, действующую на тело.

Измените форму тела (куб, цилиндр…).

Повторите опыт. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Сравните силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от формы тела.

V . Обобщение и систематизация

По ходу отчетов каждой группы на доске таблица

Молодцы! Все группы справились со своими заданиями.

Впервые обратил внимание на существование этой силы древнегреческий учёный Архимед, живший в городе Сиракузы на Сицилии в III веке до нашей эры. А что этому предшествовало посмотрите сами...

(просмотр видеофрагмента)

Вот так Архимед нашёл решение задачи Гиерона. Поэтому силу, действующую на погруженные в жидкость или газ тела, мы называем Архимедовой силой.

V II . Закрепление изученного. (качественные задачи на слайдах)

1. Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже, стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1000 кг. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?

3. Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковороде?

4. Почему в недосоленом супе ощипаная курица тонет, а в пересоленом спасается вплавь?

VIII . Контроль и самоконтроль (рефлексия)

Итоговый тест: «Верю, не верю»

1. Выталкивающая сила действующая на погруженное в жидкость тело зависит от плотности тела.

2. Вес тела в жидкости меньше веса этого же тела в воздухе.

3. Выталкивающая сила также возникает и в газах.

4. В воду опущены два тела разной формы, но равные по объему. На первое тело действует большая выталкивающая сила.

5. Выталкивающая сила направлена вверх.

ОТВЕТЫ: -, +, +, - , + . (нет, да, да, нет, да)

X . Домашнее задание §48 (выучить определения и формулы). Записать в тетрадь три доказательства существования выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость.

Из повседневной жизни известно, что вес тела уменьшается, если погрузить его в воду. На этом явлении основано, например, плавание судов.

Воздушные шары поднимаются в воздух из-за существования некоторой силы, направленной противоположно силе тяжести. Силу, с которой жидкость или газ действуют на погружённое в них тело, называют также силой Архимеда . Рассмотрим природу этой силы.

Как известно, жидкость (или газ) оказывает некоторое давление на каждую точку поверхности тела, погружённого в неё. Но чем ниже точка, тем большее давление оказывается на неё.

Следовательно, на нижние грани тела оказывается большее давление, чем на верхние. Значит, сила, действующая на тело снизу, больше силы, действующей на него сверху.

Значит, жидкость (или газ) действует на погружённое в неё тело с некоторой силой, направленной вверх. Отметим, что если нижняя поверхность тела плотно прилегает к дну сосуда с жидкостью, то жидкость действует на тело с силой, направленной вниз, так как тогда она будет давить только на верхнюю часть тела, не проникая под нижнюю. Тогда сила Архимеда отсутствует.

Величина силы Архимеды, действующей на тело

Рассмотрим величину силы Архимеда, действующей на тело, погружённое в жидкость или газ. Заменим (мысленно) тело жидкостью (или газом) в объёме этого тела. Очевидно, этот объём находится в покое относительно окружающей жидкости (или газа).

Получается, что сила Архимеда, действующая на данный объём, равна силе тяжести по модулю и противоположна по направлению.

Отсюда вывод: сила Архимеда, действующая на тело, погружённое в жидкость или газ, по модулю равна весу жидкости или газа в объёме этого тела, и противоположна по направлению, т.е. её можно рассчитать по формуле p*g*V, где р – плотность жидкости или газа, g – ускорение свободного падения, V– объём тела.

Для газа это, правда, не всегда верно, т.к. его плотность на разных высотах разная. Из этой формулы вытекает, что если средняя плотность тела больше плотности жидкости (или газа), в которую погружено тело, то вес тела больше веса жидкости в его объёме, и тело тонет

Если средняя плотность тела равна плотности жидкости или газа, тело находится в покое в толще жидкости или газа, не всплывает и не тонет, т.к. сила Архимеда уравновешивается силой тяжести, действующей на тело; если же средняя плотность тела меньше плотности жидкости или газа, тело плавает.

Пример задачи

Рассмотрим пример. Алюминиевый цилиндр имеет в воздухе вес 54 Н, а в некоторой жидкости – 40 Н. Определите плотность жидкости.

Решение. Найдём объём цилиндра: V=P/g/p, где V – объём, P - вес тела, p1 – плотность тела, т.е. V=54 Н: 10 Н/кг: 2700 кг/м3 = 0,002 м3

Найдём силу Архимеда, равную разности весов в воздухе и в воде.

Тема: «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело»

Цель: Формирование знаний у учащихся о Архимедовой силы.

Задачи :

1.Обучающая : формировать понятие об архимедовой силе, учить выводу правила для вычисления архимедовой силы.

2.Развивающая : развивать научность мышления, умение анализировать, сравнивать, выделять главное, применять знания при решении задач.

3.Воспитывающая : формировать научное мировоззрение у учащихся путём изучения закономерностей протекания физических процессов, необходимых для успешного усвоения последующих тем курса физики, воспитание самостоятельности, добросовестного отношения к учебному труду.

Вид урока : комбинорованный.

Прогнозируемый результат: знать в полном объёме теоретический материал по данной теме, уметь классифицировать полученные знания в единую сиситему, осознанно применять полученные знания на практике.

Оборудование : интерактивная доска, компьютеры, набор для изучения архимедовой силы, динамометры, бланки с алгоритмом действий при выполнении экспериментальной работы.

План урока.

I . Организационный момент.-2мин

II . Повторение пройденного материала (мини тест).-5мин

III . Изучение нового материала.

1.Презентация новой темы

2.Задание практического характера (экспериментальная работа).-15мин

МИНУТКА ОТДЫХА

3. Теоретическое доказательство существования выталкивающейсилы - 10 мин.

4.Закрепление знаний.

IV .Домашнее задание.-1мин

V .Подведение итогов урока.-4мин

Ход урока.

I .Организационный момент.

II .Повторение пройденного материала.

Мини тест.

На интерактивной доске задания мини теста по теме «Закон Паскаля. Давление жидкости»

Задание: выполнить тест (СЛАЙД 1).

1 ВАРИАНТ

2 ВАРИАНТ

1. От чего зависит давление жидкости?

А.от плотности и высоты столба жидкости

Б. от формы сосуда

В. от плотности жидкости

2. Продолжите фразу:

«Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся ими во всех направлениях….»

А. в зависимости от направления

Б. без изменения

В. в зависимости от глубины жидкости.

3С глубиной давление жидкости….

А. не изменяется

Б. уменьшается

В. увеличивается

4. Формула силы тяжести

1. Между молекулами жидкости существуют силы

А. взаимного притяжения

Б. взаимного отталкивания

В. взаимного притяжения и отталкивания

2. Единица измерения давления.

3..Давление, производимое на жидкость или газ,передается по всем направлениям без изменения.

А.Закон всемирного тяготения.

Б.Закон Торричелли.

В.Закон Паскаля.

4. Формула давлеия жидкости

Проверка теста с самостоятельным выставлением оценки. На интерактивной доске ответы к тесту (СЛАЙД 2)

Код правильных ответов

1 Вариант: 2 Вариант:

Учитель: Поднимите руки, кто выполнил тест без единой ошибки?

Кто выполнил тест с одной ошибкой?

Кто выполнил тест, сделав 4 ошибки?

III . Изучение нового материала.

Учитель: Мы с вами говорили о давлении жидкости, о передаче давления в жидкостях и газах. Сегодня мы продолжим разговор о дейстии жидкости и газов.

Фронтальная экспериментальная работа. (СЛАЙД 3)

У вас на столах есть динамометр, тело (металлический цилиндр), стакан с водой. Определите вес тела в воздухе и жидкости. Сравните полученные данные.

Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

Вес тела в воде меньше, чем в водухе.

Вот по этой причине мы можем в воде свободно поднять те предметы. которые с трудом поднимаем в воздухе. Так какое же дейтвие оказывает жидкость на погруженное в неё тело? Именно это мы и попытаемся выяснить на уроке, тема которого звучит так «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело». (СЛАЙД 4).

А какие же цели мы можем поставить перед собой на этом уроке?

Как направлена эта сила?

От чего она зависит?

ОПЫТ: С теннисным шариком.

Шарик погружен в воду. Что с ним произойдёт если отпустить шарик? Следовательно со стороны воды на шарик действовала какая-то сила? Как мы можем назвать её? (Выталкивающая сила)

Каково её направление? (вверх)

В тетрадь записать: выталкивающая сила всегда направлена вверх (против какой силы?) против силы тяжести. (СЛАЙД 5)

Попробуем выяснить от чего зависит выталкивающая сила?( СЛАЙД 6)

Экспериментальная работа.

Перед вами на столах находятся приборы и листы с алгоритмом действий при выполнении работы. Вам необходимо по этому алгоритму выполнить работу и сделать вывод.

Выясните, зависти ли выталкивающая сила от объёма тела.

Указание.

Определите вес тел в воздухе.

Измерьте выталкивающую силупогрузив в воду сначало тело большего объёма, а затем - тело меньшего объёма.

Выясните, зависти ли выталкивающая сила от плотности жидкости, в которую погружают тело.

Указание.

Погрузите одно и то же тело сначала в воду, а затем – в раствор соли и измерьте выталкивающую силу в обоих случаях.

Ответьте на вопрос: «В каком случае выталкивающая сила оказалась больше?»

Сделайте вывод: «Зависит ли выталкивающая сила от объёма тела».

3. Выясните, зависти ли выталкивающая сила от рода вещества, погружаенного в жидкость тела.

Указание.

Определите вес тела в воздухе.

Измерьте выталкивающую силу, погрузив в воду сначало тело большей плотности, а затем - тело меньшей плотности.

Сравните выталкивающие силы, действующие на тела и сделайте вывод: «Зависит ли выталкивающая сила от плотности тела».

Опрос по экспериментальной работе. Выводы по каждому заданию

и общий. Вывод на экран (СЛАЙД 6) Записать в тетрадях.

ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА

Не зависит от	Зависит от
ПЛОТНОСТИ ТЕЛА	1.ОБЪЕМА ТЕЛА
	2.ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ

Учитель: Мы с вами достаточно хорошо и плодотворно потрудились, следовательно нам нужен небольшой отдых.

3.ФИЗКУЛЬТМИНУТКА. (СЛАЙД 7)

Теоретическое доказательство существования выталкивающейсилы

Учитель: Экспериментально мы доказали существование вталкивающей силы и даже выяснили от чего она зависти. Теперь выведем формулу для расчёта выталкивающей силы. (СЛАЙД 8)

На экране рисунок тела, погруженного в воду.

Учитель: Чтобы было легче рассуждать выберем тело в виде паррлалилепипеда с основаниями, параллельными поверхности жидкости.

Рассмотрим силы, действующие на грани тела. На боковые грани тела, погрженного в жидкость действуют равные силы. Почему эти силы равные и уравновешивают друг друга?

На нипжнюю и верхнюю грани тоже действуют силы, но они не равны между собой, т.к. высота столба жидкости, действующая на нижнюю и верхнюю

грани разные

НА ДОСКЕ: р 1 =F 1 /S р 2 =F 2 /S = F 1 = р 1 S F 2 = р 2 S
р 1 = ρgh 1 р 2 = ρgh 2

F выт = F 2 – F 1 = р 2 S - р 1 S = Sρgh 2 - Sρgh 1 = ρgV 2 - ρgV 1 = ρgV, где V- объём параллилепипеда, а ρ – плотность жидкости

Т.е. F выт = ρ ж gV

ρ ж g =m = F выт = mV = Р ж , где Р ж – вес жидкости в объёме погруженного тела.

(СЛАЙД 9) Выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погруженного в неё тела. – в тетрадь

Действие жидкости на погруженное в жидкость тело подробно исследовал древнегреческий учный Архимед. В его честь исследованную нами силу назвали архимедовой силой (F а ). (СЛАЙД 10 о Архимеде).

Жидкости на тело давят,
Вверх его все поднимают,
При этом силу создают,
Что Архимедовой зовут!
Ее считать умеем мы:
Надо знать лишь вес воды,
Что то тело вытесняет -
Все закон нам объясняет.
Открыл его великий грек.
Ему имя - Архимед!

Повторим от каких величин она зависит.

Учитель: На тело находящееся в газе тоже действует выталкивающая (архимедова сила), которая равна весу газа в объёме этого тела, и которая тоже завист от плотности газа и объёма тела.

Может кто- то может привести примеры проявления силы Аархимеда в жизни (мыльные пузыри, воздушные шары) (СЛАЙД 11 – записать в тетрадь) Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу и равна весу жидкости или газа, взятого в объёме этого тела.

Ребята, давайте вернёмся к целям, которые мы поставили пред собой вначале урока.

Выяснить какая сила действует со стороны жидкости на погруженное в неё тело?

Как направлена эта сила?

От чего она зависит?

Скажите мы достигли поставленных перед собой целей?

ОСТАЛОСЬ ТОЛЬКО ПРИМЕНИТЬ ЗНАНИЯ НА ПРАКТИКЕ.

Вопросы со СЛАЙДА 12:

В какой воде легче плавать - в морской или речной? Почему?

Сжимая плавательный пузырь, рыба может подниматься или опускаться в воде. Как это можно объяснить?

Алюминиевый и медный бруски имеют одинаковые массы. Какой из них легче поднять в воде?

Ребята, наш урок подходит к концу.

Если вы поняли тему и у вас не осталось вопросов, то поднимите точку, если осталось что – то непонятно – знак вопроса.

Учитель: Запишите домашнее задание (СЛАЙД 13 ) §48 вопросы.

Желающие могут сделать небольшое сообщение и презентацию о Архимеде; о плавании судов и воздухоплавании.

ОЦЕНКИ с коментарием

В ходе этого урока путем экспериментов и рассуждений мы убедимся в том, что на погруженные в жидкость или газ тела действует сила, направленная вверх, и научимся вычислять ее значение.

Тема: Давление твердых тел, жидкостей и газов

Урок: Действие жидкости и газа на погруженное тело

Всем известны детские стихи Агнии Барто

Наша Таня громко плачет,

Уронила в речку мячик.

Тише, Танечка, не плачь!

Не утонет в речке мяч!

Почему мяч не тонет? Выясним это с помощью эксперимента. Опустим мячик для настольного тенниса в воду и отпустим его. Он тут же всплывет на поверхность. Значит, со стороны воды на мячик действует некая сила направленная вверх. Но если опустить в воду металлический шар, он останется лежать на дне. Получается, что эта сила действует не на все тела?

Рис. 1. Почему теннисный мячик поднимается на поверхность жидкости, а стальной шарик идет ко дну?

Выскажем гипотезу: на тело, погруженное в жидкость, со стороны жидкости действует некая сила, направленная вертикально вверх. На все ли тела действует данная сила?

Чтобы выяснить это, обратимся к эксперименту. Укрепим на штативе пружину, а к пружине подвесим груз. Пружина растянется под действием веса груза. Положение нижнего конца пружины отметим с помощью стрелки-указателя на стойке штатива (Рис 2а).

Рис. 2. Действие жидкости на тело уменьшает растяжение пружины

Если теперь погрузить подвешенное на пружине тело в воду, то можно заметить, что растяжение пружины уменьшилось (Рис 2б). Это означает, что со стороны жидкости на груз действует выталкивающая сила. Этот опыт подтвердил высказанную гипотезу. Эта гипотеза справедлива также и для тел, погруженных в газ.

Итак, на все тела, погруженные в жидкость или газ, действует выталкивающая сила со стороны жидкости или газа.

Рассчитаем величину выталкивающей силы и проанализируем, от чего она зависит. Для этого представим себе, что в жидкость погружено тело в форме прямоугольного параллелепипеда и рассмотрим силы, действующие со стороны жидкости на грани этого тела.

Рис. 3. Силы, действующие на грани погруженного в жидкость тела

Силы, действующие на боковые грани (F 1 и F 2 на рисунке 3) будут уравновешивать друг друга, так как они равны по величине. Эти силы они лишь сжимают погруженное в жидкость тело. В отличие от этого, величины сил, действующих на верхнюю грань (F 3) и на нижнюю грань (F 4) будут различны. Это объясняется тем, что давление жидкости на меньшей глубине h 1 будет меньше, чем давление на большей глубине h 2 .

Равнодействующая сил F 4 и F 3 , направленных в противоположные стороны, равна разнице их численных значений и направлена в сторону большей силы, то есть вертикально вверх. Она и представляет собой выталкивающую силу , ранее обнаруженную нами экспериментально.

Теперь докажем, что величина выталкивающей силы равна весу вытесненной телом жидкости. Для этого вспомним, что величина силы давления равна произведению давления на площадь, на которую это давление оказывается

Давление жидкости на глубине h можно найти, если знать плотность жидкости ρ и ускорение свободного падения g

Тогда выталкивающая сила равна

В последней формуле каждое слагаемое содержит одинаковые множители, которые можно вынести за скобки. Тогда в скобках останется разность глубин погружения верхней и нижней граней тела. А это не что иное, как высота самого тела h .

Кроме того, произведение площади нижней грани тела на его высоту представляет собой объем тела

Тогда для выталкивающей силы получаем такое выражение:

Наконец, произведение плотности жидкости на объем тела (а он равен объему вытесненной телом жидкости) - это масса вытесненной жидкости. А произведение массы жидкости на ускорение свободного падения равно силе тяжести, действующей на вытесненную жидкость, а значит, и весу жидкости (поскольку жидкость неподвижна)

Такой же результат получится, если вместо жидкости рассмотреть газ.

Сформулируем полученный нами результат.

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости или газа, вытесненной этим телом.

Сформулированный выше закон был впервые получен древнегреческим ученым Архимедом и носит название закона Архимеда . Выталкивающую силу часто называют силой Архимеда или архимедовой силой.

Рис. 4. Архимед (287 до н.э. - 212 до н.э.)

Легенда гласит, что царь Сиракуз по имени Гиерон поручил Архимеду выяснить, из чистого ли золота сделана корона, которую он заказал ювелиру. Царь подозревал, что ювелир заменил часть золота равной по массе частью серебра.

Рис. 5. Выталкивающая сила, действующая на корону, оказалась больше, чем действующая на слиток золота, так как объем короны был больше, чем объем слитка из-за меньшей плотности серебра по сравнению с плотностью золота

Архимед взвесил корону и равный ей по массе слиток золота в воздухе. А затем провел то же самое взвешивание, погрузив и корону, и слиток в воду. Выталкивающая сила, действующая на корону и на слиток, оказалась разной. Так ювелир был уличен в измене.

На все тела, погруженные в жидкость, действует со стороны жидкости выталкивающая сила. Величина этой выталкивающей силы численно равна весу вытесненной жидкости. Подобная сила действует и на тела, погруженные в газ.

Перышкин А.В. Физика. 7 кл. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010.
Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7 - 9 кл.: 5-е изд., стереотип. - М: Издательство «Экзамен», 2010.
Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 - 9 классов общеобразовательных учреждений. - 17-е изд. - М.: Просвещение, 2004.

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

Домашнее задание

Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 - 9 классов №605 - 609, 621, 632, 635.

Портал для школьника. Самоподготовка

Величина силы Архимеды, действующей на тело

Пример задачи

СХОЖИЕ СТАТЬИ