Тема уроку: Виштовхувальна сила в рідинах і газах. Закон Архімеда
Мета уроку: Ввести
поняття виштовхувальна сила. Експериментально встановити
її зв’язок з
іншими величинами. Формувати вміння планувати й
проводити експеримент, систематизувати результати
дослідів, робити узагальнення.
Стимулювати кмітливість, розвивати пізнавальний
інтерес, виховувати
працелюбність; розвивати творчі здібності учнів, спонукаючи їх до
самостійного отримування висновків при виконанні певних дослідів та розв’язанні
якісних задач.
Базові фізичні поняття: виштовхувальна
(архімедова) сила, закон Архімеда.
Демонстрації: Дія архімедової сили в рідинах й газах.
Зменшення опказань динамометра під час занурення тіла у воду. Вимірювання архімедової сили
Обладнання: посудина з чистою
водою, посудина з насиченим
розчином солі, тенісна кулька, тягарець, пластиліновий кубик
з дротяним гачком
такої ж маси
як і тягарець,
два тіла однакового
об’єму і різної
маси, динамометр, пробірка з корком, на
дні якої залито
дріб.
Ми зобов'язані
Архімеду
фундаментом учення
про рівновагу рідин.
Ж.
Лагранж
Хід уроку :
I. Організаційний момент
Перевірка
домашніх задач.
II. Актуалізація опорних знань
Фронтальне опитування з питань:
1). що таке сила; 2). від чого залежить результат дії сили; 3). що таке вага
тіла; 4). одиниці вимірювання ваги; 5). прилад для вимірювання сили; як
обчислити тиск на дно посудини; 6) як обчислити силу тиску; 7) сформулюйте
закон Паскаля.
Самостійна робота (на картках)
Поєднай стрілками правильні твердження:
точкою прикладання
Сила позначається
буквою p = gh
= m/V
Тиск вимірюється
у
H
мм.рт.ст
Будь-який тиск
можна визначити за
формулою величиною
P = mg
Сила вимірюється
у
швидкістю
атм.
Сила характеризується
p = F/S
Тиск в
рідині обчислюється за
формулою кг
Па
Густину тіла
можна знайти за
формулою F
напрямом
III. Мотивація навчальної діяльності
Потоне чи ні
фольга у воді? (В
залежності від того, що
відповідають учні проводимо дослід. Якщо
відповідь була ствердною, то
виготовляємо човник з
фольги – він не тоне, в
протилежному випадку – скочуємо
в кульку – вона тоне).
Сьогодні на
основі дослідів і
спостережень ми будемо
здобувати знання, які широко
використовуються при конструюванні
кораблів, підводних споруд,
при дослідженні морських
глибин і атмосфери. Цим питанням
ще 250 років
до н.е. займався
давньогрецький вчений, фізик,
інженер і математик
Архімед. Його знаменитий твір
“Про плаваючі тіла”
дійшов до наших
днів. Отже, ми будемо досліджувати
поводження тіл у
рідині і газі.
IV. Вивчення нового матеріалу
Дослідження
Д.1. (фронтально) Опустіть тенісну
кульку на дно
посудини з водою
і відпустіть її.
Що спостерігаєте? (Кулька піднімається
вертикально вверх). Чому кулька рухається?
(На неї діє
сила) Яка?
Цю силу
називають виштовхувальною.
Д.2. (фронтально) До
динамометра прикріпіть тягарець. Знайдіть його
вагу. Опустіть тягарець у
воду. Що показує динамометр?
Зробіть висновок.
(На занурене
в рідину тіло
діє сила, яка виштовхує
це тіло з
рідини)
На дослідах, теоретичними розрахунками
ми маємо встановити:
напрям цієї сили, точку
прикладання, величину, причину виникнення.
Куди напрямлена виштовхувальна сила?
(Вертикально вверх) Звідки
це видно? (Тенісна кулька
спливала вертикально вверх;
до тягарця на
динамометрі можна прикласти
рукою певну силу вертикально вверх
і одержимо такий результат, як від дії
виштовхувальної сили)
Як знайти
величину виштовхувальної сили?
(Величина дорівнює зменшенню
ваги)
Fв
= P - Pр
Мозковий штурм. Від
чого залежить величина
виштовхувальної сили? (Всі
відповіді учнів записуються
на дошці)
Розглянемо
плаваючий на поверхні води дерев’яний брусок.
Якщо брусок перебуває в стані спокою
на поверхні води, виходить, що сили, які діють на нього, врівноважують одна
одну. Одна із сил — це спрямована вниз сила ваги, що діє на брусок з боку
Землі. Інша сила — спрямована, мабуть, догори, і діє на брусок з боку води,
виштовхуючи брусок. Тому назвемо цю силу виштовхувальною, позначивши цю силу FA .
Отже, ми дійдемо висновку, що
·
на тіло, занурене в рідину, діє вишовхувальна сила,
що дорівнює вазі рідини в об’ємі, зайнятому тілом.
Уперше це було встановлено Архімедом, тому це твердження
називають законом Архімеда.
Розрахуємо величину виштовхувальної
сили. Позначимо a глибину, на
якій перебуває верхня основа циліндра, а d
— висоту циліндра. Тиск рідини збільшується із глибиною, тому на нижню поверхню зануреного в рідину
тіла рідина тисне із більшою силою, ніж на верхню. На верхню основу циліндра
діє спрямована вниз сила тиску рідини , а на нижню основу — спрямована угору сила тиску рідини
Досліди й розрахунки показують, що
закон Архімеда справедливий не тільки для рідин, але й для газів:
·
на тіло, що перебуває в газі, діє виштовхувальна
сила, що дорівнює вазі газу в об’ємі тіла.
V. Узагальнення знань
Розв’язування задач
1)
Об’єм шматка заліза 0,1 дм3.
Яка виштовхувальна сила діятиме на нього при повному зануренні у морську воду?
У чисту воду? (1,009 Н; 0,98 Н)
2)
Дубова колода об'ємом 0,2 м3 плаває на поверхні води. Яку силу треба
прикласти до неї, щоб повністю занурити у воду? (g = 10 Н/кг) ( 400 Н )
3)
Крижина масою 1,2 т плаває у воді. Визначити виштовхувальну силу, що діє на
крижину, і об'єм її надводної частини. (g = 10 Н/кг) (≈ 0,13 м3)
VI. Підсумки уроку
VII. Домашнє завдання
Буду радий бачити Ваші побажання та запитання в коментарях.
Немає коментарів:
Дописати коментар