Архимедова сила

Знания – дети удивления и любопытства Луи де Бройль

Архимедова сила

Мы обязаны Архимеду фундаментом учения о равновесии жидкостей Ж.Лагранж

Закон Архимеда

На тело, погруженное в жидкость действует сила равная весу жидкости взятому в объёме данного тела.

ПРОВЕРЯЛКИН

Формула давления твёрдого тела. (Р=F/S)
Обозначение плотности вещества. (ρ)
Формула давления жидкости на дно сосуда. (Р=ρ·g·h)
Давление на одном уровне больше в керосине или в воде, если плотность воды больше плотности керосина? (больше в воде)
Вес тела действует на (опору или подвес)
В сосуд с водой опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда? (не изменилось)
Изменяется ли давление в жидкости при погружении? (изменяется)
Одинаковы ли силы давления, которые действуют снизу и сверху на тело, погруженное в жидкость? (нет) А на боковые грани? (да) Чем это можно объяснить? 9. Куда направлена равнодействующая сил, действующих на верхнюю и нижнюю грани?

Открытие нового знания

Без сомнения, все наши знания начинаются с опыта. (И. Кант)

Открытие нового знания Задача: исследование действия жидкости или газа на погруженное в них тело. Фронтальный эксперимент:

Определите вес данного тела в воздухе.
Определите вес этого тела в воде.
Сравните результаты и сделайте вывод
Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе. Почему вес тела в воде меньше веса в воздухе?

Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением. М. В. Ломоносов
• Постановка темы, цели и задач урока

Какой вывод можно сделать из этих наблюдений?

На любые тела, погруженные в воду, действует выталкивающая сила.
Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх. Значит, на все тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила, и на те, которые плавают, и на те, которые тонут. Выясним, почему возникает выталкивающая сила.

Закон Архимеда: На погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, численно равная весу жидкости (газа), вытесненной телом, и приложенная к центру тяжести вытесненного телом объема жидкости (газа).

Демонстрируется опыт с ведёрком Архимеда

1. Что сделала пружина, когда мы к ней подвесили ведёрко Архимеда?
1. Что произошло с пружиной, когда мы опустили ведёрко в сосуд с водой?
1. Что произошло с пружиной, когда мы вылили воду в ведёрко? Итак, выталкивающая сила сжала пружину на несколько делений, а вес вытесненной воды растянул пружину на те же деления. Что можно сказать об этих силах? Таким образом, мы ещё раз убедились в том, что выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесненной телом. ВЫВОД: сила Архимеда зависит от Vт и от ρж.

Выводы Архимедова сила

Не зависит от:

Зависит от:

плотности тела
плотности жидкости
положения тела
объема тела, погруженного в жидкость
формы тела
от глубины погружения

Первичное закрепление

Как можно определить выталкивающую силу? Чему равна выталкивающая сила?

Самостоятельная работа

Архимедовы задачи и закон

Вода и масса

В воду опущен медный кубик массой 100 г и тонкая медная пластина I массой 10 г. Одинакова ли выталкивающая сила в обоих случаях?

Плавучесть

Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная тара. Что из них легче удержать в воде?

Равновесие на весах

К чашкам весов подвешены две гири равного веса: фарфоровая и железная. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой?

Архимедова сила

Какое заключение можно сделать о величине архимедовой силы, проводя соответствующие опыты на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле?

Законы на спутнике

Действует ли на искусственном спутнике Земли закон Паскаля и архимедова сила? Из какого материала надо сделать гири, чтобы при точном взвешивании можно было не вводить поправки на потерю веса в воздухе?

Повторение

Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной рукой массу в 1 тонну. Могут ли быть эти рассказы правдой?
Существует Мертвое озеро в Палестине. Утонуть в нем нельзя. Тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг. Может ли быть такое?

Легенда об Архимеде

Сиракузский царь Гиерон захотел выяснить из чистого ли золота его корона и поручил эту задачу Архимеду. Трудность состояла в том, чтобы определить объём короны, которая имела очень сложную форму. Архимед придумал метод погружения короны в воду для определения её объёма. Этим открылся Закон Архимеда.

Итог урока

Что вы узнали сегодня на уроке? Чему вы научились? Домашнее задание: § 48, 49, упр. 32 зад. № 1, 2 (устно)

Предметные результаты обучения

Понимание закона Архимеда и архимедовой силы
Умение измерять архимедову силу
Умение применять знания по физике на практике при решении задач

Метапредметные результаты обучения

В познавательной деятельности

Различать факт, мнение, доказательство, гипотезу
Исследовать и выдвигать предположения
Участвовать в диалоге и отражать результаты деятельности

В коммуникативной деятельности

Умение вступать в речевое общение
Понимание точек зрения собеседника
Умение выражать результаты своей деятельности

В регулятивной деятельности

Владение опытом решения проблем и эвристической деятельности
Понимание ценности самоуспеха и преодоления затруднений

Заключение

Урок физики о законе Архимеда помогает студентам понять принципы действия архимедовой силы в жидкости и применить их на практике. Глубокое понимание этих концепций поможет учащимся успешно справляться с физическими задачами и развивать аналитическое мышление.

Развитие умений и навыков в области физики

Преимущества обучения физике

Развитие монологической и диалогической речи
Умение выражать свои мысли и выслушивать собеседника
Понимание точек зрения других людей
Признание права на отличные мнения

Рефлексивная деятельность

Постановка целей и планирование
Самоконтроль и оценка результатов
Умение работать в группе и отстаивать свои взгляды

Личностные результаты обучения

Убежденность в возможности познания природы
Уважение к творцам науки
Формирование самостоятельности в приобретении новых знаний

Этапы урока физики

Актуализация опорных знаний (фронтальный опрос)
Постановка целей и задач урока
Объяснение новой темы
Закрепление материала
Мобилизация учащихся в начале урока

Давление в жидкостях

Как распространяется давление внутри жидкости?

Из закона Паскаля следует, что давление распространяется во всех направлениях.

Чем объясняется увеличение давления с глубиной жидкости?

Давление увеличивается из-за силы гравитации.

Как распределяется давление на одном уровне в жидкости?

Давление равномерно распределяется во всех направлениях.

Какие силы действуют на тело в жидкости?

Сила тяжести и сила Архимеда

Постановка целей и задач урока

Почему собака-водолаз может легко перетащить утопающего в воде, но не на берегу?
Почему нам необходимо пополнить знания о силе и ее законах?

Давайте вместе развивать наши знания в области физики и стремиться к новым достижениям!

Исследование действия жидкости на тело: начало пути к пониманию силы

Наша цель заключается в выяснении причины возникновения силы, действующей на тело в жидкости, ее качественном и количественном описании, а также в выяснении области применимости полученных знаний и умений на практике.

Начнем с постановки задачи

Исследовать действие жидкости на погруженное в нее тело
Качественно описать силу, действующую на тело в жидкости
Количественно описать силу, действующую на тело в жидкости

Подход к первой задаче: исследование действия жидкости на тело

Мы начнем исследовать действие жидкости на погруженное в нее тело. Поставим перед собой задачу проверить, как вес тела изменяется при погружении его в воду.

Шаги и выводы

Определим вес тела в воздухе.
Определим вес тела в воде.
Сравним результаты и сделаем вывод: вес тела в воде меньше, чем в воздухе.

Архимед и его вклад в изучение силы в жидкости

Впервые сущность этой силы выяснил Архимед, который предположил, что сила, действующая на тело в жидкости, равна весу вытесненной жидкости. Это открытие оказалось ключевым для понимания физических процессов.

Благодаря таким исследованиям, мы приближаемся к пониманию природы сил, действующих на тела в жидкости, и их влиянию на окружающий мир.

Взвесить корону было легко, но как найти ее объем? Вот что затрудняло Архимеда, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, когда он, находясь в бане, погрузился в наполненную водой ванну, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашел! Нашел!».

Архимед взвесил корону сначала в воздухе, затем в воде. По разнице в весе он рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объеме короны. Определив затем объем короны, он смог уже вычислить ее плотность, а зная плотность, ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешевых металлов в золотой короне?

Легенда говорит, что плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием.

Историки рассказывают, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результатом этого было появление замечательного сочинения «О плавающих телах», которое дошло до нас.

Каковы наши дальнейшие действия?

Попробуем решить вторую задачу, поставленную перед собой:

установим, от чего зависит выталкивающая сила, и от чего не зависит.

Работа в группах

Выполнение задания по наблюдению опыта по видеоролику (сделать отчет, оформить его в виде таблицы, сообщить вывод)

Результаты записываются в виде таблицы.

От формы тела

От объема тела

От плотности жидкости

От глубины погружения тела

Мы решили 2-ю поставленную перед собой задачу: установили, от чего зависит выталкивающая сила, и от чего не зависит.

архимедова сила зависит от плотности жидкости и объема тела, не зависит от массы и формы тела, глубины погружения тела.

Попробуем решить третью задачу, поставленную перед собой:

количественно опишем силу, действующую на тело в жидкости (формула).

Предлагаю вам количественно описать силу Архимеда после просмотра видеоролика по проведению опыта

опыта с ведерком Архимед

: выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости, в объеме погруженного в нее тела.

Посмотрите, совпадает ли математическая формула с практическим выводом?

Мы решили 3-ю поставленную перед собой задачу: получили количественную зависимость архимедовой силы от плотности жидкости и объема тела (формулу)

Попробуем решить четвертую задачу, поставленную перед собой:

научимся применять полученные знания на практике.

Прежде чем мы будем применять полученные знания при решении задач, давайте повторим изученный материал

Какими способами можно рассчитать выталкивающую силу, действующую

(опыт ведерко Архимеда)

От чего зависит архимедова сила?

(объем, плотность жидкости)

По какой формуле можно рассчитать архимедову силу?

Переходим к следующему этапу нашего занятия – научимся применять полученные знания для решения задач.

1. Вес картофелины в воздухе равен 3,5 Н, а в воде 0,5 Н. Чему равна выталкивающая сила?

А) 4 Н; Б) 0,3 Н; В) 3 Н; Г) 2,7 Н.

2. Железный и деревянный шары равных объемов бросили в воду. Равны ли выталкивающие силы, действующие на эти шары?

А) На железный шар действует большая выталкивающая сила;

Большая выталкивающая сила действует на деревянный шар;

На оба шара действуют одинаковые выталкивающие силы.

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

А) Больше в воде;

Больше в керосине;

На какой из опущенных в воду стальных шаров действует наибольшая выталкивающая сила?

Одинакового объема тела – стеклянное и стальное – опущены в воду. Одинаковые ли выталкивающие силы действуют на них?

Одинаковые ли выталкивающие силы будут действовать на данное тело в жидкости при погружении его на разную глубину? (ответ: одинаково, т.к. закон Архимеда от глубины не зависит)

. Рефлексия

Наш урок подходит к завершению. Подведем итоги урока.

Что нового вы узнали, поняли?

Что научились делать?

Что понравилось более всего на уроке?

Что вызвало затруднение? И почему?

Достигнута ли личная цель?

(Проводится сравнение с предложенными в начале урока гипотезами.)

еперь вы сможете мне объяснить, почемуодить по берегу, усеянному мелким, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно, почему собака-водолаз легко может тащить человека по воде, но только до берега.

Вес человека на берегу увеличивается.

УЧИТЕЛЬ ВЫСТАВЛЯЕТ ОЦЕНКИ ЗА УРОК.

. Домашнее задание:

Перышкин А. В. , Физика 7класс.

: проведите о, как ведет себя яйцо в воде и растворе соли