Архимедова сила - ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

ЦЕЛЬ

Учащиеся должны усвоить, что:

♦ жидкости действуют на тела, погруженные в них, с силой, направленной вертикально вверх; из-за этого воздействия вес одних тел при погружении в жидкость уменьшается, а другие тела всплывают;

♦ выталкивающая сила (или архимедова сила) — это сила, описывающая действие жидкости на погруженное в нее тело и направленная вертикально вверх;

♦ архимедову силу можно измерить динамометром; она равна разности веса тела в воздухе и в жидкости (F_A = Р_в- Р_ж — для тонущих тел) или силе тяжести (для плавающих тел).

Учащиеся должны научиться:

♦ «создавать» понятие об архимедовой силе;

♦ измерять архимедову силу динамометром в конкретных ситуациях.

ВИД ДОСКИ

Архимедова сила

ФАКТ Одни тела в воде всплывают, другие тонут

ПЗ 14. Почему тела ведут себя в воде по-разному?

ГИПОТЕЗА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА

Предсказание

(F_упр = Р уменьшаются)

Обнаружение

вода, раствор соли, растительное масло,...

НАЗВАНИЕ Архимедова сила, выталкивающая сила

ОБОЗНАЧЕНИЕ F_А

ОТВЕТ Жидкости действуют... Из-за этого ...

ПЗ 15. Как измерить выталкивающую силу?

тонет F_a = Р_в - Р_ж

плавает F_a = F_t

Измерение выталкивающей силы

Тело	Жидкость	Тонет/плавает	Ра, Н	Рж, Н	FА, Н

Д/з. § 46 (1, 3 - 6 устно)

СЦЕНАРИЙ

Этап актуализации знаний

П. Что произойдет с мячом, если его отпустить, и почему? (Держит е руке мяч.)

У. Он упадет, так как притягивается к Земле.

П. А теперь? (Подвешивает мяч на нити.)

У. Сила тяжести уравновешена силой упругости нити, мяч не упадет.

П. Изобразите равновесие сил. Что такое вес тела? Изобразите вес мяча.

Мотивационный этап

П. А если опустить мяч в воду?

У. Он всплывет, будет плавать на поверхности.

П. (Опускает мяч в сосуд с водой, мяч тонет.)¹ Почему вы ошиблись?

У. Мы привыкли, что мячи наполнены воздухом и не тонут.

П. Приведите примеры тел, которые плавают в воде, тонут. (Выслушивает примеры учащихся.) Итак, одни тела в воде тонут, другие всплывают, а третьи, как рыбы, плавают внутри. (Демонстрирует трубку с водой, в которой находится воздушный пузырек и металлический шарик. Пузырек всплывает, а шарик тонет.)

Этап «создания» нового знания

П. Какая задача вытекает из рассмотренных нами примеров? (Выслушивает предложения учащихся.) «Кто» заставляет тела всплывать? Запишите познавательную! задачу 14. Почему тела ведут себя по-разному в воде: одни всплывают, другие тонут? Как будем решать эту задачу?

У. Нужно высказать гипотезу и проверить ее на опыте.

П. Запишите «Гипотеза». Тело будет изменять положение и скорость в зависимости от того, какие силы на него действуют. Выделите тела, действующие на пузырек и шарик, и изобразите силы воздействия для двух случаев. У вас — 2 мин.

У1. (Изображает силы, действующие на пузырек воздуха.) На шарик действует Земля силой тяжести и вода. Видимо, сила воды противоположна силе тяжести и больше силы тяжести, поэтому пузырек всплывает.

У2. (Изображает силы, действующие на шарик.) На воздушный пузырек действует Земля силой тяжести и вода. Видимо, сила воды меньше силы тяжести, поэтому шарик тонет.

П. Итак, высказана гипотеза о том, что вода действует на тела в направлении вертикально вверх. Можно предположить, что и другие жидкости действуют на тело подобно воде. Давайте обсудим, как проверить эту гипотезу, убедиться в том, что действительно жидкости действуют на погруженные тела вертикально вверх. Запишите «Экспериментальная проверка».

У. Нужно предсказать какие-то явления, которые обусловлены действием жидкости в направлении вверх.

П. Запишите «Предсказание». Любое тело растягивает подвес силой веса. (Демонстрирует груз на пружине динамометра.) Как должен измениться вес груза при погружении в жидкость. (Изображает ситуацию с подвесом в воздухе и в жидкости.) У вас — 1 мин.

У. В воздухе сила тяжести уравновешена силой упругости пружины. В жидкости сила тяжести уравновешена силами упругости и воздействия жидкости. Так как сила тяжести не изменяется, значит, сила упругости подвеса должна уменьшиться, и вес тела должен уменьшиться.

П. Запишем соотношение между силами для воздуха и жидкости. (Записывает условие равновесия тела на подвесе в воздухе и в жидкости — см. «Вид доски».) Проверим наши рассуждения. (Догружает груз в воду) Что наблюдаем и что это означает?

У. Пружина сжалась. Значит, сила упругости подвеса и вес тела уменьшились.

П. Запишите «Обнаружение». Зарисуйте опыт.

На моем столе сосуды с разными жидкостями. (Называет жидкости и указывает.) Буду помещать тело, подвешенное к динамометру, поочередно в каждый сосуд, а вы следите за показаниями динамометра. (Демонстрирует опыт, например, с цилиндром из набора «Ведерко Архимеда».)

Сформулируйте ответ на познавательную задачу.

У. Жидкости действуют на тела, погруженные в них, с силой, направленной вертикально вверх. Из-за этого воздействия вес одних тел при погружении в жидкость уменьшается, а другие тела всплывают.

П. Как назвать силу воздействия жидкости на погруженное в нее тело? (Выслушивает предложения учащихся.) В физике эту силу называют выталкивающей, или архимедовой силой, и обозначают F_выт, или F_A. Сформулируйте определение выталкивающей силы.

У. Архимедова сила, или выталкивающая сила (F_A) — это сила, описывающая действие жидкости на погруженное в нее тело и направленная вертикально вверх.

П. (Организует запись ответа и определения.)

Этап «создания» нового знания

П. Мы измеряли все известные силы динамометром. Как измерить динамометром архимедову силу? Запишите познавательную задачу 15 «Как измерить выталкивающую силу?». Как можно сравнить архимедову силу с силой упругости пружины динамометра? Предложите способ измерения архимедовой силы динамометром для двух случаев: тело тонет, плавает. У вас — 1 мин.

У. Из нашего предсказания следует, что если тело тонет, то архимедова сила равна разности показаний динамометра в воздухе и в жидкости F_A = F_T – Р_а. Если тело плавает, то сила тяжести равна архимедовой силе, поэтому достаточно измерить динамометром силу тяжести или рассчитать ее.

Лабораторная работа № 8

П. (Организует фронтальный эксперимент по измерению выталкивающей силы.)

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

1. Демонстрации: 1) мяч, наполненный песком (тонет в воде); 2) движение воздушного пузырька и металлического шарика в трубке с водой; 3) измерение веса тела в различных жидкостях.

2. Лабораторный опыт: измерение выталкивающей силы, действующей на различные тела в воде и растворе соли.

---

¹ Для опыта берут мяч, заполненный песком.