Объяснение действия жидкости на погруженные тела - ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

ЦЕЛЬ

Учащиеся должны усвоить, что:

♦ жидкости и газы действуют на погруженные тела вертикально вверх; давление жидкости и газа зависит от глубины погружения;

♦ жидкости и газы не действуют на погруженные в них тела в условиях, когда нет омывания тела снизу;

♦ архимедова сила — сила, описывающая действие жидкости или газа на погруженные тела и направленная вертикально вверх.

Учащиеся должны научиться:

♦ «создавать» модель, объясняющую действие жидкости и газа на погруженное тело;

♦ распознавать ситуации, в которых на тело действует архимедова сила, и изображать ее.

ВИД ДОСКИ

Модель, объясняющая выталкивающее действие жидкости

ФАКТ F_А

ПЗ 16. Какова причина действия архимедовой силы?

ГИПОТЕЗА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА

Предсказание 1. F_A действует в жидкостях и... газа.

2. F_A не действует, если ... F₂ нет — нет омывания снизу

Обнаружение

ОТВЕТ Жидкости и газы действуют на тела при условии, что они омываются снизу, из-за того, что... F_А = F₂ – F₁.

Архимедова сила — это сила...

Д/з. § 46 (вопрос 2 + графическая модель в конспекте.

СЦЕНАРИЙ

Этап актуализации знаний

П. Что вы знаете о гидростатическом давлении? (Организует ответы учащихся по модели давления Жидкости.) Изобразите силы давления жидкости на верхнюю и нижнюю поверхности тела.

У. (Изображает силы F₁ и F₂ — см. «Вид доски».) Так как нижняя поверхность находится на большей глубине, где давление больше, то сила давления на нее больше. На верхнюю поверхность жидкость действует вниз, а на нижнюю вверх.

П. Что вы знаете о действии жидкостей на погруженные тела? (Организует ответы учащихся по рис. 131, 132 учебника.) На тело действуют две силы F₁ = 3 Н, F₂ = 2 Н. (Изображает тело и две силы, противоположно направленные.) Какова равнодействующая этих сил?

У. Равнодействующая равна 1 Н и направлена вверх.

Мотивационный этап

П. Итак, мы выяснили, что жидкости действуют на погруженные тела вертикально вверх. Какие задачи вы поставили бы в связи с этим фактом?

У. Почему жидкости могут действовать на тела? По какой формуле можно рассчитать выталкивающую силу?

Этап «создания» нового знания

П. Запишите познавательную задачу 16 «Какова причина действия архимедовой силы?». Как будем искать ответ?

У. Нужно высказать гипотезу, а затем проверить ее экспериментально.

П. Запишите «Гипотеза». Какие есть идеи?

У. Сила давления жидкости на нижнюю поверхность тела F₁ больше силы давления на верхнюю поверхность F₂. Их равнодействующая направлена вверх, это и есть архимедова сила.

П. Постройте равнодействующую сил F₁ и F₂. (Организует проверку построения.) Как же проверить правильность гипотезы?

У. Нужно предсказать новое явление или формулу для архимедовой силы и обнаружить результат на опыте.

П. Запишите «Предсказание». Предлагаю провести несколько предсказаний. Во-первых, предсказать, какие тела, кроме жидкостей, могут действовать на помещенные в них тела? Во- вторых, при каких условиях жидкость не действует на находящееся в ней тело? Запишите эти вопросы. Начнем с первого. Может быть, уже есть предположения?

У. Поскольку модель давления газа такая же, как жидкости, архимедова сила должна действовать и при погружении тел в газы.

П. Запишем это предположение. Как обнаружить этот факт?

У. Резиновый шарик, надутый легким газом, всплывает в воздухе.

П. Посмотрите, как будет вести себя шарик под колоколом воздушного насоса при откачивании воздуха. (Проводит опыт.) Что вы наблюдали?

У. Равновесие весов нарушилось, шарик опустился из-за того, что воздух перестал действовать на него вверх.

П. Подумайте над вторым вопросом. У вас — 1 мин.

У. Поскольку архимедова сила является равнодействующей сил давления на верхнюю и нижнюю поверхности тела, можно предположить, что эта сила не будет действовать, если тело снизу не омывается жидкостью или газом, а лежит на поверхности какого-то другого тела. (Изображает ситуацию.)

П. Попробуем обнаружить возникновение выталкивающего действия жидкости в зависимости от омывания нижней части тела. У меня два кусочка парафина разной формы, один почти шарообразный, второй имеет форму блина и хорошо прилегает к дну стакана. Если предположение верно, то шарообразный кусок должен всплыть, а блин остаться на стекле. Я налью воду, а вы наблюдайте за их поведением. (Проводит опыт) Что произошло с кусочками парафина?

У. Шарообразный сразу всплыл, а блин всплыл после того, как его немного приподняли. Значит, действительно, жидкости и газы действуют только при условии омывания тела снизу.

П. (Организует запись ответа.) Давайте дополним определение выталкивающей силы. (Организует запись определения.)

Этап применения нового задания

П. (Организует выполнение задания 64 и контроль.)

По тетради и по учебнику (§ 46) вспомните модель, объясняющую действие жидкости на погруженное тело. Умейте изобразить эту модель и проведите объяснение.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Демонстрации: 1) нарушение равновесия весов, на которых первоначально уравновешен легкий шарик, при откачивании воздуха из-под колокола воздушного насоса; 2) действие воды на кусочки парафина, один из которых омывается снизу, а другой нет.