05.07.2019

Лабораторная работа 8 определение выталкивающей силы. Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Лабораторная работа 7 Определение выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело. Цель работы: н а опыте обнаружить выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определить величину выталкивающей силы. Приборы и материалы: д инамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Тренировочные задания и вопросы 1. Покажите с помощью векторов силы, действующие на тело в 1-м и 2-м случаях. 2. Где легче удерживать тело: в воздухе или в воде? __________ ___________________________________ Почему? _____________ _______________________________

3. Запишите формулы: Архимедовой силы Веса тела 4. Запишите формулу нахождения архимедовой силы, если известны вес тела в воздухе – Р 1 и в воде - Р 1 ж. F А = _____________ 5. Вес тела в воздухе Р 1 =120Н Вес тела в воде Р 1 ж = 100 Н Архимедова сила F А = ____________ Н

Ход работы 1. Укрепите динамометр на штатив и подвесьте к нему на нити первое тело. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воздухе – Р 1 2. Подставьте стакан с водой и отпустите муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не откажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воде – Р 1 ж. 3. По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на первое тело: F 1 = Р 1 - Р 1 ж = __________ 4. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите все этого тела в растворе соли – Р 1 ж, Запишите в таблицу и определите выталкивающую силу F 1

5. Подвесьте к динамометру тело другого объема и определите так же,как для первого тела, выталкивающего силу в воде и в насыщенном растворе соли-F 2. Вес тела в воздухе, Н Вес тела в жидкости, Н Выталкивающая сила, Н Р 1 Р 2 Р 1 ж Р 2 ж F 1 F 2 Вода Нсыщ. раствор соли в воде Результат запишите в таблицу. Вывод: ____________________________ _______________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ.

Цели : обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определить выталкивающую силу.

Приборы и материалы : динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Указание к работе:

1. Согласно закону Архимеда на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила F A , равная весу mg вытесненной жидкости:

F A = mg . (1)

Для сравнения архимедовой силы с весом тела нужно измерить вес тела P с помощью динамометра и вычислить архимедову силу F A . архимедова сила F A определяется по формуле:

F A = mg =  Vg (2),

где  - плотность воды ( = 1000 кг/м 3 ), V - объем вытесненной телом воды, g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с 2 ).

Объем V вытесненной воды можно измерить с помощью измерительного цилиндра как разность уровня воды при погружении в него исследуемого тела и без тела.

Архимедову силу FA , действующего на тело, тонущее в воде, можно найти, измерив с помощью динамометра вес тела P в воздухе и силу P 1 , удерживающую тело в равновесии при погружении его в воду:

P = F A + P 1 , F A = P - P 1 .

2. Измерьте вес Р первого тела с помощью динамометра.

3. Измерьте силу P 1 , действующую на крючок динамометра при полном погружении тела в воду. Для этого укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему груз. Поставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не окажется под водой. Это будет вес тела в воде.

4. Вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.

5
. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и вычислите выталкивающую силу.

6. Подвесьте к динамометру другое тело и проделайте п.2 – п.5

7. Результаты измерений и вычислений запишите в отчетную таблицу.

Жидкость

Вес тела в воздухе

Вес тела в жидкости

Выталкивающая сила

F , Н F =P -P 1

Р ’

P’’

P 1 ’

P 1 ’’

F’

F’’

Вода

Насыщенный раствор соли в воде

На основе выполненных опытов сделайте выводы.

Контрольные вопросы.

1. В какой воде и почему легче плавать: в морской или речной?

2. Подвешенный на нити стальной брусок погружен в воду. Назовите взаимодействующие тела и силы, действующие на брусок. Изобразите эти силы графически.

3. Объем куска железа 0,1 м 3 . Какая выталкивающая сила будет на него действовать при полном погружении в керосин?

Тема: Лабораторная работа «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело» .

Цели:

научиться измерять выталкивающую силу, действующую на тело, погруженное в жидкость;

развивать навыки самостоятельной индивидуальной работы, умение сравнивать, наблюдать, делать выводы;

воспитывать познавательный интерес к предмету

Ход урока:

1. Оргмомент. Целеполагание

2. Актуализация опорных знаний

3. Выполнение лабораторной работы с компьютерной моделью.

4. Итоги урока.

5. Домашнее задание.

Учитель: Здравствуй, наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: "Один опыт я ставлю выше, чем тысяча мнений, рожденных только воображением". Сегодня мы попробуем себя не просто в роли ученика, а в роли ученого исследователя. А с чего начинается любое исследование? Конечно же,с эксперимента.

Но, для начала вспомним пройденный материал.

Вопросы учителя:

Ответы учащегося:

– Какие силы действуют на погруженное в жидкость тело?

F Т , F А

– Какая сила называется выталкивающей силой?

Сила, возникающая при погружении тела в жидкость или газ

– Куда направлена F Т ?

Вниз

– Куда направлена F А ?

Вверх

– Назвать формулу F А , охарактеризовать входящие в нее величины

F А .= ж V Т g

Как определить вес тела, погруженного в жидкость?

Р = F Т – F А

Учитель:

Если тело в воду бросить

Или просто опустить,

Будет сила Архимеда

Снизу на него давить.

Если вес воды в объеме

Погруженной части знать,

Можно силу Архимеда

3. Этим мы и займемся на сегодняшнем уроке, выполнив лабораторную работу , используя интерактивн ую модель .

Оборудование: компьютер, интерактивная модель.

Для того чтобы приступить к работе необходимо определить цену деления приборов, с которыми сегодня ты будешь работать используя интерактивную модель. Вспомним правило.

Ученик:

найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;

вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.

С = - цена деления шкалы прибора

Опыт 1 .

(Описание в работе) Заполнить таблицу 1

Таблица 1.

№ опыта

P, вес тела в воздухе (H)

Р 1 , вес тела в воде (H)

F Арх

F Арх = P – P 1

1.цилиндр алюминиевый

2. цилиндр медный

2 часть

Опыт 2 .

1.Измерить объем воды, налитой в мензурку(Vо).

2.Измерить его же после погружения туда цилиндров(V б , V м ).

3.Вычислить V тела =V- Vо. (Перевести V в м 3 , зная, что 1мл= 1см 3 =0,000001м 3)

4.Рассчитать F Арх =Pжидкости=Мж*g= ρ ж gV (ρ ж= 1000 кг\ м 3)

Заполнить таблицу 2

Таблица 2.

№ опыта

Vо, объем налитой воды,

(см 3 )

V, объем воды

3 )

V т , объем тела, см 3

V т , объем

тела, м 3

F Арх

1.цилиндрбольшой

2.цилиндр малый

На основе выполненных опытов сделать вывод

Вывод:

1. Архимедова сила, не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело

2. Сила, действующая на тело, погруженная в жидкость, прямо пропорциональна объему тела

Рефлексия

Закончи фразу:

Сегодня на уроке я научился…………..

Было интересно узнать…………..

Было трудно……………

5.Д/з

§ 48, 49 упр. 24 (1, 2)

Опыт1. Исследование зависимости выталкивающей силы от плотности тела

Таблица 1.

№ опыта

P, вес тела в воздухе (H)

Р 1 , вес тела в воде (H)

F Арх

F Арх = P – P 1

1.цилиндр алюминиевый

2. цилиндр медный

100

Опыт 2. Исследование зависимости выталкивающей силы от объема погруженного тела.

Таблица 2.

№ опыта

Vо, объем налитой воды,

(см 3 )

V, объем воды

после погружения в нее тела, (см 3 )

V т , объем тела, см 3

V т , объем

тела, м 3

F Арх

1.цилиндрбольшой

100

137

0,000037

2.цилиндр малый

100

113

0,000013

Цели:

измерить выталкивающую силу, действующую на тело, погруженное в жидкость;
развивать навыки самостоятельной индивидуальной работы и работы в группе, умение сравнивать, наблюдать;
воспитывать самостоятельность делать выводы, подходить творчески к выполнению эксперимента, повысить познавательный интерес к науке.

Задачи:

проверять теоретические предположения экспериментально, рассчитывать F А – силу Архимеда;
развивать умение логически мыслить, сопоставлять, сравнивать, самостоятельно делать выводы;
проявлять инициативу, активность, самостоятельность, творческий интерес.

Оборудование: компьютер, установочный диск «Лабораторные работы по физике»; мензурка, весы, разновески, тела – алюминиевый и латунный одинакового объема, динамометр.

План урока:

№ п		Методы и приемы
1.	Повторение вопросов о выталкивающей силе, действующей на погруженное в жидкость или газ тело	Беседа, фронтальный опрос.
2.	Изложение и закрепление материала.	Беседа, демонстрация опытов, лабораторная работа.
3.	Выталкивающая сила.. Сила Архимеда. Измерение F А	Применение учащимися научных методов: наблюдение, сравнение, сопоставление, выдвижение гипотез, теоретические выводы, экспериментальная проверка теоретического предвидения.
4.	Вопросы заданий.	Запись на карточках и в тетрадях.
5.	Задание на дом.	Запись на доске и в дневниках.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Мотивация. (Приветствие, отметка отсутствующих, сообщение темы, целей урока, прочтение эпиграфа)

– Тема сегодняшнего урока чрезвычайна важна и интересна. С выталкивающей силой, действующей на погруженное в жидкость или газ тело мы встречаемся очень часто – поэтому мы должны учитывать этот фактор при выполнении различных работ, определять величину выталкивающей силы и определять условия, влияющие на величину этой силы. Этому и посвящено сегодняшнее исследование.
Схема исследования: исходные факты – гипотеза – исследование научной литературы – проведение эксперимента – анализ результатов – выводы.

2. Актуализация знаний

3. Исходные факты: итак тело помещенное в жидкость становится «легче»

4. Выдвижение гипотезы: поскольку изменение действия силы на тело можно осуществить только действием другой силы, следовательно против силы тяжести действует противоположно направленная выталкивающая сила – наша цель определить величину этой силы и проверить формулу: F А .= ж V Т g
Из-за разности давлений в жидкости на разных уровнях возникает выталкивающая или архимедова сила

Рис. 1.15.3 поясняет появление архимедовой силы. В жидкость погружено тело в виде прямоугольного параллелепипеда высотой h и площадью основания S . Разность давлений на нижнюю и верхнюю грани есть:

Поэтому выталкивающая сила будет направлена вверх, и ее модуль равен

где V – объем вытесненной телом жидкости, а V – ее масса.

Архимедова сила, действующая на погруженное в жидкость (или газ) тело, равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом.

Это утверждение, называемое законом Архимеда , справедливо для тел любой формы.

Из закона Архимеда вытекает, что если средняя плотность тела т больше плотности жидкости (или газа) , тело будет опускаться на дно. Если же т < , тело будет плавать на поверхности жидкости. Объем погруженной части тела будет таков, что вес вытесненной жидкости равен весу тела. Для подъема воздушного шара в воздухе его вес должен быть меньше веса вытесненного воздуха. Поэтому воздушные шары заполняют легкими газами (водородом, гелием) или нагретым воздухом.

5. Выдвижение гипотез и следствия

На доске записано:

6. Эксперимент (лабораторная работа)

Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: "Один опыт я ставлю выше, чем тысяча мнений, рожденных только воображением". Поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы.
(На столах лежат приборы и все необходимое для проверки и проведения лабораторной работы).
Образцы карточек – памяток № 1-4, в которых дети будут записывать результаты, прилагается. По ходу работы по карточкам учитель записывает результаты на доске с комментариями (Приложение 1 ).

Таким образом, мы подтверждаем наши гипотезы и опыты ученых.
Проверим закон Архимеда, выполнив виртуальную лабораторную работу (Приложение 2 )

6. Итоги: проведенные работы подтвердили справедливость закона Архимеда.

Рефлексия:

1. Как можно на опыте определить, с какой силой тело, погруженное целиком в жидкость, выталкивается из жидкости?
2. Чему равна эта сила?
3. Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости и газы?
4. Как подсчитать архимедову силу?
5. От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?

7. Домашнее задание: §48, 49, упр. 24, стр. 119.

Литература : учебник «Физика 7» А.В. Перышкин, «Поурочные разработки по физике» В.А. Волков, С.Е. Полянский.

МБОУ СОШ № 117 Учитель физики Дмитракова Л.Н.

г.Снежинск Челябинской области

7 класс

Урок по теме: «Лабораторная работа № 7».

«Определение выталкивающей силы,

действующей на погруженное в жидкость тело»

Цели урока: Обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определить выталкивающую силу.

Оборудование урока: по описанию в учебнике стр. 167.

Тип урока: урок–исследование – лабораторная работа.

Образовательная цель: формировать теоретические и практические навыки и умения учащихся на опыте определять выталкивающую силу; умение сравнивать и делать выводы; умение измерять вес тела в воздухе и в жидкости.

Развивающая цель: развивать познавательный интерес учащихся к физике, развивать умение выполнять лабораторную работу по образцу; развивать умение находить закономерности; развивать умение заполнять таблицу; развивать исследовательские умения; развивать умение работать в парах.

Воспитательная цель: воспитывать чувство ответственности и уважения к своим товарищам; прививать культуру взаимоотношений, воспитывать организованность, воспитывать культуру работы с лабораторным оборудованием.

ДЗ: Л. № 605, 606, 623, 626.

Ход урока:

I . Организационный момент.

Мобилизующее начало урока. Проверка отсутствующих. Организация внимания.

Цель : психологический настрой учащихся на урок. Запись домашнего задания с пояснением № 626 (объем тела = abc ).

II . Сообщение темы и цели урока.

Цель : обнаружить на опыте выталкивающую силу; выяснить от чего зависит сила Архимеда (от плотности и от объема тела) и как?

III . Проверка усвоения изученного материала (фронтальный опрос учащихся).

Цель : проверка и оценка ЗУН

Вопросы для контроля:

1. Написать (на доске) формулу для расчета выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

2. От чего зависит выталкивающая сила? От чего не зависит?

3. Как направлена эта сила?

4. Кто впервые указал на существование выталкивающей силы и рассчитал ее значение?

5. Что гласит закон Архимеда?

IV . Выполнение лабораторной работы № 7

«Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело»

(проводится по описанию в учебнике страница 167.).

Цель : исследование, заполнение таблицы, рассуждение учащихся (работа в парах под руководством учителя).

V . Анализ и выводы из опытов .

Цель : сформировать умение сравнивать и делать выводы из опытов (коллективное обсуждение; самостоятельные записи в тетрадях).

Задания сравнить:

1. силу Архимеда, действующую на тела разного объема.

2. силу Архимеда, действующую на тело в чистой и соленой воде.

Выводы:

1. сила Архимеда зависит от объема погруженной части тела.

2.Сила Архимеда зависит от плотности жидкости.

3. При погружении тела в жидкость тело теряет в своем весе.

VI . Легенда об Архимеде (если останется время) .

Цель : формирование интереса учащихся к предмету; усвоение фактов и основных идей (беседы с учащимися о прочитанном).

VII . Решение задач (если останется время).

Цель : применение знаний о зависимости силы Архимеда от объема тела и плотности жидкости при решении качественных и вычислительных задач.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ.

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

Подвешенные к коромыслу весов одинаковые шары погрузили один — в масло, а другой – в воду. На какой шар будет действовать большая сила Архимеда?

3) Металлическая деталь весит в воздухе 44,5 Н., а при погружении в керосин – 40,5 Н. Чему равна Архимедова сила, действующая на деталь? Каков объем этой детали?

Дано:

P в в воздухе = 44,5 Н

P в в керосине = 40,5 Н

F а — ? V т — ?

Решение:

F а = P в воздухе – P в керосине

F а = 44,5 – 40,5 = 4Н

F а = ρ к g V т V т = F а_

ρ к g

ρ r = 800 кг/м 3 V т = 4Н__________ = 0,0005 м 3

800 кг/м 3 , 10 н/кг

Ответ : 0,0005 м 3