Довговойнилівська ЗОШ І-ІІІ ступенів

Урок в 8 класі на тему:

Виштовхувальна сила. Закон Архімеда. Умови плавання тіл.

Підготував

вчитель фізикиКуриляк Володимир Іванович

2012 р.

Мета. Сформувати поняття про Архімедову силу. Ознайомити учнів з практичним застосуванням закону Архімеда, формувати вміння застосовувати закон Архімеда під час розв’язування типових задач, розвивати логічне мислення.

Очікувані результати. Після цього уроку ви зможете: застосовувати закон Архімеда при розв’язку задач; дізнатись чому у рідині та газі виникає виштовхувальна сила; пояснити умови плавання тіл.

Хід уроку.

I. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ.

Учням пропонується дати відповіді на такі питання:В-1.

1. p=FS . Як зміниться тиск p при збільшенні сили тиску F (Площа S не змінюється)?

(2 бали) а) збільшиться; б) зменшиться; в) не зміниться.2. 1 кілопаскаль (1 кПа) дорівнює … (2 бали) а) 100 Па; б) 1000 Па; в) 10 000 Па.3. Чим більша температура, тим тиск газу … (2 бали) а) менший; б) більший; в) не змінюється.4. Що можна змінювати за допомогою гідравлічної машини? (2 бали) а) об'єм; б) густину; в) силу.5. Яке значення нормального атмосферного тиску? (2 бали) а) 760 мм.рт.ст.; б) 850 мм.рт.ст.; в) 670 мм.рт.ст.6. Перетворити 0,54 кПа у Па. (2 бали) а) 54 Па; б) 5 400 Па; в) 540 Па.

В-2.

1. p=FS . Як зміниться тиск p при зменшенні площі S (Сила F не змінюється)? (2 бали)

а) збільшиться; б) зменшиться; в) не зміниться.2. 1 мегапаскаль (1 МПа) дорівнює … (2 бали) а) 100 Па; б) 1000 Па; в) 1 000 000 Па.3. Тиск, який діє на рідину або газ, передається ними в усіх напрямах однаково. Це закон… (2 бали) а) Архімеда; б) Ньютона; в) Паскаля.4. Тиск рідини залежить від густини рідини та … (2 бали) а) площі; б) форми посудини; в) висоти її стовпа.5. Хто вперше запропонував спосіб вимірювання атмосферного тиску? (2 бали) а) Ісаак Ньютон; б) Еванджеліста Торрічеллі; в) Галілео Галілей.6. Перетворити 0,038 МПа у Па. (2 бали) а) 38   000 Па; б) 380 Па; в) 3,8 Па.

II. ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ УРОКУ, ОЧІКУВАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ.

ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.

Демонстрація досліду. (Зважуємо на динамометрі в повітрі важок 100 г, а потім цей важок зважуємо у воді. У воді вага буде менша, бо діє виштовхувальна сила).

ІV.ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ.

На кожне тіло, розміщене в рідині або газі діє дві сили: сила тяжіння Fт(напрямлена вниз) і виштовхувальна сила Fв (напрямлена вгору). Виштовхувальна сила називається силою Архімеда, названа на честь давньогрецького математика, фізика та інженера. Закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини або газу в об'ємі цього тіла. Якщо врахувати, що вага рідини P=mg=ρр V т g, то для розрахунку виштовхувальної сили можна застосувати формулу Fа=ρр g V т, де Fa – сила Архімеда (виштовхувальна сила), ρр – густина рідини, Vт

– об'єм тіла. У газах сила Архімеда значно менша, ніж у рідинах, оскільки густина газу набагато менша від густини рідини.

Від чого залежить сила Архімеда?

Нехай в рідину занурено тіло у вигляді прямокутного бруска. В рідині, за законом Паскаля, діє тиск в усіх напрямах однаковий. У зв'язку з цим на верхню грань бруска діятиме сила

F1=p1 S=ρр g h1 S, яка спрямована вниз. На нижню грань діятиме сила F2=p2 S=ρр g h2 S , спрямована вгору. Оскільки h2>h1, тоі F2>F1. Рівнодійна цих сил напрямлена вгору. Це і буде сила Архімеда.

F A=F2−F1=ρр g h2 S−ρр gh1 S=¿¿ ρ р gS (h2−h1 )=ρр gSH=ρр g V т

Умови плавання тіл.

Згідно із законом Архімеда, на всі тіла, занурені в рідину, діють виштовхувальні сили, значення яких залежать від об’ємів цих тіл і густини рідини. На кожне тіло, що міститься в рідині, діють дві сили: сила Архімеда

F А=ρр g V т і сила тяжіння Fт=ρт g V т

Тіла спливає

FA > Fтяж ρр > ρТ

Тіло тоне FA < Fтяж ρр < ρТ

Тіло плаває в товщі

рідини, або газу

FA = F тяж ρр = ρТ

Для виготовлення сучасних суден викоритсовують різні метали. З металу виготовляють корпус судна, його конструктивні елементи. Разом з тим судно має великий об’єм, не заповнений металом. Тому його середня густина менша за густину води і судно тримається на поверхні води. Коли нижня частина судна занурюється у воду, виникає сила Архімеда, яка дорівнює вазі витісненої води. За умовами плавання ця сила завжди дорівнює вазі судна. Чим глибше занурюється судно, тим більшою стає сила Архімеда. Коли вона дорівнюватиме вазі судна, то судно перестане занурюватись.

Налита у склянку олія спливає на поверхню води, оскільки густина олії менша за густину води.

Гідростатичне зважування.Якщо в мензурку опустити дерев’яний брусок, то він буде плавати, але

рівень води підніметься. Об’єм цієї води дорівнює об’єму зануреної частини бруска, а її вага – вазі бруска. Знаючи об’єм і густину води, можна розрахувати

вагу води (P=mg=ρVg), а разом з цим і вагу тіла (бо вага води дорівнює вазі бруска).

Кит, хоча і живе у воді, але дихає легенями. Незважаючи на наявність легенів, кит не проживе і години, якщо випадково опиниться на суші. Сила тяжіння, що діє на кита, досягає 90 000–100 000 ньютонів. У воді ця сила урівноважується виштовхувальною силою, а на суші у кита під дією такої величезної сили стискаються кровоносні судини, припиняється дихання, і він гине.

V. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ.

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ МАТЕРІАЛУ.

Фізичний диктант.

1. Сила Архімеда залежить від густини рідини та об’єму тіла (вірно)2. У рідині на тіло діють дві сили (вірно)3. Якщо густина рідини менша за густину тіла, то тіло плаває на поверхні

(невірно)4. Якщо густина рідини дорівнює густині тіла, то тіло тоне (невірно)5. Чим глибше занурюється у воду судно, тим більшою стає сила

Архімеда (вірно).

САМОСТІЙНА РОБОТА.Учням пропонується розв’язати завдання в тестовій формі.

VІІ. РЕФЛЕКСІЯ.VIII. ПІДСУМОК УРОКУ.IX. ПЕРЕГЛЯД ВІДЕОФІЛЬМУ.X. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ.