Бросим в сосуд с водой

Цель:

Добиться усвоения учащимися условий плавания тел на основе изученного понятия об архимедовой силе;
Развивать умение учащихся определять архимедову силу с помощью динамометра и мерного стакана, делать выводы по результатам экспериментальных заданий.

Оборудование:

Cосуды с водой, маслом, набор тел разной плотности, клубень картофеля, пробирка с солью, динамометр, мензурка, гири;
Таблицы: “Ледокол”, “Подводная лодка”.

План урока:

Повторение темы “Архимедова сила и плавание тел”. Беседа.
Решение качественных, экспериментальных и расчетных задач.
Сделать общий вывод по условию плавания тел.
Задание на дом § 48, 49, 50 № 73, 74.

ХОД УРОКА

I. Повторение

1. На прошлых уроках мы познакомились с действием жидкости на тела, погруженные в нее. Какая сила возникает при погружении тела в жидкость?

2. Как называется эта сила?

3. От чего зависит архимедова сила?

4. А если тело не полностью погружено в жидкость, то как определяется архимедова сила?

5. Какими способами можно на опыте определить архимедову силу?

5.1. Найти вес тела в воздухе и жидкости. FA равна их разности.
5.2. Определить объем вытесненной телом жидкости и, зная плотность жидкости, вычислить FA.

6. Мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует сила FA. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, третьи всплывают на поверхность. Почему?

7. Ребятам раздаем карточки с заданиями: 7 вариантов задания разной трудности. Открыть учебник стр. 45.

Вариант 1. Провести наблюдение: какие из предложенных тел тонут, а какие плавают в воде. Найти в таблице учебника соответствующие плотности и сравнить их с плотностью воды. Результаты оформить в виде таблицы.
Плотность жидкости Плотность вещества Тонет или нет
Для выполнения задания нужны сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, кусочки свинца, алюминия, оргстекло, пенопласт, пробка, парафин.

Вариант 2. Сравнить глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубика одинакового объема: выяснить, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности. Результат опыта представить на рисунке.
Для проведения опыта необходимо: два сосуда (с водой и маслом), деревянный и пенопластовый брусок.

Вариант 3.. Сравнить архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести каждой пробирки; сделать вывод на основании результата опыта.
Необходимы: мензурка, динамометр, 2 пробирки с песком (пробирки должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Вариант 3. Заставить картофелину плавать в воде. Объяснить результат опыта.

Оборудование: Сосуд с водой, пробирка с солью, ложка, сырая картофелина средней величины.

Вариант 4. Выяснить, изменится ли глубина погружения пробирки в воду, если:
а) пластилин положить внутрь пробирки;
б) прикрепить его к дну пробирки снаружи.
Оборудование: сосуд с водой, пробирка, кусок пластилина.

Вариант 5. Добиться, чтобы кусок пластилина в воде плавал.
Оборудование: сосуд с водой, кусок пластилина.

Вариант 6. Выяснить, какой груз может поднять плот.
Оборудование: Пластмассовый стакан и несколько тел.

8. Переходим к обсуждению результатов.

Выясним:

Какие тела плавают, какие тонут?

Ученик: Если плотность вещества больше плотности жидкости, то тела не тонут. А если плотность вещества меньше плотности жидкости, тела плавают.

рв > рж – тонет;
рв < рж – плавает

Посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости. Что вы заметили?

Ученик: Глубина погружения тел разная. Пенопласт плавает почти на поверхности, а дерево немного погрузилось в воду.

Что можно сказать о глубине погружения деревянного бруска, плавающего на поверхности воды и масла?

Ученик: Брусок погружался глубже в масле, чем в воде.

Глубина погружения тела зависит от рви ржтела.

Можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например, картофелину и пластилин?

Посмотрим опыт. Бросим эти тела в воду. Что наблюдается? (Тонут.)

А у… картофелина плавает в воде. В чем дело?

Чтобы картофелина плавала, необходимо насыпать соли в воду.

Что же произошло?

У соленой воды увеличилась плотность и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла, и Fa увеличилась.

У ребят с пластилином соли не было. Как вам удалось добиться, чтобы пластилин плавал?

Мы сделали из пластилина коробочку и она тоже плавает.

Почему?

У нее больше объем, чем у куска пластилина.

Итак, чтобы заставить плавать тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменяется и архимедова сила.

Как вы думаете, есть ли какая-то связь между архимедовой силой и силой тяжести?

Мы погружаем в воду две пробирки с песком. Одна полегче, другая потяжелее. Обе они плавали в воде. Мы определили, что и в том и в другом случае архимедова сила примерно равна силе тяжести…

Молодцы! Значит, если тело плавает, то Fa = Fт . А если тело тонет в жидкости, а если всплывает?

Получили условие плавания тел: рв = рж.

Где в технике учитывают эти условия?

При постройке кораблей. Раньше делали деревянные корабли и лодки рж > рв, и корабли плавали в воде.

Металлические корабли тоже плавают, а ведь куски стали тонут в воде. Здесь увеличивают объем, и архимедова сила увеличивается. Еще делают понтоны и лодки.

Итак, в судостроении используется тот факт, что путем изменения объема можно придать плавучесть практически любому телу. Приведите примеры использования условий плавания тел в технике.

Таблицы ледокола, подводной лодки.
Ребята, выполнявшие задания 6,7 сдайте тетради на проверку.
В заключение небольшая работа на закрепление.
Ответы записать в форме: I-1, II-3, III-2, IV-5, V-4.
Задание на дом: § 48, 49, 50 № 73, 74.

Источник