Цель урока:сформулировать понятие архимедовой силы, научить выводить формулу, выражающую зависимость этой силы от плотности жидкости (газа) и объёма тела на основе закона паскаля; продолжить формулирование умений находить равнодействующую двух сил, применять закон Паскаля для объяснения давления жидкости или газа на погруженное тело, применять формулу для расчёта давления внутри жидкости, сравнивать значения давления жидкостей и газов на находящиеся в них тела;
В целях развития научного мировоззрения учащихсяпоказать роль физического эксперимента в физике, раскрыть причинноследственные связи в изучаемом материале:
подвижность частиц жидкости
передача давления жидкостью
давление внутри жидкости на определенном
уровне
силы давления на верхнюю и нижнюю грани
бруска
архимедова сила
В воспитательных целяхпознакомить учащихся с примерами практического применения закона в технике, а для повышения интереса к изучаемому материалу осветить роль Архимеда в физике.
ОБОРУДОВАНИЕ:
демонстрационное: сосуд с водой, мячик, таблицы, цилиндры на нити, ведёрко
Архимеда, динамометр, сосуд пустой.
лабораторное: сосуды с водой, динамометры, карточки сигналы, цилиндр на
нити.
Ход урока:
I)ПОВТОРЕНИЕ
Работа с карточками-сигналами (у учащихся карточки с цифрами от 0-6)
Показать под какой цифрой находится физическая величина, названная учителем
1
2
3
4
5
6
P
V
ρ
S
m
Fтяж
Показать единицу измерения той физической величины, которая требуется
1
2
3
4
5
6
м/с
Па
м3
кг
Н
м
Показать номе, под которым находится формула для расчёта физической величины
1
2
3
4
5
6
ρgh
m/v
mg
F/S
s/t
vt
Задача :
Имеются три одинаковые сосуда. Первый наполнен водой, второй ртутью, третий бензином. В каком из этих сосудов:
а) наибольшее давление на дно?
б)наименьшее давление на дно?
Установить соответствие:
1)Прибор для измерения атмосферного давления называется…
2)Горизонтальность поверхности определяется…
3)Скорость движения тела измеряется…
4)давление выше или ниже атмосферного измеряется…
А) спидометром
Б) барометром
В) манометром
Г) уровнем
II) ОБЪЯСНЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА (сопровождается показом презентации)
Учитель:Содержание сегодняшнего урока поможет понять нам, почему одни тела плавают на поверхности жидкости, а другие тонут. Почему возможно плавание судов, подводных лодок, воздушных судов и дирижаблей. Внимательно следите за ходом моих рассуждений и постарайтесь запомнить вывод формулы архимедовой силы.
(Читая стихотворение, бросаем в сосуд с водой мячик)
«НАША ТАНЯ ГРОМКО ПЛАЧЕТ:
УРОНИЛА В РЕЧКУ МЯЧИК.
ТИШЕ, ТАНЕЧКА НЕ ПЛАЧЬ,
НЕ УТОНЕТ В РЕЧКЕ МЯЧИК!
Почему всплыл мячик на поверхность?
Тело утонуло. Действует ли в этом случае выталкивающая сила?
Подумайте, как с помощью приборов, которые находятся у вас на столах, проверить, действует ли выталкивающая сила на металлический цилиндр.
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы, выполняют эксперимент.
Учитель:Какой вывод можно сделать из этих наблюдений?
Какая сила действует на погруженные в воду тела?
Как направлена выталкивающая сила?
ВЫЯСНИМ, ПОЧЕМУ ВОЗНИКАЕТ ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА
Задача: В сосуд с водой погружен куб, длина ребра которого, 10см. уровень воды над верхней гранью куба 10см. Определите силу, с которой вода давит на верхнюю и нижнюю грани куба. Изобразите направление силы графически.
Что можно сказать о действии жидкости на брусок?
Что можно сказать о давлении внутри жидкости на одной и той же
глубине?
Учащиеся: Давление одинаковое
Учитель: Сделаем вывод : силы, с которыми вода действует на
боковые поверхности бруска, равны, они направлены навстречу друг
другу и сжимают брусок.
Теперь сравним значения давления на уровнях верхней и нижней грани бруска.
Почему на уровне нижней грани бруска вода оказывает большее давление, чем на верхней?
Учащиеся: Давление на уровне нижней поверхности больше, потому что она находится на большей глубине.
Учитель:Напишем формулу, по которой производится расчёт давления жидкости на уровне верхней и нижней поверхности. (Надоске)
р1=ρжgh1 р2=ρжgh2
F1=p1S F2=p2S
F1=ρжgh1 S F2=ρжgh2 S
F2>F1
F2-F1=Fa- Архимедова сила
Fa=ρжgh2 S-ρжgh1 S= ρжgVт
Fa=ρжgVт
ρжVт=mж Fa=mжg = Рж
Учитель:как направлены силыF2иF1?R?
чему равнаR?
ВЫВОД:тело, погруженное в жидкость или газ, выталкивается вверх с силой, равной весу этой жидкости или газа в объёме тела или погруженной его части.
Учитель:Какова же легенда об истории открытия этого закона?
ЗАКОН АРХИМЕДА
ЖИЛ В СИРАКУЗАХ МУДРЕЦ АРХИМЕД,
БЫЛ ДРУГОМ ЦАРЯ ГИЕРОНА.
КАКОЙ ДЛЯ ЦАРЯ САМЫЙ ВАЖНЫЙ ПРЕДМЕТ?
ВЫ ВСЕ ДОГОДАЛИСЬ-КОРОНА!
ЗАХОТЕЛОСЬ ГИЕРОНУ
СДЕЛАТЬ НОВУЮ КОРОНУ.
ЗОЛОТА ОТМЕРИЛ СТРОГ.
ВЗЯЛ НИ МАЛО И НЕ МНОГО,
СКОЛЬКО НУЖНО В САМЫЙ РАЗ.
ЮВЕЛИРУ ДАЛ ПРИКАЗ.
ЧЕРЕЗ МЕСЯЦ ГИЕРОНУ
ЮВЕЛИР ПРИНЁС КОРОНУ.
ВЗЯЛ КОРОНУ ГИЕРОН,
ОГЛЯДЕЛ СО ВСЕХ СТОРОН.
ЧИСТЫМ ЗОЛОТОМ СВЕРКАЕТ…
НО ВЕДЬ ВСЯКОЕ БЫВАЕТ,
И ДОБАВИТЬ СЕРЕБРО
МОЖНО К ЗОЛОТУ ХИТРО,
А ТОГО И ХУЖЕ – МЕДЬ,
ЕСЛИ СОВЕСТЬ НЕ ИМЕТЬ.
И ЦАРЮ УЗНАТЬ ОХОТО:
ЧЕСНТНО ЛЬ СДЕЛАНА РАБОТА?
НЕ ЖЕЛАЛ ТЕРПЕТЬ УРОН ГИЕРОН.
И ПОЗВАЛ ОН АРХИМЕДА…
НАЧАЛАСЬ У НИХ БЕСЕДА.
ВОТ КОРОНА АРХИМЕД.
ЗОЛОТАЯ ИЛИ НЕТ?
ЧИСТЫМ ЗОЛОТОМ СВЕРКАЕТ…
НО, ТЫ ЗНАЕШЬ, ВСЁ БЫВАЕТ!
И ДОБАВИТЬ СЕРЕБРО МОЖНО К ЗОЛОТУ ЖИТРО,
А ТОГО И ХУЖЕ –МЕДЬ,
ЕСЛИ СОВЕСТЬ НЕ ИМЕТЬ.
СОМНЕВАТЬСЯ СТАЛ Я ЧТО-ТО.
ЧЕСТНО ЛЬ СДЕЛАНА РАБОТА?
МОЖНО ЛЬ ЭТО, ТЫ СКАЖИ ОПРЕДЕЛИТЬ.
НО КОРОНУ НЕ ЦАРАПАТЬ, НЕ ПЕЛИТЬ.
И ЗАДУМАЛСЯ УЧЁНЫЙ
-ЧТО ИЗВЕСТНО? ВЕС КОРОНЫ.
НУ А КАК НАЙТИ ОБЪЁМ?
ДУМАЛ НОЧЬЮ, ДУМАЛ ДНЁМ.
И ОДНАЖДЫ, В ВАННЕ МОЯСЬ,
ПОГРУЗИЛСЯ ОН ПО ПОЯС.
НА ПОЛ ВЫЛИЛАСЬ ВОДА-
ДОГАДАЛСЯ ОН ТОГДА,
КАК НАЙТИ ОБЪЁМ КОРОНЫ,
И ПОМЧАЛСЯ К ГИЕРОНУ,
НЕ ОБУТ И НЕ ОДЕТ…
А НАРОД КРИЧАЛ ВО СЛЕД :
-ЧТО СЛУЧИЛОСЬ, АРХИМЕД?
-МОЖЕТ БЫТЬ ЗЕМЛЕТРЯСЕНЬЕ
ИЛИ В ГОРОДЕ ПОЖАР?
ВСПОЛОШИЛСЯ ВЕСЬ БАЗАР!
ЗАКРЫВАЛИ ЛАВКИ ДАЖЕ.
ШУМ И КРИКИ, И СМЯТЕНЬЕ!
ОН ПОМЧАЛСЯ МИМО СТРАЖИ.
-ЭВРИКА! НАШЕЛ РЕШЕНЬЕ!-
ВО ДВОРЕЦ ПРИМЧАЛСЯ ОН.
-Я ПРИДУМАЛ, ГИЕРОН!
ЭВРИКА! РАСКРЫЛ СЕКРЕТ!
ТЫ ОДЕНЬСЯ, АРХИМЕД!
ВОТ САНДАЛИ И ХИТОН.
А РАССКАЖЕШЬ ВСЁ ПОТОМ!
ПУСТЬ ВЕСЫ СЮДА НЕСУТ
И С ВОДОЙ БОЛЬШОЙ СОСУД…
ВСЁ ДОСТАВИТЬ ГИЕРОНУ!
НА ВЕСЫ КЛАДЁМ КАРОНУ,
И ТЕПЕРЬ ТАКОЙ ЖЕ РОВНО
ИЩЕМ СЛИТОК ЗОЛОТОЙ…
ВСЁ ПОНЯТНО!
НЕТ ПОСТОЙ!
МЫ ТЕПЕРЬ КОРОНУ НАШУ
ОПУСКАЕМ В ЭТУ ЧАШУ.
ГИЕРОН! СМОТРИ СЮДА-
В ЧАШЕ ПОДНЯЛАСЬ ВОДА!
СТАВЛЮ ЧЁРТОЧКУ ПО КРАЮ.
А КОРОНУ?
ВЫНИМАЮ.
В ВОДУ – ЗОЛОТО? ДОПУСТИМ
ПОДНЯЛАСЬ ОПЯТЬ ВОДА,
МЕТКУ СТАВЛЮ Я
КУДА?
НУ,КОНЕЧНО ЖЕ, ПО КРАЮ
НИЧЕГО НЕ ПОНИМАЮ…
ЛИШЬ ДВЕ ЧЁРТОЧКИ Я ВИЖУ
ЭТА- ВЫШЕ, ЭТА НИЖЕ.
НО КАКОЙ ЖЕ ВЫВОД ГЛАВНЫЙ?
РОВНЫЙ ВЕС.
ОБЪЁМ НЕ РАВНЫЙ!
ПОНИМАЕШЬ, ГИЕРОН,
Я СЕЙЧАС ОТКРЫЛ ЗАКОН
ТОТ ЗАКОН СОВСЕМ ПРОСТОЙ
ТЕЛО ВЫТЕСНИТ…
ПОСТОЙ!
ГОВОРИШЬ, ОБЪЁМ НЕ РАВНЫЙ?
МАСТЕР МОЙ – МОШЕННИК ЯВНЫЙ!
ЗА ФАЛЬШИВУЮ КОРОНУ
ОН ОТВЕТИТ ПО ЗАКОНУ!
А ТЫ ЗА РАЗГАДКУ
ПОЛУЧИШЬ ДАРЫ!
НА ЭТОМ ПРЕРВАЛАСЬ БСЕДА…
НЕМАЛО ВОДЫ УТЕКЛО С ТОЙ ПОРЫ,
НО ПОМНЯТ ЗАКОН АРХИМЕДА!
Учитель:Два обстоятельства важны в этой легенде:
Архимед нашёл способ измерения объёма твёрдого тела сложной формы.
Он сопоставил вес различных веществ не друг с другом, а с весом воды,т.е. впервые обратил внимание на свойство физических тел, которые мы называем плотностью, открыл гидростатический способ взвешивания.
Итак, архимедова сила равна весу жидкости в объёме погружённого тела Fа=Рж
Проверим вывод на опыте- демонстрируется опыт с ведёрком Архимеда
ВЫВОД: тело, погружённое в жидкость или газ, выталкивается вверх с силой, равной весу этой жидкости или газа в объёме тела или погружённой его части.
III) ПОВТОРЕНИЕ. ЗАКРЕПЛЕНИЕ.
Быстрое повторение по конспекту.
Вопрос- проблема к следующему уроку:
В Вологодской области есть, на первый взгляд, странное озеро. С незапамятных времён люди считали, что на дне его живёт колдун, и боялись нарушать границы его владений. Однажды попытался крестьянин искать свою лошадь в озере, а она не успела войти в него, как потеряла равновесие и упала, но не утонула, а всплыла. Да и другие предметы, брошенные в воду, не тонули, а поддерживались непонятной силой. Как объяснить такое явление? Такие водоёмы встречаются и в других странах. Самый большой из них- Мертвое море. О нём сложились мрачные легенды. Но человек, вооруженный наукой, не боится капризов природы. Уже в 1902году по морю ходили небольшие пароходы, а на его берегах высились горы белоснежной соли. То, что раньше возбуждало страх, стало кладовой богатств для человека.
