Урок "Архимедова сила"

Конспект урока «Архимедова сила»

Доброе утро, ребята. Меня зовут Оксана Алексеевна. Я учитель физики, приехала к вам из г.Данилова. Мне выпал потрясающий шанс поработать с вами сегодня.

(СЛАЙД 1) Как связаны два изображения на слайде? (королева Великобритании Елизавета II). 2 июня 1953 года в Лондоне прошла церемония коронации Елизаветы II. А знаете ли вы, что золотая корона, используемая при коронации, весит 4 фунта и 12 унций. (СЛАЙД 2) Известно, что 1 фунт=12 унций, 1 унция = 28,3г. Какова масса короны Елизаветы II в граммах? (чуть более двух килограммов 2150,8г).

((СЛАЙД 3) Следующая логическая цепочка. А какая здесь связь? (Архимед и корона). Архимед великий математик, физик и инженер, жил в 3 веке до н.э. Вот какая история с ним произошла

Жил в Сиракузах мудрец Архимед

Был другом царя Гиерона.

Какой для царя самый важный предмет?

Вы все догадались – корона!

Захотелось Гиерону

Сделать новую корону.

Золота отмерил строго

Взял не мало и не много

Сколько нужно – в самый раз;

Ювелиру дал заказ.

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 охота

Честно ль сделана работа?

Не желал терпеть урон Гиерон.

И позвал он Архимеда…

Началась у них беседа.

– Вот корона, Архимед, золотая или нет?

Сомневаться стал я что-то.

Честно ль сделана работа?

Можно ль это, ты скажи, определить?

Но корону не царапать, не пилить?

А как же выяснить царю, честно ль сделана работа? У меня в руках есть корона, можете ли вы доказать мне, что она не из золота. Кто готов?

Давайте подумаем, а зная какую физическую величину, мы можем доказать, что корона не из золота? (Плотность). Как же ее найти?
(массу разделить на объем). А как найти массу? (с помощью весов или динамометра), а объем? (с помощью измерительного цилиндра)

Рассчитываем плотность и получаем, что она равна…?

Архимеду, так же как и вам, удалось выяснить, из чистого ли золота была выполнена та работа. Решив эту задачу, Архимед заинтересовался тем, какое действие оказывает жидкость на погружённое в неё тело.

Может быть, сейчас вы готовы дать ответ на вопрос, какое действие оказывает жидкость на погруженное в нее тело? И сейчас мы тоже его пронаблюдаем.

Возьмите динамометр и подвесьте к нему цилиндр, измерьте вес тела, не снимая цилиндр с динамометра, опустите его в воду. Что наблюдаете? Почему показания динамометра стали меньше?

Выталкивающая сила – это сила, с которой жидкость или газ действуют на погруженное в них тело.

Вот эту силу и стали называть Архимедова сила.

Тема нашего урока «Архимедова сила»

Сила – это физическая величина. А что есть у каждой физической величины? (определение, буквенное обозначение, формула, единица измерения, прибор)

На многие пункты вы уже сможете ответить. На какие?
Определение: Архимедова сила – это сила, с которой жидкость или газ действуют на погруженное в них тело.
Единицы измерения: Ньютон.

Прибор: Динамометр.

Осталось ответить на 2 вопроса: Какова же формула силы Архимеда и ее буквенное обозначение. Как и множество сил, действующих на тела, силу Архимеда обозначим буквой F с индексом А (F_А).

Чтобы составить формулу, необходимо выяснить, от чего зависит Архимедова сила.

- от массы;

- от плотности жидкости;

- объем тела;

- форма тела;

- плотность тела;

- объем, погруженной в жидкость части тела.

Задание первой группе

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

1. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.

2. Сравните плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.

3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от плотности вещества из которого изготовлено тело.

Задание второй группе

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема, динамометр, нить.

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое из тел.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: Архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Задание третьей группе

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в воде, соленой воде и масле.

2. Чем отличаются эти жидкости?

3. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

4. Установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: Архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задание четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы (два одинаковых цилиндра, которые по разному опускаются в воду), сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Поочередно опуская каждое тело в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.

2. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задание пятой группе.

Оборудование: сосуд с водой, нить, цилиндр, динамометр.

1. Определить архимедову силу, действующую на тело, в верхней части сосуда.

2. Определить архимедову силу, действующую на тело, в средней части сосуда.

3. Определить архимедову силу, действующую на тело, в нижней части сосуда.

4. Сравнить эти силы и сделать вывод о зависимости или независимости архимедовой силы от глубины погружения тела.

На прошлом уроке вы говорили о том, что выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела

F_выт=Р_ж=mg=ρ_жgV_т

Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой массу в 100 кг. Правда только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?

Это было во времена Архимеда, а в нашей жизни встречаемся ли мы с проявлением этой силы?

Ходить по берегу, усеянному морской галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись выше пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

Как вы думаете, связаны ли плавательный пузырь рыбы и архимедова сила?

А как поднимают затонувшие корабли?

(выпускаю шары)

Ребята, шары эти случайно вылетели или они имеют отношение к теме нашего сегодняшнего урока?

Только ли в воде может действовать архимедова сила?

Ребята, наш урока заканчивается, но я думаю, что на этом не заканчиваются ваши открытия удивительного мира физики. Обернитесь назад. Перед уроком я оформила для вас уголок с интересными фактами и исследовательскими задачами, которые вы можете решить самостоятельно, опираясь на знания, полученные сегодня на уроке. И помните – удивительное рядом и не переставайте удивляться.

ОКАЗЫВАЕТСЯ

- Плотность организмов, живущих в воде почти не отличается от плотности воды, поэтому прочные скелеты им не нужны!

-Рыбы регулируют глубину погружения, меняя среднюю плотность своего тела. Для этого им необходимо лишь изменить объем плавательного пузыря, сокращая или расслабляя мышцы.
-У берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов. Газы заполняют не только действующую полость пищевода, но и имеющийся при ней слепой вырост. В результате тело фагака сильно раздувается, и, в соответствии с законом Архимеда, он быстро всплывает на поверхность водоема. Здесь он плавает, повиснув вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого сила тяжести опускает его на дно водоема, где он укрывается среди придонных водорослей.
-Чилим (водяной орех) после цветения дает под водой тяжелые плоды. Эти плоды настолько тяжелы, что вполне могут увлечь на дно все растение. Однако в это время у чилима, растущего в глубокой воде, на черешках листьев возникают вздутия, придающие ему необходимую подъемную силу, и он не тонет.