Решение экспериментальных задач

Урок решения задач по теме:
Архимедова сила. Условия плавания тел.
Цель урока: формирование знания о действие Архимедовой силы и условий плавания тел

Опишите действие жидкости или газа на тело, находящееся в них.
Какова природа возникновения выталкивающей силы?
Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости или газы?
Какими способами можно определить архимедову силу?
От каких величин зависит архимедова сила?
От каких величин она не зависит?
Вопросы:

Решение экспериментальных задач
Сила Архимеда
Физические величины
зависит
не зависит
ρ ж
Vт
mт
ρ т
I группа
II группа
III группа

Задача из теста «Сила Архимеда»:
К весам подвешены два груза массой по 50г, имеющие разные объемы. Нарушится ли равновесие весов, если оба груза опустить в стаканы с водой?
На весах уравновешены два тела, 1 и 2. Нарушится ли равновесие, если их опустить в сосуд с керосином?
А. Тело 1 перевесит тело 2.
Б. Тело 2 перевесит тело 1.
В. Равновесие не нарушится.
Задача «Сила Архимеда»

III. Решение количественных задач
Способы определения объема тела
Мензурка
V=V1-V2
Отливной стакан
геометрически
Архимедова сила

Задача :
Определить объем тела, погруженного в жидкость.
Используем данные, полученные при выполнении лабораторной работы №8 «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело».

1. На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок из пробки, т.е. пробковый, а какой изо льда? Какая существует зависимость между плотностью тела и объемом этого тела над водой?

2. В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине примерно одинаковой).
Ответ:
А. На все шарики действует
одинаковая выталкивающая сила.
Б. На 1-й.
В. На 2-й.
Г. На 3-й.
1
2
3

3*. В каком порядке расположатся в одном сосуде три не смешивающиеся между собой жидкости: вода, керосин, ртуть. Сделайте соответствующий рисунок. Как в этом сосуде расположатся три сплошных шарика: 1 пробковый, 2 парафиновый, 3 стальной. Ответ обоснуйте. Сделайте рисунок
Керосин 800 кг/м3
Вода 1000 кг/м3
Ртуть 13600 кг/м3
пробка 240 кг/м3
парафин 900 кг/м3
сталь 7800 кг/м
Дополнительные данные:

Проверим себя:
Ответ на вопрос №1: (ответ А)
объемы одинаковы, а архимедова сила зависит от объема погруженной части тела, а не от глубины
Чем меньше плотность тела, тем большая часть его находится над водой
Ответ на вопрос №1: № 1 из льда, №3 из пробки.

Решение задачи 3
1
керосин
2
вода
3
ртуть
Керосин 800кг/м3 Вода 1000кг/м3
Ртуть 13600кг/м3
1. Пробка 240кг/м3
2. Парафин 900кг/м3
3. Сталь 7800кг/м3

Рыба фагак

Домашнее задание
Экспериментальная
С помощью мерной кружки с водой определите выталкивающую силу, действующую на картофелину при полном её погружении в воду.
Деревянный шар плавает в воде. Назовите силы, действующие на шар. Изобразите эти силы графически. Определите плотность данного деревянного шара.
Задача
Расчетная

сегодня я узнал...
2. было трудно…
3. я понял, что…
4. я научился…
5. я смог…
6. было интересно узнать, что…
7. меня удивило…
8. мне захотелось…

Дано:
m=30кг
ρв=1000кг/м3
V=0,012м3
F=?
Решение:
Fт>Fж на F ?
FА+F=Fт -условие равновесия
F=Fт-FА Fт=mg FA=ρжgV
FА=1000кг/м3∙10Н/кг∙0,012м3=120Н
Fт=30кг∙10Н/кг=300Н
F=300Н-120Н=180Н
Ответ: F=180Н
FA
FT

3. Деревянный шар плавает в воде. Назовите силы, действующие на шар. Изобразите эти силы графически. Определите плотность данного деревянного шара.

Решение задач
Решение экспериментальной задачи. Оборудование: стакан с водой, динамометр, мензурка, груз на нити. Определите объем груза.
Какими способами можно определить объем тела?
по формуле FA=ρЖgVпчт
опытным путем FА=Рвозд-Рж

Проверка результата.
1. Налить в мензурку 100мл воды.
2. Опустить груз в мензурку.
- На сколько делений поднялась вода? Чему равен объем тела?
- Какой получили ответ в задаче? При измерениях?
Дано:
Рвозд= 1Н
Рж=0,75Н
V=?
Решение:
FА=Рвозд-Рж
FА=0,25Н
FА=ρжgV ? V=FA/ρжg
V=25cм3

Решение задач
2. Решение качественных задач.
№1. В каком порядке расположатся в одном сосуде три не смешивающиеся между собой жидкости: вода, керосин, ртуть. Сделайте соответствующий рисунок. Как в этом сосуде расположатся три сплошных шарика: 1 пробковый, 2 парафиновый, 3 стальной. Ответ обоснуйте. Сделайте рисунок.

№2. Мальчик, масса тела которого 40кг, держится на воде. Та часть тела, которая находится над поверхностью воды, имеет объем 2дм3. Определите объем всего тела мальчика.
Дано:
m=40кг
V1=2дм3
ρ=1000кг/м3
Vт=?
Решение:
Vт=Vпчт+V1
по условию плавания тел FA=Fт
FА=ρжgVпчт; Fт=mg
ρжgVпчт =mg
ρжVпчт=m ? Vпчт=m/ρж
Vпчт=0,04м3; V=0,042м3
Ответ: V=0,042м3
СИ:
=0,002м3

№3. Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 30кг, объем которого 0,012м3.
Анализ задачи.
1. Какие силы действуют на тело, погруженное в жидкость? Куда они направлены?
2. Где находится камень?
3. Что можно сказать о силах тяжести и Архимеда в этом случае?
4. Что необходимо сделать с камнем?
5. Куда будет направлена сила, которую необходимо приложить к камню, для того чтобы его поднять?
6. Как же её найти? Чему равна равнодействующая двух сил, направленных по одной в противоположные стороны?