Россия, Московская область, г. Лыткарино

МОУ СОШ № 5

Учитель физики

Волкова Э.Б.

«Архимедова сила»

Если взять два разных тела,

В жидкость опустить одно,

Видно, что одно всплывает,

А другое - вмиг ко дну.

Жидкость та ж, сомненья нет,

Ну и в чем же тут секрет?

Цели урока:

1. Обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости;

2. Установить причины возникновения силы Архимеда;

3. Выяснить условия плавания тел.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ход урока.

1. Опыты по обнаружению выталкивающей силы.

Класс разбит на 4 команды.

Оборудование (у каждой команды): сосуд с водой, динамометр, тело.

По плану, записанному на доске, каждая команда приступает к выполнению эксперимента:

1. Определите вес данного вам тела в воздухе Р₁.

2. Определить вес этого же тела в воде Р₂.

3. Сравнить результаты измерений и сделайте вывод.

Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.

Почему вес тела в воде меньше веса тела в воздухе?

Существует сила, действующая на тело в воде. Она называется выталкивающей или архимедовой силой в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.

А как можно найти величину выталкивающей силы?

Надо из веса тела в воздухе вычесть вес тела в воде.

Паспорт этой силы:

-направление - вертикально вверх;

-модуль F_а = Р_ж

Выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погруженного в неё тела.

-точка приложения - геометрический центр

2. От чего зависит сила Архимеда?

Есть сила одна, - вот вам ответ,-

Эту силу обнаружил Архимед.

Когда он опустился в воду,

То «Эврика!» - воскликнул он народу.

От чего зависит сила эта?

Нельзя оставить без ответа.

На это нам ответят группы экспертов, проведя эксперименты.

Каждой группе предлагаются задания.

Задание первой группе.

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

Задание второй группе.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, 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.

Задание третьей группе.

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

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в пресной, 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.

Задание четвертой группе.

Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Кусочку пластилина придана форма шара и цилиндра.

2.Поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.

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

После получения результатов каждая группа устно рассказывает о своей работе и сообщает свои выводы. Выводы записываются учащимися в тетрадях, а учителем - на доске в виде таблицы:

Таким образом, достигнута вторая цель урока.

3. Выяснение условия плавания тел.

Переходим к реализации третьей цели урока. В ходе беседы выясняем, какие силы будут действовать на погруженное в жидкость тело (архимедова сила и сила тяжести). Затем устанавливаем поведение тела в жидкости в зависимости от соотношения этих сил. На доске и в тетрадях учащихся появляется рисунок и записи:

Далее учитель проводит демонстрации:

1. тело из пробки плавает в воде,

2. шарик из картофеля тонет в воде,

3. тот же картофельный шарик всплывает в соленой воде,

4. шарик из пластилина тонет в воде,

5. лодочка из того же пластилина плавает в воде.

-В чем же дело? Почему одни тела плавают, а другие тонут? Почему гвоздь тонет в воде, а огромный корабль плавает? Сколько интересного вокруг нас! Давайте попробуем ответить на некоторые вопросы.

И снова идет работа в группах.

Задание первой и второй группам.

1. Опускайте в воду по очереди тела: стальной и алюминиевый цилиндры, фарфоровый ролик. Выясните, какие из них тонут, какие плавают.

2. Результаты наблюдений запишите в таблицу:

Изучите таблицу и сделайте вывод: при каком условии тела в воде тонут?

Задание третьей и четвертой группам:

1. Опускайте в воду по очереди тела: свечу, пробку, деревянный брусок. Выясните, какие из них тонут, какие плавают.

2. Результаты наблюдений запишите в таблицу:

Отгадайте загадку:

Под водой она гуляет,

Нашу землю охраняет,

Выполняет свой наказ.

Очень зорок ее глаз. (Подводная лодка)

Что можно сказать о средней плотности подводной лодки, когда «под водой она гуляет»? (Средняя плотность подводной лодки равна плотности воды.)

По окончанию опытов учитель на доске, а учащиеся в тетрадях делают записи: -тело тонет, если ρ_тела > ρ_{жидкости}

-тело плавает, если ρ_тела = ρ_{жидкости}

-тело всплывает, если ρ_тела < ρ_{жидкости}

Ребята, давайте решим веселую задачу от Григория Остера.

Тетя Люба, масса которой 95 кг, каталась на катере по реке Оке и, любуясь прекрасными видами, от восхищения выпала за борт. Капитан не пожалел свой любимый пробковый спасательный круг объемом 0,15 м³ и метко кинул его тете Любе. Пойдет ли схватившаяся за круг тетя Люба на дно вместе с кругом? Плотность пробки 240 кг/м³.

Ответ: Не пойдет. Архимедова сила достаточно велика, чтоб удержать на плаву тетю Любу с кругом.

Подводим итог урока.

Л.И. Мальдештам говорил «Ни учебник, ни учитель недостаточны, чтобы научить физике. Учащийся должен хоть немного работать опытно сам. Он должен сам видеть, сам слышать, сам осязать те явления, о которых ему говорят»