Меню

Приборы для измерения силы архимеда



Cпиртометры и аэрометры или Закон Архимеда

Ну уж если Вам понадобился СПИРТОМЕТР, то Вы человек любопытный, любопытствующий, жадный до знаний, так сказать – вот тут-то Вы мне и попались. Ну-ну, не упирайтесь! Вспомните 7-й класс, белобрысую девочку за соседней партой и медленно погрузитесь в ароматную атмосферу воспоминаний и рассуждений. Закон Архимеда….

Тело погруженное в жидкость вытесняет объем жидкости, равный объему самого тела — скучища, хоть и правильно.

На всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной жидкости — еще правильнее, но просто не запоминается!

А вот и первый «научный» вопрос вашего трехлетнего внука: Почему пельмешки всплывают? Ну? Что ответите? Не торопитесь, это коварный вопрос… пельмешки-то при варке тяжелеют.

Но сначала я расскажу вам древнюю легенду о том, как закон Архимеда родился: Итак, великий математик Архимед (около 287—212 до н.э.), сын астронома Фидия, написавшего сочинение о диаметрах Солнца и Луны, – Архимед Фидиевич, — был самым гениальным учёным Древней Греции. Жил он приблизительно за 200 лет до нашей эры (

212 до н.э.) в греческом городе Сиракузы на Сицилии. И по традиции тогдашних праведных времен был приближён ко двору царя Гиерона II и его сына-наследника. Хорошо известен рассказ о жертвенном венце Гиерона. И вот однажды царь Гиерон поручил Архимеду поручили проверить честность ювелира и определить, нет ли подвоха в изготовленном им Жертвенном Венце? Сделан ли Венец из чистого золота или с примесями других металлов и нет ли внутри него пустот? Размышляя об этом, Архимед, как и многие из нас в момент тяжелых раздумий, погрузился в теплую ванну… Но в отличии от нас, Архимед заметил, что вытесненная его телом вода пролилась через край и не возмутился, а страшно обрадовался! Так обрадовался, что с криком “Эврика, эврика!” он, как был нагишом, бросился проводить эксперимент: идея Архимеда была очень проста.

Тело, погружённое в воду, вытесняет столько жидкости, каков объём самого тела. Поместив венец в цилиндрический сосуд с водой, можно определить, какое количество жидкости он вытеснит, т.е. узнать его объём. А, зная объём и взвесив венец, легко вычислить удельную массу! Это и даст возможность установить истину: ведь золото — очень тяжёлый металл, а более лёгкие примеси, и тем более пустоты, уменьшают удельную массу изделия. Судьба Жертвенного венца и самого ювелира скрылась в темных глубинах истории, а вот Архимед на этом не остановился, он сформулировал закон, который вплотную приблизил нас к созданию целой семьи аэрометров и их самого популярного сына – спиртометра, — этот закон гласит: “Тело, погружённое в жидкость, теряет в своём весе столько, каков вес вытесненной жидкости”.

Именно этот закон объясняет, почему цельный стальной шар (это для внука, для внука запоминайте!) тонет в воде, тогда как деревянное тело всплывает. В первом случае вес вытесненной воды меньше веса самого шара, т.е. архимедова “выталкивающая” сила недостаточна для того, чтобы удержать его на поверхности. А тяжело гружёный корабль, корпус которого сделан из металла, не тонет, погружаясь только до так называемой ватерлинии. Поскольку внутри корпуса корабля много пространства, заполненного воздухом, средняя удельная масса судна меньше плотности воды и выталкивающая сила удерживает его на плаву. Закон Архимеда объясняет также, почему воздушный шар, заполненный тёплым воздухом или газом, который легче воздуха (водородом, гелием), улетает ввысь.

Да, вот правильный ответ про пельмешки, не бойтесь, не брошу Вас в беде: Хотя масса вареных пельменей больше массы сухих пельменей, так как они пропитываются влагой и становятся тяжелее, но при варке и тесто, и пельмени увеличиваются в объеме за счет расширения содержащегося в них воздуха! Так что при варке две силы – сила тяжести и выталкивающая Архимедова, — сначала выравниваются, а потом Архимедова еще увеличивается, вот тут-то они и всплывают!Кстати, а спросите-ка внука – в какой жидкости сырая картошка НЕ утонет: в воде, в молоке, в кефире, в мёде? (в мёде, в мёде!).

Выныриваем в действительность: Аэрометров много, они изучают плотности разных жидкостей:

  • Лактометр расскажет нам о качестве молока, о его жирности и плотности;
  • Солемер – про соленость воды;
  • Сахаромер – подскажет нам, какова концентрация сахара;
  • Спиртометр – выдаст тайну процентов алкоголя в «изучаемом» нами напитке.

Вы думаете эти инструменты сильно отличаются? Нет, разница только в ГРАДУИРОВКЕ шкалы, ну и кое в чем другом.

Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения концентрации должны проводиться при строго определенной температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.

Различают следующие виды ареометров:

    • ареометр общего назначения АОН-1, АОН-2, АОН-3, АОН-4, АОН-5;

    • ареометр для нефтепродуктов АН, АНТ-1, АНТ-2;

    • ареометр для электролита АЭ-1, АЭ-2, АЭ-3; 66

    • Семипоплавковый аэрометр для измерения плотности электролита в автомобильных аккумуляторах

      Автор: Andshel — собственная работа, CC BY-SA 4.0,
    • ареометр для грунта АГ;

Аэрометром можно измерить как плотность, так и объем вытесненной жидкости. Вот что написано в Википедии: Аэрометр представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью, песком или ртутью (. ) для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится сама шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянного объёма и ареометры постоянной массы. Для измерения плотности жидкости ареометром постоянной массы сухой и чистый ареометр помещают в сосуд с этой жидкостью так, чтобы он свободно плавал в нём. Значения плотности считывают по шкале ареометра, по нижнему краю мениска. Для измерения ареометром постоянного объёма изменяют его массу, достигая его погружения до определённой метки. Плотность определяется по массе груза (например, гирек) и объёму вытесненной жидкости.

В чем измеряет спиртометр

А вот ничего и не понял! Вы мне лучше скажите, в градусах измеряет спиртометр или в процентах? Что измеряют эти спиртометры? Градусы или проценты? Ну, ладно, давайте по порядку: начнем с конца.

Будем корректно называть эти приборы: не «спиртометром», а ареометром. Для спирта: АСП-1, АСП-2, АСП-3, АСП-Т. Ответ на главный вопрос, как это не удивительно, надо смотреть в паспорте прибора.

Там ДОЛЖНО быть написано (например, для ареометров АСП-3):

  • «Ареометры для спирта АСП-3 применяются для измерения объемной концентрации этилового спирта в водных растворах… Диапазон измерения объемной доли: 40-70%. » или
  • «Цена деления шкалы — 1 % объемный» или
  • «Применяются для измерения концентрации этилового спирта в водно-спиртовых растворах в объемных процентах…»

То есть ареометры для водно-спиртовых растворов измеряют концентрацию спирта в ОБЪЕМНЫХ ПРОЦЕНТАХ и ни в чём более — это по стандарту. (не путать с другими денсиметрами: для молока, сахара… они могут измерять массовые доли и т.д.)

Теперь про наши любимые «градусы».

В наше время это несистемная, нестандартная (не ГОСТовская), устаревшая единица и в наше время она уже ничего не значит или значит то, что ей может приписать любой «умник»-самоделкин-самогонщик-Кулибин из 19 – начала 20 веков.

В 19 веке, во времена Дмитрия Ивановича, в начале 20 века эта единица соответствовала определенным значениям. Причем не только массовым, но и объемным!! Были разные системы расчетов, если интересуют подробности, посмотрите статью из журнала «Вопросы истории естествознания и техники» №2, 1999 г. «ИЗ ИСТОРИИ РУССКОЙ СПИРТОМЕТРИИ», Л.Б. Бондаренко.

Вот видите, даже выпить расхотелось! – Ну куда его – без градусов? Уж лучше молочка попить!
Во-первых, вас запутали многочисленными вычислениями бродящими по интернету:
В литре водке, имеющей крепость 40°, содержится 572 г воды и 381 г зернового этилового спирта.
Если же на этикетке бутылки водки стоит надпись 40 % vol. (сорок процентов от объема), то в литре такой водки (по батюшке Дмитрию Ивановичу Менделееву) 635 г воды и только 318 г зернового этилового спирта, это примерно 35°.

На 572 г воды — 381 г спирта – здесь спирта больше. — 40°
На 635 г воды — 318 г спирта – это менее крепко! – 40% или

35°
В первом случае водка была 40 градусов, во втором — 40 процентов. Первая водка крепче и 40 градусов не эквивалентно 40 процентам.

Так и хочется пересчитать проценты в градусы, правда? Не пересчитывайте! В этом отрывке вместо градусов должны быть МАССОВЫЕ доли. Да, есть объёмные проценты, есть массовые. Естественно, получаются разные результаты. Но в ликеро-водочной промышленности массовыми долями (при вычислении содержания спирта!) не пользуются. Только объемный процент! Во-вторых, большую сумятицу в наши умы внес Вильям Похлёбкин своей книгой о водке (Похлебкин В. В. «История водки»).

Лично я очень уважаю этого человека, но, к сожалению, он не дружил с точными науками и написал много лишнего (точнее неправильного), как о водке, так и о Дмитрии Ивановиче (см. ниже). Именно от него идет до сих пор эта путаница с градусами, массовыми процентами… Здесь можно много написать о его ошибках, но лучше — вывод:

Читайте также:  Как измерить косую длину туловища крс

Надо запомнить: с 70-ых годов 20 века и по сей день обозначения на этикетках указываются только в объемных процентах, напр.: 40% об. Также с того времени, еще по инерции упоминают градусы, но эти градусы равны объемным процентам, а не массовым. Более того, часто тогда писали: «сорокоградусная водка — 40°, то есть 40% об.». То есть говорили, что это одно и тоже.

Поэтому, если к вам подойдет какой-нибудь умник и будет спрашивать:

— Как же нам пересчитать проценты в градусы?
отвечайте:
— Вы путаете, молодой человек, градусы и массовые доли! В официальных стандартах сейчас градусов нет. Всё измеряется (в ликеро-водочной промышленности, пишется на этикетках) в объемных процентах. Если вам так хочется, то можете пересчитать массовые доли в объемные, но это только для личного самоутверждения и никакого отношения к содержанию бутылки не имеет. Если же вы на каких-то бутылках заметили обозначение в градусах, то будьте уверены, что это или левая/паленая водка или неграмотные (сверхнеграмотные) изготовители, которые плевали на стандарты.
(К сожалению, приходится признать, что наше время – время безграмотных, если не сказать сильнее. Отсюда большинство наших бед).

Ну а теперь для любителей всего градусного про Дмитрия Ивановича Менделеева.

Вот что писал Похлебкин:

Исследуя спиртоводные растворы, Менделеев «подметил» их особенности и обратил внимание на их связь с появлением разного качества у различных водно-спиртовых смесей. Оказалось, что физические, биохимические и физиологические качества этих смесей также весьма различны, что побудило Д.И. Менделеева искать идеальное соотношение объема и веса частей спирта и воды в водке. В то время как прежде смешивали различные объемы воды и спирта, Д.И. Менделеев провел смешение различных проб веса воды и спирта, что гораздо труднее и что дало более точные результаты. Оказалось, что идеальным содержанием спирта в воде должно быть признано 40о, которые не получались никогда точно при смешении воды и спирта объемами, а могут получиться только при смешении точных весовых соотношений алкоголя и воды.

Последнее предложение – абсолютная чушь с научной точки зрения.

И, кроме этого, при смешивании спирта и воды на полном «участке кривой» всё идет плавно и 40 процентов или градусов никак не выделяются на графиках. Менделеев в своих работах нигде не утверждает, что водка должна быть именно 40-градусная — «физические, биохимические и физиологические» исследования никто не проводил, поэтому идеального соотношения нет!

Теперь давайте рассмотрим тонкости пользования спиртометром

Спиртометры делаются для разных пределов измерений — 0-40%, 40-70%, 70-100%, 0-96%. Покупая спиртометр, осознайте, в каком сосуде Вы это собираетесь делать. Я лично рекомендую к спиртометру обзавестись и соответствующей пробиркой чуть выше самого спиртометра или мерным цилиндром сразу на 200 мл.

Какие они бывают:

    • Мерный цилиндр для ареометра 250 мл без шкалы

    • Цилиндр для ареометров 500 мл без шкалы АКГ 2.784.086

Подумайте об этом заранее.

Далее, как опускать спиртометр в колбу с жидкостью? До дна или как?

Учебник по лабораторной практике пишет: ОТПУСТИТЬ АРЕОМЕТР НУЖНО НЕ РАНЬШЕ, а ЛУЧШЕ и НЕ ПОЗЖЕ, ЧЕМ ОН ДОСТИГНЕТ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ!

Если опустить его до низа, то его верхняя часть смочется и будет тяжелее на вес этой влажной пленки. Понимаете? По той же причине никогда не смазывайте пипку маслом! Если жидкость «прилипла» и ее поверхность «изогнулась» См рис:

То по какому уровню считывать показатели?
Ответ – по линии С-Д (см ниже), а не А-В

Далее – проводите эксперименты при одной температуре – примерно 20 градусов. ВНИМАНИЕ: Ареометр-спиртометр АСП должен соответствовать актуальному ГОСТ 18481-81

Источник

Материалы для урока физики «Выталкивающая сила. Закон Архимеда»

Выбранный для просмотра документ Презентация к уроку Выталкивающая сила.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема урока Выталкивающая сила. Закон Архимеда. 8 класс

«Я очень верю в чудеса, творимые разумом и воображением человека. Иных чудес я не знаю». Максим Горький Века стоит земная твердь, На ней всего важнее разум – Мозгов ты можешь не иметь, Но физику учить обязан. Она – Царица Всех Наук, Но (это строго между нами), Чтоб вам не оторвало рук – Не троньте физику руками! (Из школьного фольклора) )

Логическая цепочка А: Давление – р — Па- р = F/ S — зависит от cилы, площади- прибор для измерения – манометр Б: Торричелли — атмосферное давление — изменяется с высотой — измеряется прибором барометром в Па, мм.рт.ст.

Работа с текстом Давление это величина равная отношению силы, действующей перпендикулярно площади поверхности, к этой площади. Обозначается Р измеряется в Па. С увеличением силы давление увеличивается, с уменьшением площади давление увеличивается. Давление оказывают не только твердые тела, но также жидкости и газы. Давление, оказываемое покоящейся жидкостью ,называется гидростатическим. Гидростатическое давление зависит от плотности жидкости, глубины, ускорения свободного падения . Определяется формулой р=ρgh . Прибор для измерения давления в жидкостях или газах , называется манометром.

КРОССВОРД 1 3 4 5 6

1 П А С К А Л Ь Д И Н А М О М Е Т Р 3 В О З Д У Х 4 С И Л А 5 Б А Р О М Е Т Р 6 О Б Ъ Е М Л Е Д

Почему вес тела в воде и в воздухе неодинаков?

ЗАКОН АРХИМЕДА FA = Рж Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость или газ тело, равна весу жидкости или газа в объеме этого тела FA = g ρж Vт

h РАСЧЕТ СИЛЫ АРХИМЕДА h h 1 2 S 1 1 2 2 F = p S F = p S 1 1 2 2 > Силы давления жидкости на верхнюю и нижнюю грани куба F = F — F =( p — p ) S А 2 1 2 1 V = ( h — h ) S — объем куба 2 1 — сила АРХИМЕДА

ОПРЕДЕЛИТЬ от каких факторов зависит сила Архимеда от каких факторов не зависит сила Архимеда

Правила работы в группе БЫТЬ ПОЗИТИВНЫМ ГОВОРИТЬ ПО – ОЧЕРЕДИ БЫТЬ АКТИВНЫМ СЛУШАТЬ И СЛЫШАТЬ КАЖДОГО ТОЛЕРАНТНО ОТНОСИТЬСЯ ДРУГ К ДРУГУ ДЕЙСТВОВАТЬ ПО ПРИНЦИПУ «ЗДЕСЬ И СЕЙЧАС» ПОЛЬЗОВАТЬСЯ «ПРАВИЛОМ РУКИ”

Выталкивающая сила не зависит от плотности тела глубины погружения формы тела

Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости объема погруженной части части тела объема тела

Применение силы Архимеда Судоходство

Применение силы Архимеда Воздухоплавание

Применение силы Архимеда ликвидация экологических катастроф

Применение силы Архимеда приборы — ареометры

Найди ответ На какой из опущенных в воду медных шаров действует наибольшая выталкивающая сила?

РЕШЕНИЕ Наибольшая выталкивающая сила будет действовать на шар №2, так как его объем больше. Чем больше объем, тем выталкивающая сила больше. FA = g ρж Vт

Найди ответ Тела одинакового объема – стеклянное и стальное – опущены в воду. Сравните выталкивающие силы, действующие на них?

РЕШЕНИЕ Выталкивающие силы действующие на тела одинаковы, так как их объемы равны. FA = g ρж Vт

Найди ответ Как изменится выталкивающая сила на данное тело при погружении его в жидкости на разную глубину?

РЕШЕНИЕ Выталкивающая сила не изменится, так как не зависит от глубины погружения. FA = g ρж Vт

Найди ответ Изменится ли выталкивающая сила, если брусок, находящийся в жидкости, перевести из положения а в положение б?

РЕШЕНИЕ Выталкивающая сила не изменится, так как объем тела не изменился. FA = g ρж Vт

Найди ответ Подвешенные к коромыслу весов шары равного объема погрузили в жидкость сначала так, как показано на рисунке а, а затем так, как показано на рисунке б. В каком случае равновесие весов нарушится? Почему?

РЕШЕНИЕ Равновесие весов нарушится в случае а, так как плотности жидкостей разные, а следовательно, и выталкивающие силы, действующие на них, будут не одинаковы. В воде выталкивающая сила больше, чем в масле, так как плотность воды больше FA = g ρж Vт

Найди ответ Кусок стального рельса находится на дне реки. Его приподняли и поставили вертикально. Изменилась ли при этом действующая на него выталкивающая сила, если при подъеме часть рельса окажется над водой?

РЕШЕНИЕ Выталкивающая сила изменится (уменьшится), так как объем погруженной части меньше, чем всего тела. FA = g ρж Vт

НАЙДИ ОТВЕТ Будут ли весы находиться в равновесии, если шары поместить в воду?

РЕШЕНИЕ Равновесие весов нарушится, так как в воде будет действовать выталкивающая сила. Объемы шаров разные, следовательно, и силы будут действовать на шары разные. FA = g ρж Vт

Реши задачу Вес тела в воздухе равен 26000 Н, а в воде 16000 Н. Каков объем тела V — ? P1 = 26000 H P2 = 16000 H ρ = 1000 кг/ м3

Анализ задачи На тело, находящееся в воде, действует сила тяжести и архимедова сила, которая равна разности между весом тела в воздухе и в воде. С другой стороны, архимедова сила равна весу воды в объеме данного тела. Объем тела равен объему вытесненной воды. Объем воды определим по плотности и массе.

Читайте также:  Как измерить рубашку по вороту таблица

Решение Определим архимедову силу FA =P = P1 — P2 = 26000 – 16000 = 10000 H Найдем массу воды в объеме тела. P = mg → mж = P / g = 10000 /9,8 = 1000кг Определим объем воды V = mж \ ρж; V = 1000/ 1000 = 1м3 Ответ: Объем тела равен объему вытесненной воды.

Домашнее задание § 37 – изучить, упр.21 1-2 уровень: №1, 3 уровень: №2,7 4 уровень: №7,9 Творческое задание: определить выталкивающую силу действующую на кошку, когда она принимает ванну.

Рефлексия Урок интересный, было все понятно Урок интересный, но не все было понятно Урок неинтересный, мало что было понятно

Спасибо за внимание

Выбранный для просмотра документ план урока Выталкивающая сила.doc

Шкель Н.Л. 8 класс Урок «Выталкивающая сила. Закон Архимеда»

Урок 1 7 / 29 Выталкивающая сила. Закон Архимеда.

Автор: Шкель Надежда Леонидовна, учитель физики, Белозерская ОШ №18

Добропольского городского совета Донецкой области

О буча ющая цель: познакомить ребят с понятием выталкивающей силы, выяснить причины ее возникновения в жидкостях и газах, объяснить природу происхождения .

Развивающая цель: создать условия для развития познавательного интереса к предмету, умений анализировать учебный материал, формировать умения учащихся работать в малых группах, навыки работы с приборами

Воспитательная цель: познакомить учащихся c практическим применением закона Архимеда в технике, прививать умения работы в группах, формировать коммуникативные умения и навыки

Технические средства обучения, наглядные пособия

1. Интерактивная доска, мультимедийный проектор,

2. Презентации « Архимед », « Слайды по уроку»

3. Видео для физ.паузы «Ель»

Учащиеся должны приводить примеры: действия выталкивающей силы

Учащиеся должны формулировать: определения выталкивающей силы, закон Архимеда

Учащиеся должны придерживаться: правил ТБ в физическом кабинете

Новые понятия: выталкивающая сила, закон Архимеда

Природоведение, география, математика, история

1. Е.В.Коршак,А.И.Ляшенко, В.Ф.Савченко «Физика, 8», Киев «Генеза », 200 8

2. Программа . 7-12 класи. Фізика. Астрономія” Київ., “Шкільний світ”, 2005

3 И.П.Бакай Самостоятельные и контрольные работы по физике,7 класс,

«Друк ЛТД», Харьков, 1996.

Задания для самостоятельной работы

Экспериментальная деятельность учащихся по новой теме в группах.

М.Н.Ергомышенва-Алексеева «Физика – юным», Изд-во «Просв е щение», Москва, 1969

1. Действие архимедовой силы в жидкости .

2. Уменьшение веса тела во время погружения в

3. Измерение архимедовой силы.

2 стакана с водой,

К убики из разных веществ.

Набор для демонстрации закона Архимеда

Штатив, желоб, шарик.

Наглядные пособия, ТСО

Работа с текстом

Работа в микрогруппах

— п роверка готовности к уроку

Проверка домашнего задания

Актуализация опорных знаний

Мотивация на изучение нового материала .

Изучение нового материала :

1. Краткая история открытия закона Архимеда.

2. Понятие выталкивающей силы

3. Зависимость выталкивающей силы от факторов: объема тела, плотности жидкости ( проведение исследований)

Закрепление нового материала

Решение качественных задач, тестов и т.д.

Подведение итогов урока ,рефлексия

Файл для ИД «Архимед»

Творческое задание : определить выталкивающую силу действующую на кошку, когда она принимает ванну.

Структурный элемент урока

Критерии личностно-ориентированного подхода каждого этапа

Стимулирование деятельности учащихся, проверка общей готовности класса, обеспечение своевременного начала урока.

Концентрация внимания на учебной деятельности

Создание положительного эмоционального настроя на работу учащихся во время урока.

Проверка домашнего задания

Учитель предлагает учащимся для проверки знаний материала урока выполнить тестовые задания, организует учащихся для самооценивания своих учебных достижений

Учащиеся проверяют свои знания, выполняя тесты, оценивают уровень своих учебных достижений

Развитие умений реально оценивать уровень своих учебных достижений, выявлять пробелы в своих знаниях и намечать пути для их устранения.

Актуализация опорных знаний учащихся

Учитель предлагает учащимся ответить на предложенные задания корректируя неправильные ответы , способствует активизации опорных знаний учащихся.

Учащиеся, отвечая на поставленные вопросы, вспоминают теоретические знания, необходимые для изучения нового материала

Развитие умений анализа учебного материала и применение ранее изученного для дальнейшего углубления.

Объяснение нового материала

1) Краткая история открытия закона Архимеда

2) П онятие выталкивающей силы

3) Факторы, от которых зависит выталкивающая сила

Учитель представляет учебный материал в виде эвристической беседы лекции, сопровождая лекцию демонстрацией опытов, а также наглядного материала, представленного в файле для ИД

Учащиеся конспектируют материал лекции в рабочих тетрадях, принимают участие в обсуждении

Развитие умений кратко излагать услышанное в виде конспекта

Проверка знаний учащихся

Учитель организует работу учащихся по решению качественных задач, с помощью наводящих вопросов подводит учащихся к верному ответу, показывает каким образом нужно анализировать учебную задачу и находить верный ответ

Учащиеся учатся анализировать условие задачи и находить нужный ответ, используя знания теории.

Стимулирование учащихся к высказываниям, отсутствие у них страха ошибиться или дать неправильный ответ, самооценивание своих знаний

Организация работы дома

Учитель выделяет для изучения и отработки дома тот материал, который разбирался на уроке, определяет известные приемы работы учащихся, которыми они будут пользоваться, выделяет объем работы, обязательный для каждого учащегося.

Учащиеся получают инструктаж по выполнению домашнего задания, осознают цель выполненной домашней работы, производят запись в дневник.

В д.з. называется не только тема и объем домашнего задания, но и разъясняется, как рационально организовать свою учебную деятельность во время выполнения домашнего задания.

« Я очень верю в чудеса, творимые разумом и

воображением человека . Иных чудес я не знаю».

Ребята, наверное, все вы видели фильм «Капитан Немо». Как вы думаете это фантастика или реальность? Французский фантаст Жюль Верн в своей книге «Двадцать тысяч лет под водой» описал некоторые ситуации, которые можно объяснить с научной точки зрения. В этом нам поможет учебный материал нашего урока сегодня. Явно, автор хорошо понимал законы физических явлений. Также всем известный российский писатель А.П. Чехов в повести «Степь» пишет: «Егорка . разогнался и пролетел с высоты полутора сажня. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достиг; какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила и понесла его снова вверх ».

Какая же сила подхватила Егорку и подняла? Каково ее происхождение? От чего она зависит? Кто впервые объяснил существование этой силы? Каково ее применение в жизни? На все эти вопросы мы ответим сегодня на уроке

Тема урока открывается при щелчке левой кнопкой мыши. ( слайд №1)

Далее, с учащимися учитель выясняет, что они должны узнать на уроке.

«Века стоит земная твердь

На ней всего важнее разум –

Мозгов ты можешь не иметь,

А физику учить обязан.

Она – Царица Всех Наук,

Но (это строго между нами),

Чтоб вам не оторвало рук –

Не троньте физику руками!

(Из школьного фольклора)

Но прежде, чем начнем изучать новый материал , давайте повторим изученное

Этап актуализации знаний.

1). Интерактивный метод «Логическая цепочка»- продо л жить

А :Давление — ….- Па- р=…./…..- зависит от …., ….- прибор для измерения…….

В :Торричелли — …… …….- изменяется с ……- измеряется прибором …….

(Для проверки учитель демонстрирует слайд № 3 )

2). Работа с текстом ( карточки лежат на столах учащихся) ( слайд № 4 )

Давление это величина равная отношению ……, действующей перпендикулярно площади поверхности, к этой …….. Обозначается ……, измеряется в ……. С увеличением ….. давление увеличивается, с уменьшением …….. давление увеличивается. Давление оказывают не только …… тела, но также жидкости и газы. Давление, оказываемое покоящейся ….. , называется гидростатическим. Гидростатическое давление зависит от ……, ……., ……… .

Определяется формулой р=…… . Прибор для измерения давления в жидкостях или газах , называется ………..

3 ). Интерактивный метод «Кроссворд» — ( слайд № 5 ) — фронтально

Результат: имя ученого, открывшего выталкивающую силу — АРХИМЕД

1 . Назовите ученого, который открыл закон «Давление жидкостей или газов

передается во все стороны одинаково» (Паскаль)

2 Прибор для измерения силы. (динамометр)

3 Газ,оказывающей дествие на каждое тело. (воздух)

4 Причина движения тела. (сила)

5 Величина, равная произведению длины, ширины и высоты. (объем)

6 Прибор для измерения атмосферного давления. (барометр)

7 Агрегатное состояние воды. (лед)

Итак, ребята,мы с вами узнали имя ученого, который открыл выталкивающую силу.

Это Архимед, древнегреческий ученый . ( слайд № 6 )

О жизни ученого сохранилось очень мало сведений. Известно, что он активно участвовал в обороне родных ему Сиракуз и с о зданные им машины сделали город неприступным. Он погиб при взятии города римлянами, происшедшего в результате предательства. Архимед б ыл родственником царя Сиракуз — Гиерона. Отцом его был Фидий — придворный астроном царя. Ученый начал свою деятельность как инженер — создатель военных машин и фортификатор, реконструирующий укрепления Сиракуз. Теоретические знания он получил в Александрии и после возвращения на родину, Архимед занимается решением задач геометрии, закладывает основы гидростатики, вводит понятие центра тяжести и формулирует закон рычага.

Именно Архимед открыл существование выталкивающей силы .

Мотивация познавательной деятельности.

Проблемная ситуация: Всем вам известно, что под водой мы легко можем поднять камень, который с трудом поднимаем в воздухе . Почему?

(ученики пытаются дать ответ)

Узнаем ответ на данный вопрос после изучения нового материала.

Читайте также:  Единица измерения для стальных труб

Изучение нового материала

Опыт №1 (демонстрирует учитель): возьмем деревянный брусок и положим его на воду. Он плавает. Почему?

Объяснение: если брусок покоиться на поверхности воды, значит, действующие на него силы компенсируют друг друга. Одна из сил — это сила тяжести, направленная вниз, действующая на брусок со стороны Земли. Другая сила направлена вверх и действует со стороны воды на брусок, выталкивая его. Поэтому эту силу называют выталкивающей. F A — обозначение выталкивающей силы. Впервые ее изучил древнегреческий ученый Архимед.

Объявляется тема урока: Выталкивающая сила. Закон Архимеда.

Может показаться удивительным, что вода, которая на ощупь мягче пуха, может давить снизу вверх. Однако, это действительно так, причем выталкивающая сила может быть очень большой: она «удерживает» на плаву огромные океанские лайнеры и даже огромные ледяные горы – айсберги, может поднимать в воздух тяжелые самолеты, аэростаты, воздушные шары.

Опыт№2: возьмем динамометр и подвесим тело. Пружина растянулась и показала вес тела в воздухе. Теперь опустим это тело в воду так, чтобы оно полностью погрузилось. Наблюдаем изменения показаний динамометра: показания уменьшились .

П роблемн ая ситуация «Почему вес тела в воздухе и в воде разный ?»

Попробуем ответить на этот вопрос. В воде, кроме силы тяжести, действует еще и выталкивающая сила, направленная вверх, которая уменьшает деформацию пружины динамометра , а , следовательно , и вес тела в жидкости.

Как же рассчитать выталкивающую силу?

Опыт №3 : ( с ведерком Архимеда) Соберем установку, состоящую из штатива, на котором укреплен динамометр, отливного сосуда и ведерка Архимеда. Подвесим цилиндр к динамометру и опустим в отливной сосуд до полного погружения. Через отверстие в сосуде начнет выливаться вода в ведерко до тех пор пока, цилиндр полностью не погрузиться в воду. Значения динамометра уменьшаться. Выльем воду из стакана в ведерко Архимеда. По мере наполнения значения динамометра будут возвращаться к прежнему.

Вывод: это означает, что действующая на цилиндр выталкивающая сила равна весу воды в объеме , занятом цилиндром. Демонстрируется фрагмент легенды об Архимеде. ( видео про Архимеда )

Итак, на тело погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объеме, занятом телом .

Это утверждение было установлено Архимедом и называется законом Архимеда . (слайд 8 ).

Как же определить силу Архимеда?

Выталкивающая сила обусловлена тем, что давление в жидкости увеличивается с глубиной. Поэтому на нижнюю поверхность, погруженного в жидкость тела, жидкость давит с большей силой, чем на верхнюю. При этом равнодействующая сил давления на верхнюю и нижнюю поверхности тела направлена вверх. Эта равнодействующая и есть сила Архимеда. Рассчитаем величину этой силы. Обозначим h 1 глубину, на котором находиться верхнее основание цилиндра,

h 2 глубину, на котором находиться нижнее основание цилиндра,

Тогда сила давления жидкости равна: F 1 = p 1 S — на верхнее основание ,

F 2 = p 2 S — на нижнее основание, где р – гидростатическое давление в жидкости: р 1 = ῥgh 1 , р 2 = ῥgh 2. Равнодействующая этих сил F A = F 2- F 1= p 2 S — p 1 S = ῥgh 2 S — ῥgh 1 S = ῥgS ( h 2- h 1)= ῥgV → F A = ῥgV ( слайд №9 )

Физпауза( минутка релаксации) фрагмент видео «Ель»

Ребята, сейчас немного отдохнем. Повторяем все движения за «елью».

Проблемная ситуация: От каких факторов зависит сила Архимеда?

Чтобы ответить на данный вопрос, поработаем в группах. У вас на столах находятся приборы, с помощью которых вы сможете ответить на поставленный вопрос.

Цель вашей экспериментальной работы — выяснить, от чего зависит и от чего

не зависит сила Архимеда.

Но прежде, необходимо вспомнить правила работы в группах. ( слайд №11 )

Класс разбит на 5 групп. Каждая группа состоит из 5-7 человек.

Задания группам: (карточки с заданиями лежат на столах учеников).

№ 1: выяснить, зависит ли сила Архимеда от плотности тел, погруженных в вод у. (динамометр, сосуд с водой, два тела равного объема, но изготовлены из разных материалов)

№ 2: выяснить, зависит ли сила Архимеда от плотности жидкости ;

( динамометр, тело, стакан с водой, стакан с соленой водой)

№ 3: выяснить, зависит ли сила Архимеда от объема тел, погруженных в воду ;

(динамометр, стакан с водой, два тела разного объема, но изготовленные из

№ 4: выяснить, зависит ли сила Архимеда от формы тел, погруженных в воду;

(динамометр, стакан с водой, два тела разной формы, но одинакового объема)

№ 5: выяснить, зависит ли сила Архимеда от глубины погружения.

( динамометр, два стакана с водой, налитой до разных уровней, тело)

Работа учащихся в микро группах

Результаты выполненных экспериментальных заданий обобщаютс я:

1. Сила Архимеда не зависит от плотности тела, глубины погружения, формы тела ; ( слайд № 1 2 )

2. Сила Архимеда зависит от плотности жидкости, объема тела .

Применение силы Архимеда:

судоходство ( слайд №14), воздухоплавание ( слайд №15),

ликвидация экологических катастроф ( слайд №16),

приборы – ареометры ( слайд №17)

Проверка знаний учащихся по новой теме

( решение задач)( слайд №1 8 — 34 )

1. На какой из опущенных в воду медных шаров действует наибольшая выталкивающая сила ? ( слайд №18)

( Наибольшая выталкивающая сила будет действовать на шар №2,

так как его объеме больше ) (слайд 19)

2. Тела одинакового объема – стеклянное и стальное – опущены в воду. Сравните

выталкивающие силы, действующие на них? ( слайд 20)

( Выталкивающие силы одинаковы, так как выталкивающая сила зависит от

объема тела) ( слайд 21)

3. Как изменится выталкивающая сила на данное тело при погружении его в

жидкости на разную глубину? ( слайд №22)

( В ыталкивающая сила не изменится, т.к. она не зависит от глубины

погружения ) ( слайд №23)

4. Изменится ли выталкивающая сила, если брусок, находящийся в жидкости, перевести из положения а в положение б ? ( слайд №24)

( Не изменится, так как объем тела не изменился ) ( слайд № 25)

5 . Подвешенные к коромыслу весов шары равного объема погрузили в жидкость сначала так, как показано на рисунке а , а затем так, как показано на рисунке б . В каком случае равновесие весов нарушится? Почему? ( слайд №26)

( Р авновесие весов нарушится в случае а, так как плотности ж идкостей

разные, а следовательно, и выталкивающие силы, действующие на них, будут

не одинаковы. В воде больше, чем в масле , так как плотность воды больше .)

6 . Кусок стального рельса находится на дне реки. Его приподняли и поставили

вертикально. Изменилась ли при этом действующая на него выталкивающая

сила, если при подъеме часть рельса окажется над водой? ( слайд №28)

( И зменится, так как объем погруженной части, меньше, чем всего тела )

7. Будут ли весы находиться в равновесии, если шары опустить в воду?

( Равновесие весов нарушится, так как в воде будет действовать

выталкивающая сила. Объемы шаров разные, следовательно, и силы будут

действовать на шары разные ) ( слайд №31)

8. Задача: Вес тела в воздухе равен 26000 Н, а в воде 16000 Н. Каков объем тела?

1). Анализ задачи: ( слайд №33)

На тело, находящееся в воде, действует сила тяжести и архимедова сила, которая равна разности между весом тела в воздухе и в воде. С другой стороны, архимедова сила равна весу воды в объеме данного тела. Объем тела равен объему вытесненной воды. Объем воды определим по плотности и массе .

2). Определим архимедову силу (слайд №34)

F A = P = P 1 — P 2 = 26000 – 16000 = 10000 H

Найдем массу воды в объеме тела.

P = mg → m ж = P \ g = 10000 \ 9,8 = 1000 кг

Определим объем воды

V = m ж \ ρ ж; V = 1000/ 1000 = 1м 3

Ответ: Объем тела равен объему вытесненной воды.

Подведение и тога

Итак, ребята, сегодня мы узнали, что на тело, погруженное в жидкость или газ действует выталкивающая сила. Эта сила играет большую роль в природе, науке, технике. Теперь мы сможем решить проблемную ситуацию, которая предлагалась вначале урока:

Всем вам известно, что под водой мы легко можем поднять камень, который с трудом поднимаем в воздухе . Почему?

РЕШЕНИЕ: Конечно же, в этом нам помогает выталкивающая сила или сила Архимеда.

Оценивание ( учитель проводит оценивание с комментарием)

Домашнее задание : § 37 – изучить, упр.21: 1-2 уровень: №1,2

силу, действующую на кошку,

когда она принимает ванну »

Рефлексия: (слайд №36)

Наш урок подошел к концу, сделайте для себя выбор. На ваших столах лежат разноцветные фигурки ( снежинка, овал, треугольник), которые означают:

Урок был интересный, все понятно – это

Урок был интересный, но не все было понятно — это

Урок интересный, мало что было понятно — это

Сделайте свой выбор, поднимите фигурки вверх, чтобы мне было видно.

Спасибо. Урок окончен .

Используемая литература, интернет ресурсы:

1. Е.В.Коршак, А.И. Ляшенко, В.Ф.Савченко Физика 8 класс, Киев «Генеза», 2008;

2. Л.А.Кирик, Физика 8 класс, Методические материалы для учителя, Гимназия «Харьков»,2008

3.И.П.Бакай, Самостоятельные и контрольные работы по физике, 7 класс,

СП «Каравелла» Друк ЛТД», Харьков, 1996

5. М.С. Кузей, Кроки физики в 6-7 классах, «Народная Асвета», Минск, 1976

Источник