Архимедова сила
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

МБОУ «Нижне-Наратбашская ООШ Буинского муниципального района РТ»

Урок по физике в 7 классе

Тема:

 «Закон Архимеда»

Работу выполнила учитель

I квалификационной категории

Гарипова Суюмбика Искандеровна

2013

Цели урока:

1. доказать существование выталкивающей силы в жидкости;
2. показать зависимость этой силы от плотности жидкости и объёма погруженной части тела;
3. убедить экспериментально в связи веса тела в воздухе, веса тела в жидкости и выталкивающей силы;
4. познакомить с обстоятельствами открытия закона Архимеда;
5. подтвердить связь этого закона с реальной жизнью;
6. воспитать наблюдательность и терпение в достижении цели;

Ход урока:

I.Актуализация знаний.

1. Мы с Вами на прошлом занятии проходили тему «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело». а)Почему одно тело всплыло? http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/bcba5e0d-3bb7-4a6b-beaf-23ab9435b069/7_215.swf
2.  Учитель ставит проблемные вопросы:                                                                                                                                                              б) Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу она не может сдвинуть его с места. Почему?
3. Ходить по берегу, усеянному морской галькой, босыми ногами больно, а в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?
4. Почему сырое яйцо тонет в пресной воде, но в соленой плавает? (опыт : соленая вода, куриное яйцо)

Учитель предлагает учащимся дать ответ на них.  (Некоторые пробуют ответить)

И вот сегодня в процессе изучения нового материала вы узнаете ответы на эти и другие вопросы. Давайте обратимся к великому ученому древности – Архимеду.

II.  Объяснение новой темы:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/6d3b8fbc-a057-4c96-909a-76a176ac38d9/7_230.swf

1. Учитель говорит:

В тот город у моря, где жил Архимед.

Вот по дороге мощеной

В раздумье шагает ученый,

К царю Сиракуз

Направляется он

Навстречу спешит из дворца Гиерон.

Царь Гиерон: Нужен твой совет, ученый,

Мастер сделал мне корону.

Погляди-ка Архимед,

Золотая или нет?

С виду золотом сверкает,

Но, ты знаешь, все бывает…

Говорят, что мастер прыткий

Отделил кусок от слитка,

Остальную часть расплавил,

Серебра туда добавил,

А потом принес, хитрец,

Мне подделку во дворец!

Автор: Думал ночью, думал днем.

И однажды, в ванне моясь,

Погрузился он по пояс.

На пол полилась вода -

Догадался он тогда,

Как найти объем короны,

И помчался к Гиерону,

Не обут и не одет,

А народ кричал во след:

Что случилось, Архимед?

Архимед:  Эврика! Нашел решенье!

Архимед:  Пусть весы сюда несут

И с водой большой сосуд.

На весы кладем корону

И теперь такой же ровно

Ищем слиток золотой…

Царь Гиерон: Все понятно!

Архимед:  Нет! постой!

Мы теперь корону нашу

Опускаем в эту чашу.

Гиерон, смотри сюда,

В чаще поднялась вода!

Ставлю черточку по краю.

Царь Гиерон: А корону?

Архимед:  Вынимаю. В воду золото опустим

Царь Гиерон: В воду золото? Допустим.

Архимед: Поднялась опять вода.

Снова метку ставлю я.

Гиерон:  Куда?

Архимед:  Ну конечно же, по краю.

Гиерон:  Ничего не понимаю

Лишь две черточки я вижу:

Эта выше, эта ниже.

Но какой же вывод главный?

Архимед:  Равный вес. Объем неравный.

Ну, а слиток золотой.

Значит, был в короне той

Легче золота металл.

1 ученик.

Имя великого Архимеда (ок. 287–212 до н. э.)2 – древнегреческого учёного, математика, механика и изобретателя – мы знаем с детства. Он родился в Сиракузах, его отцом, как предполагают историки, был астроном Фидий. Широко известны физический закон Архимеда о плавающих телах, законы рычага, Архимедово число и его многочисленные изобретения: водоподъемная машина, или Архимедов винт, водяные часы, зажигательные зеркала, механическая модель небесной сферы, прибор для определения видимого диаметра Солнца и другие.        Архимед говорил о рычаге, теорией которого он занимался: «Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир».

Учитель:

Итак, тема урока «Закон Архимеда». Сейчас вы услышали суть легенды об Архимеде , которая помогла  царю Герону и открыл закон.

Опыт 1. Учитель показывает опыт с ведерком Архимеда и вместе с учащимися приходит к выводу: сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объёме этого тела. (этот вывод дети записывают в тетрадь).

Учитель: а как вы думаете, на тело, погруженное в газ, действует выталкивающая сила?

(дети говорят: да)

Определение: силу, выталкивающую тело из жидкости (или газа) называют архимедовой силой (или силой Архимеда).

(это определение дети пишут в тетрадь)

Учитель: так почему же по-вашему эту силу называют силой Архимеда?

(дети предлагают: он догадался, как её рассчитать)

Учитель: давайте и мы это выясним.

4)  Рисунок на доске и в тетрадях учащихся:

В беседе с учащимися выясняется вопрос о направлении и числовом значении силы Архимеда FA .

FA = F2 – F1

FA  направлена вверх

FA = PЖ = mЖ g = ρЖ V g

Если тело погружено не полностью, то FA = ρЖ g VПЧТ

PЖ – вес жидкости в объёме погруженного тела;

mЖ – масса жидкости в объёме погруженного тела;

g  = 10 Н/кг;

ρЖ – плотность жидкости;

VПЧТ – объём погруженной части тела.

Итак, сила Архимеда зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объема погруженной части этого тела. В этом заключается смысл закона Архимеда.

(формулу FA = ρЖ g VПЧТ  ученики записывают в тетради)

5) Опираясь на вывод из опыта с ведерком Архимеда, можно записать:

                      FА = Р0 – Р,

где Р0 – вес тела в воздухе, а Р – вес тела в жидкости, так как при погружении тела в жидкость оно теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Этот вывод можно распространить и на газ.

Учитель: Давайте, ребята, закрепим наши знания о законе Архимеда и посмотрим  видеоурок.

III.Фронтальные эксперименты.

От каких факторов зависит и не зависит Архимедова сила?

1.Зависит от объема.

2.Не зависит от плотности тела с одинаковыми объемами.

3.Не зависит от уровня высоты жидкости.

4.Зависит от плотности жидкости.

Ребята, как экспериментально, опытным путем можно определить выталкивающую силу Архимеда, действующую на любое тело, погруженное в жидкость? Хотя бы на эти болтики, что лежат у вас на столе?

В воде тело стало легче на 0,1Н, это и есть величина

Вам достался болтик, а мне кирпич. Как же мне определить , ведь динамометр не выдержит такой нагрузки?

Поднимаю кирпич, резиновый шнур растягивается. Опускаю в аквариум и резиновый шнур заметно сократился. Определить в данном случае нам поможет Закон Архимеда, но его еще надо вывести.

2. Вывод формулы

“Вопрос непрост
Прошу подумать всех,
Докажет кто, что жидкость
Давит снизу вверх”.

по закону Паскаля

IV. Закрепление.

1. Задача на вычисление выталкивающей силы.

 http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f3a59b01-dbf1-42dd-8203-917140c68b9d/80.swf

 2.В произведении  “Дедушка Мазай и зайцы” Н.А. Некрасов использовал закон Архимеда.

…Мимо бревно суковатое плыло,
Сидя, и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
“Взял бы я вас — да потопите лодку!”
Жаль их, однако, да жаль и находку —
Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок…

Почему Мазай зацепил бревно, а не посадил зайцев в лодку?

3.Опускаю в воду аквариума болтик и пробку и сопровождаю опыт строками:

Если взять два разных тела,
В жидкость опустить одну,
Видно, что одно всплывает
А другое вмиг ко дну.
Жидкость та ж, сомненья нет,
Ну а в чем же здесь секрет?

Ребята, как говорят о человеке, который не умеет плавать? — “Плавает, как топор”. А какая поговорка скрыта в опыте с пробкой? “Выскочил, как пробка из воды”:

3.Теперь попробуем ответить на проблемные вопросы, озвученные вначале урока:

1. В воде на тело человека действует направленная вверх выталкивающая из воды сила, а на берегу она не действует.( Средняя плотность человеческого тела равна 1070 кг/м^3 (воды — 1000 кг/м^3). Поэтому, по закону Архимеда, вес человека в воде (если он полностью погружен в воду) составляет всего около 7% "земного" веса, например, человек весом в 70 кг в воде весит около 5 кг. Понятно, что с таким весом собаке справится вполне под силу...)
2. Вследствие действия силы Архимеда в воде воздействия ног на камешки ослабляются и поэтому ходить по мелким камням не больно.
3. Чтобы не повредить стебли при выталкивании вверх.
4. Плотность соленой воды больше плотности пресной, следовательно, сила Архимеда в соленой больше, поэтому яйцо в ней плавает.

V. Проверка усвоения знаний.

ТЕСТ

VI.Домашнее задание:

1. § 49, упражнение 24  № 1, 2, 3, 4.

2.На каждый вопрос отметь крестиком столбик с правильным ответом.

VII.Итог урока.