Архимедова сила. Закон Архимеда.
методическая разработка по физике (8 класс) по теме

Тема урока:      Архимедова сила. Закон Архимеда.

Цели урока:     Сформировать понятие о  , умение выводить формулу, выражающую зависимость этой силы от  иVж на основе закона Паскаля, продолжить формирование умений находить р, применять формулу для расчета давления внутри жидкости, сравнивать давление жидкости и газов.

В целях развития научного мировоззрения  показать роль физического экспериментирования. В воспитательных целях познакомить учащихся с практическим применением закона Архимеда, осветить его роль в физике.

Ход урока.

I.        Организационный момент,

II.        Изучение нового. Легенда об Архимеде (рассказываю)    

Как определить объем тела неправильной формы?  

Решая эту задачу, Архимед открывает закон, который обосновывает существование силы , которую нам с вами предстоит сегодня изучить

              Открываем тетради, записываем число и тему урока:

                                 «Архимедова сила. Закон Архимеда».

 Опыт: с аквариумом и мячом.

Почему мяч всплыл на поверхность воды?     На мяч вода подействовала с некоторой силой,
Само тело может прийти в движение?        будем называть выталкивающей силой.

Что является причиной изменения ?

Опыт: погружаем грузик.  

       Действует ли выталкивающая сила в этом случае?                                                      

Ребята, давайте с помощью динамометра и стакана с водой выясним: «Действует ли  на грузик?»

Но вначале выполним следующее: подвесим грузик к динамометру.

Какие силы на него действуют? (Р )

Грузик находится в положении равновесия.

Что можно сказать об этих силах? (они равны)

Куда всегда направлена ?(вниз)        

Куда направлена ?(вверх)

А если я подействую на грузик рукой с силой направленной вверх, то какая из этих сил изменится? (Р- да )

Итак, уменьшается вес тела,

Куда же направлена сила, уменьшающая вес тела?(вверх)

Фронтальный эксперимент.

Задание 1.

1. Определяем  вес тела в воздухе  .
2. Определяем  вес этого тела в воде . Сравнить результаты и сделать вывод. Почему уменьшился вес тела воде?

(если учащиеся  затруднятся с ответом, то молча подействую вверх  рукой на грузик ).

Я действовала рукой и вес тела - уменьшился.

 А в воде «кто» или «что» уменьшает вес тела? Кто действовал на тело?

(вода)

на доске пишу:

Сила, с которой жидкость действует на погруженную в нее тело называется =.          

   В честь Архимеда, который впервые указал на ее существование.

2) Выясним, почему возникает

Оказывает ли жидкость какое-нибудь действие на брусок? (давление)

Что можно сказать о давлении внутри жидкости на одной и той же глубине? (одинаковое)

На основании какого закона? (Паскаля)

Поэтому одинаковы и силы, действующие на боковые грани. Они направлены навстречу друг другу и сжимают брусок.

Одинаковое ли давление оказывает

жидкость на верхнюю к нижнюю

грани бруска? (нет , т.к. разная h)

Чему равно  и  ?

              Как рассчитать давление жидкости?

верхняя грань                нижняя грань

Чему равны силы давления на верхнюю и нижнюю грань.

Сравним  и .

Выясним:

Как направлены  и .

Где находится жидкость по отношению к верхней грани? (сверху)

В каком направлении она давит на нее? (вниз)

Где находится жидкость по отношению   к нижней грани? (снизу)

В каком направлении она давит на нее? (вверх)

Как направлена равнодействующая двух сил, действующих вдоль одной прямой, но в противоположные стороны?  (на магнитной доске изобразим эти силы)

Как найти равнодействующую силу? (из большей силы вычесть меньшую: накладываю, совмещаю, отрезаю)

\

Что же она делает с телом находящемся в жидкости?( раз эта сила направлена вверх, то она выталкивает тело).

R-это есть выталкивающая сила или сила  Архимеда

R =.

3) Выясним от чего зависит ?

  (учащиеся выполняют задание по карточкам,  группами).       После получения  результатов, группы    отчитываются о своей работе, учитель заносит результаты в таблицу.

зависит от:

1. объема тела
2. плотности жидкости

Архимедова сила

                 не зависит от:

1. формы тела
2. плотности тела

4) Давайте, рассчитаем эту силу:

А Архимед получил закон о выталкивающей силе в несколько ином виде:

Вспомним:

==

=

(сила Архимеда равна весу жидкости в объеме тела, погруженного в жидкость) .

5) Проверим на опыте этот вывод.

Сообщаю и показываю

Опыт:

ведерко Архимеда

объем цилиндра и ведерка одинаковы

Какую силу показывает динамометр в воздухе?        1) подвешиваю в воздухе Р1

Какую силу показывает динамометр в воде?        2) опускаю в воду Р2 - уменьшилась.

Выливаю воду из стакана в ведерко и показываю, что объемы равны.

Я добавляю вес вытесненной воды в ведерко и мы видим, что вес стал таким же, каким

был в воздухе.

Значит :=

К газам применим закон Паскаля. Поэтому и на тела, находящиеся в газе, действует . Под ее действием воздушный шарик поднимается  вверх.

 Закрепление нового.

На какое из этих тел действует большая ?

Почему?

Итог урока: сегодня на уроке мы узнали:

1)   что на всякое тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая сила.;

2. от чего зависит сила Архимеда;
3. почему возникает?

Д/з. §48,49, кто хочет решает задачу:

Изменяется ли Fa, если гвозди вбить?

                                    Легенда об Архимеде.

250 лет до н.э. Сиракузский царь Гиерон поручил великому древнегреческому ученому, математику, физику, изобретателю Архимед}' проверить честность мастера, изготовившего золотую корону. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на нее золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с ???, более дешевым металлами. Архимеду было поручено узнать не ломая короны есть ли в ней примесь, Достоверно неизвестно каким методом пользовался Архимед, но можно предположить следующее: сначала он нашел, что кусок чистого золота в 19,3 разатяжелее такого же объема воды. Иначе говоря,

Архимеду надо было найти плотность вещества короны и сравнить ее с . Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а в меньшее число раз, значит корона изготовлена не из чистого золота А чтобы найти g Вы знаете, надо не ???. Взвесить корону было легко, но как найти ее объем? Ведь корона была очень сложной формы? А какое решение нашел Архимеду?

Однажды находясь в ванной Архимеда осенила мысль, давшая решение задачи. Возбужденный он выскочил из ванной и , в чем был   побежал по улицам города, крича «Эврика! Эврика!», что значит «Нашел!».

Задание первой группе.

                                                                                                                                                                                                Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры.1.Определить силу Архимеда, действующую на  первое и второе тело. 2. Сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Задание второй группе.

Оборудование: динамометр, сосуд ы с соленой водой  и обычной водой, грузик. 1. Определить архимедовы силы, действующие на грузик в этих сосудах. 2. Чем отличаются эти жидкости? 3. Установить зависимость силы Архимеда от плотности жидкости.

Задание третьей группе.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема, динамометр. 1. Определить архимедову силу, действующую на эти тела. 2. Сравнить  эти силы.  3. Сделать вывод о зависимости( независимости) архимедовой силы от объема тела.

Задание четвертой группе.

Оборудование:  кусок пластилина, динамометр, сосуд с водой. 1. Кусочку пластилина придайте  форму шара, кубика, неправильную. 2. Поочередно опуская каждую фигурку в воду , определите силу Архимеда, действующую на нее.  3. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.