Дзеянне вадкасці і газу на апушчаныя ў іх целы. Выштурхвальная сіла. Закон Архімеда. Урок фізікі ў 9-м класе

Алена КЛЮЧКО,
настаўнік фізікі
ДУА “Вольнаўская сярэдняя школа”
Баранавіцкага раёна,
Брэсцкая вобласць

Вучэбныя мэты ўрока: плануецца, што да канца ўрока вучні будуць

– ведаць і разумець фізічны сэнс закона Архімеда;
– фарміраваць эксперыментальныя ўменні вымяраць сілу Архімеда, устанаўліваць сувязь выштурхвальнай сілы з іншымі велічынямі;
– ведаць формулу для разліку сілы Архімеда;
– умець прымяняць атрыманыя веды пры рашэнні эксперыментальных і разліковых задач;
– змогуць высветліць дзеянне вадкасці і газу на апушчаныя ў іх целы.

Задачы асобаснага развіцця навучэнцаў:

– стварыць умовы для развіцця пазнавальнай актыўнасці вучняў, іх маўлення праз зносіны на ўроку;
– садзейнічаць развіццю лагічнага мыслення ў працэсе рашэння эксперыментальных задач, навыкаў работы ў калектыве, уменню слухаць меркаванні другіх, выказваць і адстойваць свой пункт гледжання.

Тып урока: урок вывучэння новага матэрыялу.

Узровень выкладання зместу вучэбнага матэрыялу: базавы.

Абсталяванне: мультымедыйная ўстаноўка, штатывы, вядзерца Архімеда, дынамометры, целы цыліндрычнай формы, вада, соль, бульба, пластылін, посуд.

Ход урока

І Арганізацыйны момант (1 мінута)

– Добры дзень! Сёння мы з вамі будзем знаёміцца з новым законам фізікі. А для гэтага неабходна, каб вы былі актыўнымі, смела выказвалі свае думкі, рабілі правільныя вывады. Давайце ўсе разам плённа папрацуем, каб атрымаць задавальненне ад працы і добрыя адзнакі.

ІІ Актуалізацыя апорных ведаў (4 мінуты)

– Правядзём эксперымент. Апусцім у посуд з вадой тэнісны шарык. Што адбываецца? (Шарык усплывае.)

– Як вы думаеце, чаму? (Вада выштурхоўвае шарык.)

– Зробім вывад. (Адказы дзяцей.) Так, на цела, апушчанае ў вадкасць, дзейнічае з боку вадкасці выштурхвальная сіла, накіраваная ўверх.

На дошцы запісваецца дата і тэма ўрока. (Слайд 1).

– Давайце намалюем шарык і пакажам, якія сілы дзейнічаюць на яго. (Малююць шарык, паказваюць сілы).

ІІІ Вывучэнне новага матэрыялу (15 мінут)

– Як жа можна знайсці выштурхвальную сілу? Звернемся да доследу. Да дынамометра падвесім металічны цыліндр. Зафіксуем паказанні дынамометра. Будзем апускаць цыліндр у шклянку з вадой і сачыць за змяненнямі паказанняў дынамометра. Мы бачым, што па меры апускання цыліндра ў ваду паказанні дынамометра памяншаюцца. Гэты факт гаворыць аб тым, што на цела, апушчанае ў вадкасць, дзейнічае з боку вадкасці накіраваная ўверх сіла – выштурхвальная сіла. Чаму ж роўна яе значэнне? Яе значэнне роўна рознасці паказанняў дынамометра.

F_вышт = F_{паветры} – F_вадзе (Слайд 2)

– Чаму роўна выштурхвальная сіла? Як яе разлічыць?

– Для прастаты разлікаў разгледзім апушчанае ў вадкасць цела, якое мае форму прамавугольнага паралелепіпеда (Слайд 3) (малюнкі 211–214).

– Сілы ціску вадкасці, якія дзейнічаюць на бакавыя сценкі F₃ і F₄, толькі сціскаюць цела, але не выштурхоўваюць яго. Выштурхвальная сіла ўзнікае праз тое, што накіраваная ўверх сіла ціску вадкасці  большая за сілу , накіраваную ўніз. У выніку модуль выштурхвальнай сілы F_вышт = F₂ – F₁.

– А што такое сіла ціску? Давайце ўспомнім, што сіла ціску, з якой вадкасць дзейнічае на паверхню плошчай S, роўна F = рS, дзе р – ціск вадкасці. Значыць, F_вышт = р₂S – р₁S = (р₂ – р₁)S, дзе р₁ – ціск на глыбіні h₁, а р₂ – на глыбіні h₂.

Гідрастатычны ціск вадкасці р = h.

Атрымаем F_вышт = h₂ – h₁)S = h₂ – h₁) = h, дзе h – вышыня цела.

Але  – аб’ём апушчанага ў вадкасць цела. Такім чынам:

F_вышт = . Мы ведаем, што . Таму

F_вышт =  = F_вышт =  (Слайд 4)

– Закон Архімеда: на цела, апушчанае ў вадкасць, дзейнічае выштурхвальная сіла, накіраваная вертыкальна ўверх і роўная вазе вадкасці, выціснутай целам.

– Мы атрымалі з вамі тэарэтычны вывад. Праверым нашы вывады  на практыцы. (Дэманстрацыя з вядзерцам Архімеда).

1) Да дынамометра падвешваем вядзерца і цела. Расцяжэнне спружыны паказвае вагу цела ў паветры.

2) Апускаем цела ў адліўны сасуд. Пры гэтым частка вадкасці выліваецца ў цыліндрычны сасуд, а расцяжэнне спружыны памяншаецца.

3) Гэты дослед паказвае на наяўнасць выштурхвальнай сілы і, як вынік, памяншэнне вагі цела ў вадкасці.

4) Выльем у вядзерца ваду з цыліндрычнага сасуда, стрэлка дынамометра вернецца ў сваё пачатковае становішча.

– Які вывад можна зрабіць? (Выштурхвальная сіла, якая дзейнічае на цела, апушчанае ў вадкасць, роўна вазе вадкасці, выціснутай целам.)

ІV Фізкультмінутка (2 мінуты)

– Як можна павялічыць ціск на апору? (Паменшыць плошчу апоры.)

– Станем каля парт. Павялічым ціск на падлогу – станем на левую нагу, а зараз на правую, на левую, на правую. Паменшым ціск, станем на дзве нагі.

– Калі наступае стан бязважкасці? (Калі дзейнічае толькі сіла цяжару.)

– Давайце пабудзем у стане бязважкасці. Што для гэтага трэба зрабіць? (Падскокнуць.)

Вучні робяць некалькі скачкоў на дзвюх нагах.

V Самастойная работа вучняў (10 мінут)

– А цяпер давайце высветлім, ад якіх фактараў залежыць сіла Архімеда. Кожны з вас правядзе невялікую эксперыментальную работу па плане, зробіць вывад.

1. Даследаванне залежнасці выштурхвальнай сілы ад глыбіні апускання цела (Слайд 5).

Абсталяванне: штатыў, дынамометр, пасудзіна з вадой, цела цыліндрычнай формы.

План правядзення даследавання:

1) Замацуйце дынамометр на штатыве.
2) На нітцы да дынамометра падвесьце цела.
3) Апускайце цела ў пасудзіну на розную глыбіню, сачыце за паказаннямі дынамометра.
4) Запоўніце табліцу.

5) Ці змяніліся паказанні дынамометра пры змяненні глыбіні апускання цела? Зрабіце вывад: выштурхвальная сіла ад глыбіні апускання _________________________________________________

2. Даследаванне залежнасці выштурхвальнай сілы ад масы і шчыльнасці апушчанага ў вадкасць цела (Слайд 6).

Абсталяванне: штатыў, дынамометр, два целы аднолькавага аб’ёму, рознай масы (цыліндрычныя целы з алюмінію і жалеза).

План правядзення даследавання:

1) Замацуйце дынамометр на штатыве.
2) Параўнайце рознасці вагаў двух цел рознай масы, але аднолькавага аб’ёму ў паветры і вадзе.
3) Запоўніце табліцу вымярэнняў.

4) Ці змянілася рознасць паказанняў? Зрабіце вывад: выштурхвальная сіла ад масы і шчыльнасці апушчанага ў вадкасць цела_____________

3. Даследаванне залежнасці выштурхвальнай сілы ад шчыльнасці вадкасці (Слайд 7).

Абсталяванне: дзве шклянкі з вадой, соль, цыліндрычнае цела, штатыў, дынамометр.

План правядзення даследавання:

1) У адну шклянку з вадой перасыпце соль, добра размяшайце.
2) Замацуйце дынамометр на штатыве.
3) Параўнайце рознасці вагаў цела, апушчанага ў ваду і ў саляны раствор, у паветры і ў вадзе.
4) Запоўніце табліцу вымярэнняў.

5) Ці змянілася рознасць паказанняў? Зрабіце вывад: выштурхвальная сіла ад шчыльнасці вадкасці _____________

4. Даследаванне залежнасці выштурхвальнай сілы ад аб’ёму апушчанай у вадкасць часткі цела (Слайд 8).

Абсталяванне: штатыў, дынамометр, цела цыліндрычнай формы, шклянка з вадой.

План правядзення даследавання:

1) Замацуйце дынамометр на штатыве.
2) На нітцы да дынамометра падвесьце цела.
3) Вымярайце вагу цела ў паветры.
4) Апусціце цела напалову ў ваду, вымерайце вагу цела ў вадзе, знайдзіце рознасць паказанняў дынамометра.
5) Апусціце цела поўнасцю ў ваду, вымерайце вагу цела ў вадзе, знайдзіце рознасць паказанняў дынамометра.
6) Запоўніце табліцу вымярэнняў.

7) Ці змянілася рознасць паказанняў? Зрабіце вывад: выштурхвальная сіла ад аб’ёму апушчанай у вадкасць часткі цела _________________

– Зробім абагульненне ў выглядзе табліцы: (Слайд 9)

VІ Умовы плавання цел (3 мінуты)

– Закон Архімеда выконваецца і для газаў. Дзякуючы яму паветраныя шары падымаюцца ўверх. (Слайд 10)

– А зараз высветлім, пры якіх умовах цела плавае на паверхні вадкасці, унутры вадкасці або тоне.

– Якія сілы дзейнічаюць на цела ў вадкасці? (Сіла цяжару, выштурхвальная сіла – сіла Архімеда.) (Слайд 11)  (малюнак 215)

Умовы плавання цел:

1. F_ц > F_А, – тоне.
2. F_ц F_А, – усплывае, знаходзіцца ў стане раўнавагі, часткова апусціўшыся ў ваду.
3. F_ц F_А, – будзе ў стане раўнавагі на любой глыбіні ўнутры вадкасці.

VІІ Замацаванне (5 мінут)

Выкананне тэста

1. У ваду апушчаны зліткі золата і срэбра аднолькавага аб’ёму. Сіла, якая выштурхоўвае іх:

а) роўна архімедавай сіле, якая дзейнічае на залаты злітак;
б) большая за сілу Архімеда, якая дзейнічае на залаты злітак;
в) меншая за сілу Архімеда, якая дзейнічае на залаты злітак.

2. Да каромыслаў вагаў падвешаны два алюмініевыя цыліндры аднолькавага аб’ёму. Калі адзін змясціць у ваду, а другі ў масла, то:

а) пераважыць цыліндр, змешчаны ў масла;
б) раўнавага не парушыцца;
в) пераважыць цыліндр, змешчаны ў ваду.

3. Да каромыслаў вагаў падвешаны два цыліндры аднолькавай масы: медны і жалезны. Вагі знаходзяцца ў раўнавазе. Калі абодва цыліндры апусцілі ў ваду, тады:

а) жалезны цыліндр апусціцца ўніз;
б) раўнавага не парушыцца
в) медны цыліндр апусціцца ўніз.

4. Тры целы аднолькавага аб’ёму апускаюць у ваду (1), ртуць (2) і газ (3). Параўнайце архімедавы сілы, якія дзейнічаюць на гэтыя целы:

а) F₁=F₂=F₃
б) F₁<F₂,F₂>F₃
в) F₁<F₂<F₃

5. Па графіку вызначце, якой вадкасці адпавядае дадзены графік.

а) вада;
б) бензін;
в) ртуць;
г) газа.

VІІІ Дамашняе заданне (2 мінуты)

§ 29, с.141 (эксперыментальнае даследаванне)

ІХ Рэфлексія (3 мінуты)

Падвядзенне вынікаў урока.

Вучням раздаюцца карткі, лісты самаацэнкі.

Поделиться ссылкой: