Конспект уроку з фізики "Виштовхувальна сила. закон Архімеда"

Урок 6

Тема уроку: «Виштовхувальна сила. Закон Архімеда»

Мети уроку:

• Обґрунтувати існування виштовхувальної сили;
• формувати вміння пояснювати причини виникнення виштовхувальної сили;
• навчати учнів експериментально визначати цю силу та встановлювати її залежність від густини рідини, об’єму тіла;
• сформувати уявлення про закон Архімеда та його застосування;
•  розвивати науковий світогляд учнів;
• розвивати творчі здібності учнів, спонукаючи їх до самостійного отримування висновків при виконанні певних дослідів та розв’язанні якісних задач.

Обладнання: тіла різного об’єму, динамометр, склянки з водою, сіль ложка, відливна посудина.

Тип уроку: Вивчення нового навчального матеріалу.

Хід уроку

І.  Організаційний момент. Перевірка домашнього завдання.  - 4 хв.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів. – 5 хв.

Розгадайте кроссворд

1.  Предмет, за допомогою якого можна отримати краплину рідини. (Піпетка)
2. Предмет, яким користувався Торрічеллі при вимірюванні атмосферного тиску. (Трубка)
3. Повітряна оболонка, що оточує Землю. (Атмосфера)
4. Прізвище бургомістра, який експериментально довів існування атмосферного тиску. (Геріке)
5. На стіні висить тарілка
   По тарілці ходить стрілка.
   Ця стрілка наперед
   Нам погоду впізнає. (Барометр)

6. Прилад, що служить для взяття проб різних рідин. (Лівер)
7. Одиниця сили. (Ньютон)

ІІІ. Мотивація  навчальної діяльності

Під водою ми можемо з легкістю підняти важкий камінь, який із зусиллями підіймаємо на повітрі. Якщо взяти в руки корок та занурити його у воду, а потім відпустити, то він спливе. Чому ж так відбувається? Про це ми согодні і поговоримо.

Дослід 1:  Підвісимо до динамометра вантаж та визначимо показання динамометра.  Сила, з якою вантаж розтягує пружину динамометра виявилась рівною 0,5 Н.  Тепер опустимо цей вантаж у воду, динамометр показує силу, з якою тіло у воді розтягує пружину – 0,3Н. Отже сила, з якою тіло розтягує пружину динамометра, в рідині менше, ніж у повітрі.   Куди ж зникла сила у 0,2Н?

F=P-P₁

Дослід 2: Розглянемо інший приклад. Дерев`яний брусок плаває на поверхні води. Якщо брусок знаходиться в стані спокою, то значить сили, що на нього діють, врівноважують одна одну.  Одна з сил – це спрямована вниз сила ваги, що діє на брусок з боку Землі, інша, вочевидь, спрямована вверх, і діє на брусок з боку води, виштовхуючи його. Тому цю силу і називають виштовхувальною.

Дослід 3:Якщо до динамометра підвісимо невелике тіло  та  зануримо це тіло в ємність, що заповнена водою до відливною трубки, можна побачити, що частина рідини виливається в склянку.  Отже, можна зробити висновок, що виштовхувальна сила, що діє на тіло, занурене в рідину, дорівнює вазі рідини в об’ємі, зайнятому тілом.

V_т=V_р

Уперше це було встановлено Архімедом, давньогрецьким вченим, який вперше вказав на існування виштовхувальної сили та розрахував її значення. Тому це твердження називають Законом Архімеда, а виштовхувальну силу Архімедовою силою.

А цікаво знати, що спонукало давньогрецького вченого до відкриття цього закону. Легенду про Архімеда та його відкриття нам проілюструє відео

Відео №1 «Архімед»

Експеримент 1:Підвісимо до динамометра по черзі тіла, що виготовлені з однієї речовини, але при цьому мають різний об’єм, та опустимо в посудину з водою.  Який висновок ми можемо зробити? Який взаємозв’язок між об’ємом тіла та виштовхувальною силою?

Експеримент 2:   В посудину з водою насиплемо  декілька ложок солі  та перемішаємо до часткового її розчину. Знову  опустимо тіла в утворений розчин. Які зміни ми спостерігаємо?

Як ви вважаєте, від чого залежить зміна величини виштовхувальної сили?

Так, правильно від густини рідини в яку занурили тіло та його об’єму. Цю залежність записують у вигляді:

F_А= ρ_р V_тg

IV. Перевірка знань учнів 

   Вікторина

      1. Герой роману О.Беляєва «Людина-амфібія» розповідає: «Дель­фіни на суші значно важчі, ніж у воді. Взагалі, у вас тут усе важче, навіть власне тіло.» Чи має рацію герой роману?      (Так, бо у воді частина ваги тіла зрівноважується архімедовою си­лою.)

     2. Водорості мають тонкі, довгі стебла. Чому вони не потребують товстіших і міцніших?      (Під дією архімедової сили стебла водоростей досить стійко збері­гають вертикальне положення, тому міцність стебла зайва.)

     3. Чому деякі рослини перед дощем «плачуть»?      (Волога виділяється у зв 'язку зі зменшенням зовнішнього атмосфер­ного тиску і збільшенням у результаті цього кореневого тиску.)

     4. Чи має рибина у воді вагу?     (Ні, оскільки середня густина живої рибини дорівнює густині води, в якій вона знаходиться.)

     5. Крокодили іноді ковтають камінці, маса яких складає близько 1 % маси тіла тварини. Для чого вони це роблять?      (Каміння служить баластом, який дає змогу крокодилу ходити по дну водойми і швидко затягувати свою жертву під воду.)

     6. Чому людина повинна вчитися плавати, а тварини відразу плавають, уперше ввійшовши у воду?       (Тварини плавають завдяки сильному роздуванню тулуба.)

     7. Чому гуси і качки, плаваючи у воді, виходять сухими, а кури тонуть?   (Гуси і качки змащують своє пір 'я жиром зі спеціальної залози, яка міститься в куприку, що дає змогу втримати прошарок повітря, який зменшує вагу      птаха. Кури не мають таких залоз.)

     8. Хто краще ходить болотом — корова чи кінь?     (Корова, бо вона парнокопитна: коли нога її грузне, ратиця роздво­юється і стає ширшою. При підніманні ноги ратиця звужується, під неї легко заходить повітря. Якщо з в 'язкого      болота витягує ногу кінь, під його копитом утворюється розрідження, і зовнішній тиск утруд­нює піднімання ноги.)

     9. У слона коротка шия, він не може нагнутися до води, щоб напитися. Як же він п'є воду?     (Він несвідомо використовує атмосферний тиск, опускає у воду хо­бот і втягує в себе повітря. Під дією атмосферного тиску хобот наповнюється водою.)

     10. Як утримуються черевоногі молюски на поверхні інших тіл? 
    (За рахунок атмосферного тиску під ногою утворюється розрідження.)

     11. Чому ми набираємо якомога більше повітря в легені під час плавання?     (Зі збільшенням об 'єму грудної клітки збільшується об 'єм води, який витісняється тілом, а отже, збільшується архімедова сила.)

     12. Чому під час піднімання на високу гору нормальна діяльність суглобів порушується — руки й ноги стають «неслухняними», легко може статися вивих?      (Унаслідок розрідження повітря в горах зменшується атмосфер­ний тиск, отже, зменшується тиск на з'єднання суглоба і він стає порівнянним з тиском у суглобовій сумці, в результаті чого нормаль­на діяльність суглоба порушується.)

 V. Розв'язування задач

      № 245,266 ( підручник В.Д.Сиротюк. Фізика, 8 клас.– Київ, «Педагогічна преса», 2008)

VI. Підсумок уроку Оголошення оцінок.

 VII. Домашнє завдання.

1. Вивчити параграфи  §30, розв’язати №246,258

(підручник В.Д.Сиротюк. Фізика, 8 клас.– Київ, «Педагогічна преса», 2008),

2. Пригадати  судоходні географічні відкриття .