docplayer.ru

Лабораторная работа 1

Лабораторная работа 1

Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Цель работы: изучение параметров, от которых зависит сила Архимеда, действующая на погруженное в жидкость тело.

Введение

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила (архимедова сила). Согласно закону Архимеда выталкивающая сила F_А направлена вертикально вверх и численно равна весу вытесненной телом жидкости (или газа). Математически закон Архимеда выражается формулой

F_А = gV,

где  — плотность жидкости; g — ускорение свободного падения; V — объем погруженной в жидкость (или газ) части тела. В состоянии невесомости архимедова сила не действует.

За счет выталкивающей силы вес любого тела, находящегося в жидкости, оказывается меньше, чем в воздухе. Если вес тела в воздухе Р₁, а в жидкости Р₂, то значение архимедовой силы, действующей на это тело при его погружении в жидкость, можно найти как разность Р₁ и Р₂, т. е.

F_А = Р₂ – Р₁.

Описание эксперимента

В этой работе вам предлагается измерить выталкивающую силу, действующую на погруженное в жидкость тело, а также исследовать зависимость выталкивающей силы от объема тела и от его массы.

Измерение архимедовой силы будет проведено с помощью датчика силы: сначала тело будет взвешено в воздухе и в жидкости, а затем будет вычислена разность полученных значений.

Оборудование и материалы

Задачи

1. Измерить вес тел в воздухе и в воде.

2. Определить выталкивающую силу, действующую на погруженные в воду тела.

3. Исследовать зависимость выталкивающей силы от объема тела.

4. Исследовать зависимость выталкивающей силы от объема погруженной части тела.

5. Исследовать зависимость выталкивающей силы от массы тела.

6. Проанализировать полученные данные.

7. Сделать выводы.

Выполнение эксперимента

1. Ознакомьтесь с общими правилами техники безопасности проведения практических работ в кабинете физики.

2. Перед началом работы вам необходимо проверить подключение и работу датчика силы. Подключите датчик к УИОД. Выберите в меню Файл пункт Новый. Датчик должен определиться автоматически, тогда на экране устройства вы увидите изображение, показанное на рисунке 1.

Рис. 1

3. Для проведения эксперимента вы должны изменить Частоту замеров датчика на 1 Гц и Время эксперимента на 10 с.

4. Далее соберите экспериментальную установку (рис. 2). Для этого к штативу подвесьте датчик силы. Перед началом эксперимента обнулите показания датчика, выбрав в меню Датчики пункт Обнулить.

I часть: проверка зависимости выталкивающей силы от объема тела

1. Подвесьте тело к датчику силы. Далееопределите вес тела в воздухе и занесите результаты взвешивания и среднее значение веса в таблицу. Измерения значения веса проведите несколько раз (3—5).

2. Затем подставьте под тело мензурку с водой и погрузите все тело в воду, как показано на рисунке 2. При этом вы должны следить за показаниями датчика силы. Вес тела в воде также необходимо определить 3—5 раз. Таким образом, вы определите вес тела в воде и занесете результаты взвешивания и среднее значение веса в таблицу.

Рис. 2

3. Затем вычислите и занесите в таблицу значение выталкивающей силы, действующей на тело. Для подсчета используйте средние значения веса тела в воздухе и в воде.

4. Выполните пп. 1—3 с телом другого объема.

Результаты многократного взвешивания этого тела вы также должны занести в таблицу отчета.

II часть: проверка зависимости выталкивающей силы от объема погруженной части тела

1. Подвесьте к датчику силы металлический цилиндр из набора тел разной массы и одинакового объема.

2. Взвесьте цилиндр в воздухе и занесите значение в таблицу. В этой части работы в силу ограниченности времени занятия рекомендуем проведение однократных измерений веса.

3. Далее вы должны нанести линии, отмечающие условно деление цилиндра на четыре равных части. Эти линии удобно нанести на боковую поверхность цилиндра цветным карандашом контрастного цвета. Рекомендуем сначала отмерить половину высоты цилиндра и провести линию, затем каждую половину разделить пополам еще раз. Таким образом, цилиндр будет иметь на своем боку четко нанесенные линии, условно делящие его на четыре части.

4. Затем вы должны погрузить в жидкость сначала ¼, затем ½, ¾ части объема цилиндра, потом погрузить его целиком и произвести взвешивание в каждом случае. Для каждого значения объема погруженной в воду части цилиндра вы должны определить вес тела в воде и занести это значение в таблицу.

5. Вычислите и занесите в таблицу значения выталкивающей силы, действующей на тело в каждом случае.

III часть: проверка зависимости выталкивающей силы от массы тела

1. Определите вес в воздухе и в воде для двух цилиндров из набора тел разной массы и одинакового объема при полном погружении их в воду и занесите полученные данные в таблицу. Измерения проведите несколько раз (3—5).

2. Вычислите и занесите в таблицу значения выталкивающих сил, действующих на цилиндры. Проанализируйте полученные данные и ответьте на контрольные вопросы.

3. Сделайте развернутый вывод после выполнения лабораторной работы. Напоминаем, что вывод нужно сделать, опираясь на цели работы, и задачи поставленные в ней.

Обработка результатов эксперимента

I. Заполните таблицу для первой части работы.

Таблица 1. Результаты измерений веса тел различного объема при взвешивании в воздухе и в воде

II. Заполните таблицу для второй части работы.

Таблица 2. Результаты измерений веса тела в зависимости от части объема тела, погруженного в воду. Вес тела при взвешивании в воздухе Р₁ =…., Н

III. Заполните таблицу для третьей части работы.

Таблица 3. Результаты взвешивания тел разной массы, но одинакового объема

Контрольные вопросы

1. Зависит ли выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, от его объема?

2. Одинаковы ли выталкивающие силы, действующие на брусок, плавающий сначала в воде, а потом в керосине?

3. Что уменьшается при погружении тела в жидкость–вес тела или сила тяжести?

4. В стакане, до краев наполненном водой, плавает кусок льда. Перельется ли вода через край, если лед растает?

Дополнительные задания.

1. Рассчитайте значение силы Архимеда по выбору для первой части или для третьей части эксперимента с учетом погрешностей. При расчете погрешностей считайте приборную относительную погрешность датчика силы равной δР = 3%.

2. Предложите способ определения объема полости внутри тела. Считайте, что плотность материала, их которого сделано тело, известна.

3. Проведите работу по изучению зависимости веса тела от плотности жидкости, в которую его погружают. Для этого погружайте разные по массе тела, но имеющие одинаковый объем, в соленую воду. Сравните полученные результаты с результатами, полученными при погружении тел в чистую воду.

4. Проверьте на опыте, зависит ли выталкивающая сила от глубины погружения тела в жидкость.

studfiles.net

Лабораторная работа. 7 класс. Определение выталкивающей силы в жидкости.

Цель: Изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости и объема тела. 

Презентация составлена с элементами эвристического и  исследовательского метода, включает дополнительные исследования для гимназических классов.

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа. 7 класс. Определение выталкивающей силы в жидкости.»

Лабораторная работа №8.

Тема: Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

Почему яйцо

всплывает?

Цель: Изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости и объема тела.

Задачи урока:

• 1.     Научить учащихся обнаруживать наличие силы, выталкивающей тело из жидкости, узнавать от каких факторов зависит (не зависит) величина выталкивающей силы и сформулировать закон Архимеда через установление зависимости силы Архимеда от объёма погруженного в жидкость тела и от плотности жидкости.
• 2.     Воспитывать способность к целеустремлённой работе для достижения совместных и личных целей, воспитание толерантности и уважения к другому мнению, воспитание коммуникабельности.
• 3.      Развивать приёмы активизации мыслительной деятельности – анализ, синтез, сравнение, обобщение и абстрагирование.

1. Куда направлена выталкивающая сила?

2. Изменяется ли масса тела при погружении в воду?

3. Вес тела?

Цель: обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё тело.

Оборудование:

штатив с муфтой, динамометр, 2 тела, стаканы с чистой и соленой водой.

Ход работы.

1. Для вычисления выталкивающей силы надо измерить …

1. Для вычисления выталкивающей силы надо

1) измерить вес тела в воздухе F 1 .

2) измерить вес тела в воде F 2 .

Где вес больше?

2. Чтобы вычислить силу выталкивания надо …

вычесть из большего веса меньший, т.е.

F выт = F 1 — F 2 .

Отчетная таблица .

Вес тела в воздухе F 1 ,

(Н)

Вода

Вес тела в воде F 2 ,

Чистая

(Н)

Выталкиваю-щая сила,

Соленая

F выт = F 1 — F 2 . (Н)

• Чтобы вычислить силу выталкивания надо …

вычесть из большего веса меньший, т.е.

F выт = F 1 — F 2 .

Вывод: (что вы измеряли? Что вычисляли? От чего зависит сила выталкивания?)

Дополнительное задание: исследовать зависимость выталкивающей силы от объема тела.

• Работаем только с одной жидкостью.

Отчетная таблица .

Вес тела в воздухе F 1 ,

(Н)

Тело

Вес тела в воде F 2 ,

Большое

(Н)

Выталкиваю-щая сила,

Маленькое

F выт = F 1 — F 2 . (Н)

Вывод: (От чего зависит сила выталкивания?)

Д/З: & 50-51-пересказ, вопросы устно

• Молодцы!
• Спасибо за урок.

Дополнительные исследования.

Исследовать, зависит ли выталкивающая сила от:

• плотности тела;
• формы тела;
• глубины погружения.

multiurok.ru

Лабораторная работа «Определение выталкивающей силы»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ.

Цели: обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определить выталкивающую силу.

Приборы и материалы: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.

Указание к работе:

1. Согласно закону Архимеда на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила F_A, равная весу mg вытесненной жидкости:

F_A = mg. (1)

Для сравнения архимедовой силы с весом тела нужно измерить вес тела P с помощью динамометра и вычислить архимедову силу F_A. архимедова сила F_A определяется по формуле:

F_A = mg =Vg (2),

где  — плотность воды ( = 1000 кг/м³), V — объем вытесненной телом воды, g — ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²).

Объем V вытесненной воды можно измерить с помощью измерительного цилиндра как разность уровня воды при погружении в него исследуемого тела и без тела.

Архимедову силу FA, действующего на тело, тонущее в воде, можно найти, измерив с помощью динамометра вес тела P в воздухе и силу P₁, удерживающую тело в равновесии при погружении его в воду:

P = F_A + P₁, F_A = P — P₁.

2. Измерьте вес Р первого тела с помощью динамометра.

3. Измерьте силу P₁, действующую на крючок динамометра при полном погружении тела в воду. Для этого укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему груз. Поставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не окажется под водой. Это будет вес тела в воде.

4. Вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.

5. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и вычислите выталкивающую силу.

6. Подвесьте к динамометру другое тело и проделайте п.2 – п.5

7. Результаты измерений и вычислений запишите в отчетную таблицу.

Вес тела в воздухе

Р, Н

Вес тела в жидкости

Р₁, Н

Выталкивающая сила

F, Н F=P-P₁

Р’

P’’

P₁’

P₁’’

F’

F’’

Вода

Насыщенный раствор соли в воде

На основе выполненных опытов сделайте выводы.

Контрольные вопросы.

1. В какой воде и почему легче плавать: в морской или речной?

2. Подвешенный на нити стальной брусок погружен в воду. Назовите взаимодействующие тела и силы, действующие на брусок. Изобразите эти силы графически.

3. Объем куска железа 0,1 м³. Какая выталкивающая сила будет на него действовать при полном погружении в керосин?

infourok.ru

Лабораторная работа №8 по теме «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело»

У р о к физики в 7 классе

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ПОГРУЖЕННОЕ В ЖИДКОСТЬ ТЕЛО»

Задача: формировать практическое умение определять значение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Планируемые результаты

Предметные: научатся опыт­ным путем обнаруживать вытал­кивающее действие жидкости на погруженное в нее тело; рас­считывать выталкивающую силу по данным эксперимента

Метапредметные:

познавательные — анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы; самостоятельно проводить опыты и эксперименты; оценивать резуль­таты своей деятельности;

регулятивные — составлять план и последовательность действий при выполне­нии лабораторной работы;

коммуникативные — эффективно сотрудничать в группе: распределять функ­ции и обязанности в соответствии с поставленными задачами и индивидуаль­ными возможностями

Личностные: освоение соци­альных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в группах; развитие инициатив­ности

Образовательные ресурсы: учебник, рабочая тетрадь, тетрадь для лабораторных работ

Организационная структура урока

Этап урока

Содержание деятельности учителя

Содержание деятельности обучающегося (осуществляемые действия)

Формируемые

способы деятельности

I. Организа­ционный

момент

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы сотрудничества.

Настраиваются на учебную деятельность. Отвечают на вопросы :

Формировать

навыки самоорганизации

II. Актуали­зация опор­ных знаний и жизненного опыта

Организую беседу по вопросам:

Отвечают на вопросы.

• Это сила, выталкивающая тело из жидкости или газа.

• Архимедова сила зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объема этого тела

Осуществлять самопроверку и самоконтроль

III. Сообще­ние темы. Постановка цели и задач урока

Сообщаю тему урока.

Организовываю совместное с учащимися формулирова­ние цели и задач урока.

Записывают в тетрадь тему урока.

Участвуют в формулировании целей и задач урока:

— научиться определять значение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело

Формировать умения прини­мать и сохранять учебную задачу

IV. Мотивиро­вание к учеб­ной деятель­ности

Способствую обсуждению мотивационных вопросов:

• Понимаю ли я важность выполнения лабораторной ра­боты?

• Какие умения я могу приобрести после выполнения лабораторной работы?

• Чувствую ли я ответственность за результаты моей учебной деятельности?

• Какую личную цель можно поставить при выполнении данной лабораторной работы?

Отвечают на мотивационные вопросы.

Создают условия для успешной учебной деятельности

Выражать свои мысли. Разви­вать навыки самомотивации

V. Лабора­торная работа

Повторяю учащимся правила безопасной работы.

Поясняю задачи лабораторной работы.

— Задание лабораторной работы — установить зависимость архимедовой силы от объема тела и плотности жидкости. Зная закон Архимеда и характери­стики физического тела и жидкости, можно рассчитать, чему равна выталкивающая сила, действующая на тело в этой жидкости. Следовательно, можно определить, насколько данное тело в жидкости легче, чем в возду­хе. Поскольку архимедова сила зависит от плотности жид­кости и объема тела, то, измерив их, можно вычислить архимедову силу, а затем непосредственно измерить ее. Таким образом, рассчитывая, а затем измеряя архимедо­ву силу, можно проверить справедливость закона Архи­меда.

Организовываю самостоятельное выполнение заданий лабораторной работы.

Инструктирую учащихся, о последовательности выполнении работы.

Помогают учителю перечислить правила безопасной работы.

Слушают учителя.

Задают вопросы.

Самостоятельно выполняют лабораторную работу. Работают в группах.

Делают выводы.

Развивать уме­ние самостоя­тельно прини­мать решения.

Работать в группе

VI. Подведе­ние итогов урока. Рефлексия

Организация подведения итогов урока учащимися. По­буждаю учащихся к размышлению над вопросами:

• Доволен ли я результатами своего учебного труда?

• Чему я научился во время выполнения лабораторной работы?

• Достиг ли поставленных целей и задач урока?

Подводят итоги своей работы на уроке. Проводят самооценку, рефлексию.

Отслеживать цель учебной деятельности

VII. Домаш­нее задание

Повторить п.50-51, ответить на вопросы

Записывают домашнее задание

Формировать навыки самоор­ганизации

infourok.ru