Laboratoriearbejde 7 måling af opdriftskraft. Laboratoriearbejde "bestemmelse af størrelsen af ​​den opdriftskraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske"

Emne: Laboratoriearbejde"Bestemmelse af den opdriftskraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske".

Mål:

lære at måle den flydekraft, der virker på en krop nedsænket i en væske;

udvikle færdigheder til selvstændigt individuelt arbejde, evnen til at sammenligne, observere og drage konklusioner;

opdrage kognitiv interesse til emnet

Under undervisningen:

1. Organisatorisk øjeblik. Målopnåelse

2. Opdatering af grundlæggende viden

3. Udførelse af laboratoriearbejde med en computermodel.

4. Lektionsopsummering.

5. Hjemmearbejde.

Lærer: Hej,vores store landsmand M.V. Lomonosov sagde: "Jeg værdsætter en oplevelse højere end tusinde meninger, der kun er født fra fantasien." I dag vil vi prøve os selv ikke kun i rollen som studerende, men i rollen som en videnskabelig forsker. Hvor begynder enhver forskning? Selvfølgelig fra eksperiment.

Men lad os først huske det dækkede materiale.

Lærerspørgsmål:

Eleven svarer:

– Hvilke kræfter virker på et legeme nedsænket i en væske?

F T , F EN

– Hvilken kraft kaldes flydende kraft?

Den kraft, der opstår, når et legeme nedsænkes i en væske eller gas

– Hvor er F rettet hen? T ?

ned

– Hvor er F rettet hen? EN ?

Op

– Navngiv formlen F EN , karakterisere de mængder, der indgår i den

F EN .= ogV T g

Hvordan bestemmer man vægten af ​​en krop nedsænket i en væske?

P = F T – F EN

Lærer:

Hvis du smider en krop i vandet

Eller bare sænk den

Der vil være Archimedes magt

Læg pres på ham nedefra.

Hvis vægten af ​​vand i volumen

Nedsænket del ved

Du kan bruge Archimedes kraft

3. Dette er, hvad vi vil gøre i dagens lektion,færdiggørelse af laboratoriearbejde ved brug af interaktive denne model .

Udstyr: computer,interaktiv model.

For at komme i gang skal du bestemme prisen for at dele de enheder, du skal arbejde med i dag.ved brug afinteraktiv model. Lad os huske reglen.

Studerende:

find de to nærmeste linjer på skalaen, ved siden af ​​hvilke værdierne af mængden er skrevet;

trække den mindre værdi fra den større værdi og dividere det resulterende tal med antallet af divisioner mellem dem.

C =- målestokspris

Erfaring 1.

(Beskrivelse i arbejdet) Udfyld tabel 1

Tabel 1.

№ erfaring

P, kropsvægt i luft (H)

R 1 , kropsvægt i vand (H)

F Arch

F Arch= P – P 1

1.aluminium cylinder

2. kobbercylinder

del 2

Erfaring 2 .

1. Mål mængden af ​​vand, der hældes i bægeret (Vo).

2. Mål det efter nedsænkning af cylindrene der (V b, V m).

3.BeregnV legeme =V-V®. (Konverter V til m 3 , vel vidende at 1ml = 1cm 3 =0,000001m 3)

4.BeregnF Arch =Væsker=Mf*g= ρ og gV(ρ w= 1000 kg\m 3)

Udfyld tabel 2

Tabel 2.

№ erfaring

Vo, mængden af ​​hældt vand,

(cm 3 )

V, vandvolumen

3 )

V T, kropsvolumen, cm 3

V T, volumen

krop, m 3

F Arch

1.cylinder stor

2. lille cylinder

Træk en konklusion på baggrund af de udførte eksperimenter

Konklusion:

1. Arkimedisk kraft afhænger ikke af tætheden af ​​det stof, som kroppen er lavet af

2. Kraften, der virker på et legeme nedsænket i en væske, er direkte proportional med legemets volumen

Afspejling

Afslut sætningen:

I dag i klassen lærte jeg…………..

Det var interessant at vide…………..

Det var svært……………

5.D/z

§ 48, 49 fhv. 24 (1, 2)

Erfaring 1. Undersøgelse af flydekraftens afhængighed af kropsdensiteten

Tabel 1.

№ erfaring

P, kropsvægt i luft (H)

R 1 , kropsvægt i vand (H)

F Arch

F Arch= P – P 1

1.aluminium cylinder

2. kobbercylinder

100

Erfaring 2. Undersøgelse af flydekraftens afhængighed af volumenet af et neddykket legeme.

Tabel 2.

№ erfaring

Vo, mængden af ​​hældt vand,

(cm 3 )

V, vandvolumen

efter at have nedsænket kroppen i det, (se 3 )

V T, kropsvolumen, cm 3

V T, volumen

krop, m 3

F Arch

1.cylinder stor

100

137

0,000037

2. lille cylinder

100

113

0,000013

Laboratoriearbejde 7 Bestemmelse af den opdriftskraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske. Formålet med arbejdet: eksperimentelt at detektere en væskes flydevirkning på et legeme nedsænket i det og bestemme størrelsen af ​​den flydekraft. Udstyr og materialer: trykmåler, stativ med kobling og fod, to legemer med forskelligt volumen, glas med vand og en mættet opløsning af salt i vand.

Træningsopgaver og spørgsmål 1. Vis ved hjælp af vektorer de kræfter, der virker på kroppen i 1. og 2. tilfælde. 2. Hvor er det nemmere at holde kroppen: i luften eller i vandet? __________ ___________________________________ Hvorfor? _____________ _______________________________

3. Skriv formlerne ned: Arkimedisk kraft Kroppens vægt 4. Skriv formlen ned for at finde den arkimedeiske kraft, hvis kroppens vægt i luft er kendt - P 1 og i vand - P 1 w. F A =​____________ 5. Kropsvægt i luft P 1 = 120 N Kropsvægt i vand P 1 w = 100 N Arkimedeansk kraft F A =​____________ N

Arbejdets fremskridt 1. Monter dynamometeret på et stativ og hæng den første krop fra den på en tråd. Noter og noter dynamometeraflæsningen i tabellen. Dette vil være kroppens vægt i luften - P 1 2. Placer et glas vand og slip koblingen med pote og dynamometer, indtil hele kroppen giver op under vand. Noter og noter dynamometeraflæsningen i tabellen. Dette vil være vægten af ​​kroppen i vand - P 1 w. 3. Ud fra de opnåede data beregnes opdriftskraften, der virker på det første legeme: F 1 = P 1 - P 1 w = __________ 4. I stedet rent vand tag en mættet saltopløsning og bestem igen alle disse legemer i saltopløsningen - P 1 w, Skriv det ned i tabellen og bestem flydekraften F 1

5. Ophæng et legeme med et andet volumen end dynamometeret og bestem på samme måde som for det første legeme, der skubber ud i vand og i mættet saltopløsning-F 2. Kropsvægt i luft, N Kropsvægt i væske, N Flydekraft, N P 1 P 2 P 1 f P 2 f F 1 F 2 Vand N mættet. opløsning af salt i vand Skriv resultatet i tabellen. Konklusion: __________________________ ____________________

Lab 1

Bestemmelse af den flydekraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske

Målet med arbejdet: undersøgelse af de parametre, som Archimedes-kraften, der virker på et legeme nedsænket i en væske, afhænger af.

Introduktion

Et legeme nedsænket i en væske eller gas er udsat for en flydekraft (Arkimedisk kraft). Ifølge Archimedes' lov, flydende kraft F A er rettet lodret opad og er numerisk lig med vægten af ​​væsken (eller gassen), der fortrænges af kroppen. Matematisk er Arkimedes' lov udtrykt ved formlen

F A =  gV,

hvor  er væskens massefylde; g- tyngdeacceleration; V - volumenet af en kropsdel ​​nedsænket i en væske (eller gas). I en tilstand af vægtløshed handler den arkimedeiske kraft ikke.

På grund af flydekraften er vægten af ​​ethvert legeme i en væske mindre end i luft. Hvis kroppens vægt er i luften R 1, og i væske R 2, så kan værdien af ​​den arkimediske kraft, der virker på dette legeme, når det er nedsænket i en væske, findes som forskellen R 1 og R 2, dvs.

F A = R 2 – R 1 .

Beskrivelse af forsøget

I dette arbejde bliver du bedt om at måle den opdriftskraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske, og også at studere opdriftskraftens afhængighed af kroppens volumen og af dens masse.

Målingen af ​​arkimedisk kraft udføres ved hjælp af en kraftsensor: først vejes kroppen i luft og væske, og derefter beregnes forskellen mellem de opnåede værdier.

Udstyr og materialer

Opgaver

1. Mål vægten af ​​legemer i luft og vand.

2. Bestem den flydekraft, der virker på legemer nedsænket i vand.

3. Undersøg opdriftskraftens afhængighed af kroppens volumen.

4. Undersøg flydekraftens afhængighed af volumenet af den nedsænkede del af kroppen.

5. Undersøg flyvekraftens afhængighed af kropsvægten.

6. Analyser de opnåede data.

7. Træk konklusioner.

Udførelse af et eksperiment

1. Gør dig bekendt almindelige regler sikkerhedsforanstaltninger for at udføre praktisk arbejde i fysikundervisningen.

2. Før arbejdet påbegyndes, skal du kontrollere forbindelsen og driften af ​​kraftsensoren. Tilslut sensoren til UIOD. Vælg fra menuen Fil afsnit Ny. Sensoren skal detekteres automatisk, så på enhedens skærm vil du se billedet vist i figur 1.

3. For at udføre eksperimentet skal du ændre Frekvens sensormålinger ved 1 Hz og Eksperiment tid i 10 sek.

jegEn del: kontrol af flydekraftens afhængighed af kroppens volumen

1. Hæng din krop fra krafttransduceren. Bestem derefter kroppens vægt i luften og indtast vejeresultaterne og gennemsnitsvægten i tabellen. Tag vægtmålinger flere gange (3-5).

2. Placer derefter et bæger med vand under kroppen og nedsænk hele kroppen i vandet, som vist på figur 2. Mens du gør dette, skal du overvåge aflæsningerne af kraftsensoren. Kropsvægt i vand skal også bestemmes 3-5 gange. Således vil du bestemme vægten af ​​kroppen i vandet og indtaste vejeresultaterne og gennemsnitsvægten i tabellen.

3. Beregn derefter og indtast i tabellen værdien af ​​den flydekraft, der virker på kroppen. For at beregne skal du bruge den gennemsnitlige kropsvægt i luft og vand.

4. Følg trinene. 1-3 med en krop af et andet volumen.

Du bør også inkludere resultaterne af gentagne vejninger af denne krop i rapporttabellen.

IIdel: kontrol af flydekraftens afhængighed af volumenet af den nedsænkede del af kroppen

1. Hæng en metalcylinder fra et sæt legemer med forskellig masse og samme volumen til kraftsensoren.

2. Vej cylinderen i luft og noter værdien i tabellen. I denne del af arbejdet anbefaler vi på grund af lektionens begrænsede tid at tage engangsvægtmålinger.

3. Dernæst skal du tegne linjer, der markerer den betingede opdeling af cylinderen i fire lige store dele. Det er praktisk at anvende disse linjer på lateral overflade cylinder med en farveblyant af en kontrastfarve. Vi anbefaler, at du først måler halvdelen af ​​cylinderens højde og tegner en streg, og derefter deler hver halvdel i to igen. Således vil cylinderen have tydeligt markerede linjer på siden, der betinget deler den i fire dele.

4. Derefter skal du først nedsænke ¼, derefter ½, ¾ af cylinderens volumen i væsken, derefter nedsænke den helt og veje i hvert tilfælde. For hver værdi af volumenet af den del af cylinderen, der er nedsænket i vand, skal du bestemme vægten af ​​kroppen i vandet og indtaste denne værdi i tabellen.

5. Beregn og indtast i tabellen værdierne af den flydekraft, der virker på kroppen i hvert tilfælde.

IIIdel: kontrol af afhængigheden af ​​flydekraft på kropsvægt

1. Bestem vægten i luft og i vand for to cylindre fra et sæt legemer med forskellig masse og samme volumen, når de er helt nedsænket i vand, og indtast de opnåede data i tabellen. Mål flere gange (3-5).

2. Beregn og indtast værdierne af de opdriftskræfter, der virker på cylindrene i tabellen. Analyser de modtagne data og besvar kontrolspørgsmålene.

3. Træk en detaljeret konklusion efter endt laboratoriearbejde. Vi minder om, at konklusionen skal drages ud fra arbejdets mål og de opgaver, der stilles heri.

Behandling af forsøgsresultaterne

I. Udfyld tabellen for første del af arbejdet.

Tabel 1. Resultater af måling af vægten af ​​legemer af forskelligt volumen, når de vejes i luft og vand

II. Udfyld tabellen for anden del af arbejdet.

Tabel 2. Resultater af kropsvægtmålinger afhængig af den del af kropsvolumenet, der er nedsænket i vand. Kropsvægt, når den vejes i luft R 1 =…., N

III. Udfyld tabellen for den tredje del af arbejdet.

Tabel 3. Resultater af vejelegemer med forskellig masse, men samme volumen

Kontrolspørgsmål

1. Er den flydekraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske, afhængigt af dets volumen?

2. Virker opdriftskræfterne på en blok, der først flyder i vand og derefter i petroleum, de samme?

3. Hvad aftager, når et legeme nedsænkes i en væske – kroppens vægt eller tyngdekraften?

4. Et stykke is flyder i et glas fyldt til randen med vand. Vil vandet løbe over, hvis isen smelter?

Yderligere opgaver.

1.Beregn værdien af ​​Archimedes-kraften, eventuelt for den første del eller for den tredje del af eksperimentet, under hensyntagen til fejl. Når du beregner fejl, skal du overveje, at kraftsensorens instrument relative fejl er lig med δ R = 3%.

2. Foreslå en måde at bestemme volumenet af et hulrum inde i kroppen. Antag, at tætheden af ​​det materiale, som kroppen er lavet af, er kendt.

3. Udfør arbejde for at studere afhængigheden af ​​et legemes vægt af tætheden af ​​den væske, den er nedsænket i. For at gøre dette skal du nedsænke kroppe med forskellige masser, men med samme volumen, i saltvand. Sammenlign de opnåede resultater med resultaterne opnået ved at nedsænke legemer i rent vand.

4. Kontroller eksperimentelt, om flydekraften afhænger af dybden af ​​kroppens nedsænkning i væsken .

Laboratoriearbejde nr. 8.

Emne: Bestemmelse af den flydekraft, der virker på et legeme nedsænket i en væske.

Hvorfor æg

popper op?

Mål: Undersøg virkningen af ​​en væske på et neddykket legeme, undersøg eksperimentelt afhængigheden af ​​flydekraften af ​​væskens tæthed og kroppens volumen.

Lektionens mål:

• 1. Lær eleverne at detektere tilstedeværelsen af ​​en kraft, der skubber et legeme ud af en væske, find ud af hvilke faktorer størrelsen af ​​den flydende kraft afhænger (afhænger ikke), og formuler Arkimedes' lov ved at fastslå Archimedes-styrkens afhængighed på volumenet af et legeme nedsænket i en væske og på væskens densitet.
• 2. At opdyrke evnen til at arbejde målrettet for at nå fælles og personlige mål, fremme tolerance og respekt for andre meninger, fremme kommunikationsevner.
• 3. Udvikle teknikker til aktivering af mental aktivitet - analyse, syntese, sammenligning, generalisering og abstraktion.

1. Hvor er den flydende kraft rettet?

2. Ændres kropsvægten, når den nedsænkes i vand?

3. Kropsvægt?

Mål: opdage eksperimentelt den flydende virkning af en væske på en krop nedsænket i den.

Udstyr:

stativ med kobling, dynamometer, 2 kroppe, glas med rent og saltvand.

Fremskridt.

1. For at beregne opdriftskraften skal du måle...

1. For at beregne den opdriftskraft du skal bruge

1) mål kroppens vægt i luften F 1 .

2) mål kropsvægt i vand F 2 .

Hvor er vægten mest?

2. For at beregne opdriftskraften skal du...

F du er t = F 1 - F 2 .

Rapport tabel .

Kropsvægt i luft F 1 ,

Vand

Kropsvægt i vand F 2 ,

Ren

Flydekraft

Saltet

F du er t = F 1 - F 2 . (H)

• For at beregne opdriftskraften skal du...

trække den mindre fra den større vægt, dvs.

F du er t = F 1 - F 2 .

Konklusion: (hvad målte du? Hvad beregnede du? Hvad afhænger opdriftskraften af?)

Ekstra opgave: undersøge opdriftskraftens afhængighed af kroppens volumen.

• Vi arbejder kun med én væske.

Rapport tabel .

Kropsvægt i luft F 1 ,

Legeme

Kropsvægt i vand F 2 ,

Stor

Flydekraft

Lille

F du er t = F 1 - F 2 . (H)

Konklusion: (Hvad bestemmer opdriftskraften?)

D/Z: & 50-51-genfortælling, spørgsmål mundtligt

• Godt klaret!
• Tak for lektionen.

Yderligere forskning.

Undersøg om opdriftskraften afhænger af:

• kropsdensitet;
• kropsformer;
• nedsænkningsdybde.

LABORATORIEARBEJDE.

DEFINITION AF SKUBKRAFT.

Mål : opdage eksperimentelt den flydende virkning af en væske på et legeme nedsænket i det og bestemme opdriftskraften.

Enheder og materialer : et dynamometer, et stativ med en kobling og en fod, to legemer med forskelligt volumen, glas med vand og en mættet opløsning af salt i vand.

Brugsanvisning:

1. Ifølge Archimedes’ lov virker en flydende kraft på et legeme nedsænket i en væskeF EN, lig med vægt mgfortrængt væske:

F EN = mg. (1)

For at sammenligne arkimedesk kraft med kropsvægt skal du måle kropsvægtenPved hjælp af et dynamometer og beregn den arkimedeiske kraftF EN . Arkimedisk styrkeF EN bestemt af formlen:

F EN = mg =  Vg (2),

Hvor  - densitet af vand ( = 1000 kg/m 3 ), V- mængden af ​​vand fortrængt af kroppen,g- tyngdeacceleration (g= 9,81 m/s2).

Bind VDet fortrængte vand kan måles ved hjælp af en målecylinder som forskellen i vandstanden, når kroppen under undersøgelse er nedsænket i det og uden kroppen.

Archimedes magt F.A.virker på en krop, der synker i vand, kan findes ved at måle kroppens vægt ved hjælp af et dynamometerPi luften og styrkenP 1 , holde kroppen i balance, når den er nedsænket i vand:

P=F EN +P 1 , F EN = P - P 1 .

2. Mål vægten P af den første krop ved hjælp af et dynamometer.

3. Mål kraften P 1 , der virker på dynamometerkrogen, når kroppen er helt nedsænket i vand. For at gøre dette skal du montere dynamometeret på et stativ og hænge en vægt fra den. Placer et glas vand og sænk koblingen med foden og dynamometeret, indtil hele kroppen er under vand. Dette vil være vægten af ​​kroppen i vandet.

4. Beregn den flydekraft, der virker på kroppen.

5
. I stedet for rent vand, tag en mættet saltopløsning og beregn flydekraften.

6. Hæng en anden krop til dynamometeret og udfør trin 2 – 5

7. Skriv resultaterne af målinger og beregninger ned i rapporteringstabellen.

Kropsvægt i luften

Kropsvægt i væske

Opdriftskraft

F, NF=P-P1

R ’

P''

P 1 ’

P 1 ’’

F'

F''

Vand

Mættet saltopløsning i vand

Træk konklusioner baseret på de udførte forsøg.

Kontrolspørgsmål.

1. Hvilken slags vand er nemmere at svømme i og hvorfor: hav eller flod?

2. En stålstang ophængt i en tråd nedsænkes i vand. Navngiv de samvirkende kroppe og kræfter, der virker på blokken. Repræsenter disse kræfter grafisk.

3. Rumfanget af et stykke jern er 0,1 m 3 . Hvilken flydekraft vil virke på den, når den er helt nedsænket i petroleum?