Laboratoriearbeid 7 måling av oppdriftskraft. Laboratoriearbeid "bestemmer størrelsen på den flytende kraften som virker på en kropp nedsenket i en væske"

Emne: Laboratoriearbeid "Bestemmelse av flytekraften som virker på en kropp nedsenket i en væske".

Mål:

lære å måle flytekraften som virker på en kropp nedsenket i en væske;

utvikle ferdighetene til selvstendig individuelt arbeid, evnen til å sammenligne, observere, trekke konklusjoner;

utvikle interesse for faget

I løpet av timene:

1. Organisatorisk øyeblikk. målsetting

2. Aktualisering av grunnleggende kunnskap

3. Utføre laboratoriearbeid med en datamodell.

4. Resultatene av leksjonen.

5. Lekser.

Lærer: Hei,vår store landsmann M.V. Lomonosov sa: "Jeg setter en opplevelse høyere enn tusen meninger født bare av fantasien." I dag skal vi prøve oss ikke bare i rollen som en student, men i rollen som en vitenskapelig forsker. Hvor begynner noen forskning? Selvfølgelig fra eksperimentet.

Men først, la oss huske materialet som dekkes.

Lærerspørsmål:

Elevens svar:

– Hvilke krefter virker på en kropp nedsenket i en væske?

F T , F MEN

– Hvilken kraft kalles flytekraft?

Kraften som genereres når et legeme er nedsenket i en væske eller gass

– Hvor F er rettet T ?

Langt nede

– Hvor F er rettet MEN ?

Opp

– Gi navn til formelen F MEN , karakteriserer mengdene som er inkludert i den

F MEN .= ogV T g

Hvordan bestemme vekten til en kropp nedsenket i en væske?

P = F T –F MEN

Lærer:

Hvis kroppen kastes i vannet

Eller bare slipp

Det vil være kraften til Archimedes

Trykk ned på ham.

Hvis vekten av vann i volum

Den nedsenkede delen å vite

Kan kraften til Archimedes

3. Det er det vi skal gjøre i dagens leksjon.gjør laboratoriearbeid ved hjelp av interaktiv den modellen .

Utstyr: en datamaskin,interaktiv modell.

For å komme i gang må du bestemme delingsprisen på enhetene du skal jobbe med i dagved hjelp avinteraktiv modell. La oss huske regelen.

Student:

finn de to nærmeste strekene på skalaen, nær som størrelsesverdiene er skrevet;

trekk den minste verdien fra den større verdien og del det resulterende tallet med antall divisjoner i mellom.

C =- prisen på deling av skalaen til enheten

Erfaring 1.

(Beskrivelse i arbeid) Fyll ut tabell 1

Tabell 1.

№ erfaring

P, kroppsvekt i luft (H)

R 1 , kroppsvekt i vann (H)

F Arch

F Arch= P - P 1

1.aluminiumssylinder

2. kobbersylinder

del 2

Erfaring 2 .

1. Mål volumet av vann som helles i begerglasset (Vo).

2. Mål det etter å ha senket sylindrene der (V b, V m).

3. BeregnV kropp =V-Vo. (Konverter V til m 3 , vel vitende om at 1ml = 1cm 3 =0,000001m 3)

4.BeregnF Arch \u003d P væske \u003d Mzh * g \u003d ρ og gV (ρ f= 1000 kgm 3)

Fyll ut tabell 2

Tabell 2.

№ erfaring

Vo, volum hellet vann,

(cm 3 )

V, vannvolum

3 )

V t, kroppsvolum, cm 3

V t, volum

kropp, m 3

F Arch

1.sylinder stor

2.sylinder liten

På grunnlag av forsøkene som er utført, konkluder

Konklusjon:

1. Arkimedisk kraft, er ikke avhengig av tettheten til stoffet som kroppen er laget av

2. Kraften som virker på en kropp nedsenket i en væske er direkte proporsjonal med legemets volum

Speilbilde

Fullfør setningen:

I dag i timen lærte jeg…………..

Det var interessant å vite...........

Det var vanskelig……………

5.D/z

§ 48, 49 eks. 24 (1, 2)

Erfaring 1. Studie av oppdriftskraftens avhengighet av kroppens tetthet

Tabell 1.

№ erfaring

P, kroppsvekt i luft (H)

R 1 , kroppsvekt i vann (H)

F Arch

F Arch= P - P 1

1.aluminiumssylinder

2. kobbersylinder

100

Erfaring 2. Undersøkelse av oppdriftskraftens avhengighet av volumet til det nedsenkede legemet.

Tabell 2.

№ erfaring

Vo, volum hellet vann,

(cm 3 )

V, vannvolum

etter at kroppen er nedsenket i den, (se 3 )

V t, kroppsvolum, cm 3

V t, volum

kropp, m 3

F Arch

1.sylinder stor

100

137

0,000037

2.sylinder liten

100

113

0,000013

Laboratoriearbeid 7 Bestemmelse av flytekraften som virker på en kropp nedsenket i en væske. Hensikten med arbeidet: eksperimentelt å oppdage den flytende effekten av en væske på en kropp nedsenket i den og bestemme størrelsen på flytekraften. Instrumenter og materialer: et dynamometer, et stativ med en clutch og en fot, to kropper med forskjellige volum, glass med vann og en mettet løsning av salt i vann.

Treningsoppgaver og spørsmål 1. Bruk vektorer for å vise kreftene som virker på kroppen i 1. og 2. tilfelle. 2. Hvor er det lettere å holde kroppen: i luft eller i vann? __________ ___________________________________ Hvorfor? _____________ _______________________________

3. Skriv ned formlene: Arkimedesk kraft Kroppsvekt 4. Skriv ned formelen for å finne den arkimedeiske kraften, hvis du vet vekten av kroppen i luft - R 1 og i vann - R 1 f. F A \u003d _____________ 5. Kroppsvekt i luft P 1 \u003d 120N Kroppsvekt i vann R 1 w \u003d 100 N Arkimedesk kraft F A \u003d ____________ N

Arbeidsflyt 1. Monter dynamometeret på et stativ og heng den første kroppen på en tråd. Noter og noter dynamometeravlesningen i tabellen. Dette vil være vekten av kroppen i luften - R 1 2. Bytt ut et glass vann og slipp clutchen med foten og dynamometeret til hele kroppen nekter under vann. Noter og noter dynamometeravlesningen i tabellen. Dette vil være vekten av kroppen i vann - R 1 f. 3. Basert på dataene som er oppnådd, beregne oppdriftskraften som virker på det første legemet: F 1 \u003d P 1 - P 1 w \u003d __________ 4. I stedet for rent vann, ta en mettet saltløsning og igjen bestemme hele denne kroppen i en saltløsning - R 1 w, Skriv i tabell og bestem oppdriftskraften F 1

5. Suspender et legeme med et annet volum enn dynamometeret og bestem på samme måte som for det første legemet, flytekraft i vann og i en mettet saltløsning-F 2. Kroppsvekt i luft, N Kroppsvekt i væske, N Oppdriftskraft, N R 1 R 2 R 1 F R 2 F F​1 F 2 Water Satur. saltløsning i vann Registrer resultatet i tabellen. Konklusjon: ____________________________ _______________________

Lab 1

Bestemmelse av flytekraften som virker på en kropp nedsenket i en væske

Objektiv: studie av parametrene som Archimedes-kraften som virker på et legeme nedsenket i en væske avhenger av.

Introduksjon

Et legeme nedsenket i en væske eller gass utsettes for en flytekraft (Arkimedisk kraft). I henhold til Archimedes lov, den flytende kraften F A er rettet vertikalt oppover og er numerisk lik vekten av væsken (eller gassen) som fortrenges av kroppen. Matematisk uttrykkes Arkimedes lov med formelen

F A =  gV,

hvor  er tettheten til væsken; g- akselerasjon av tyngdekraften; V - volumet av den delen av kroppen som er nedsenket i en væske (eller gass). I en tilstand av vektløshet handler ikke den arkimedeiske styrken.

På grunn av flytekraften er vekten av ethvert legeme i væsken mindre enn i luft. Hvis vekten av kroppen i luften R 1, og i væske R 2, så kan verdien av den arkimedeiske kraften som virker på denne kroppen når den er nedsenket i en væske finnes som forskjellen R 1 og R 2, dvs.

F A = R 2 – R 1 .

Beskrivelse av forsøket

I dette arbeidet inviteres du til å måle oppdriftskraften som virker på en kropp nedsenket i en væske, og også til å undersøke oppdriftskraftens avhengighet av kroppens volum og dens masse.

Målingen av den arkimedeiske kraften vil bli utført ved hjelp av en kraftsensor: først vil kroppen veies i luft og i væske, og deretter beregnes forskjellen mellom de oppnådde verdiene.

Utstyr og materialer

Oppgaver

1. Mål vekten av kropper i luft og vann.

2. Bestem oppdriftskraften som virker på kropper nedsenket i vann.

3. Undersøk oppdriftskraftens avhengighet av kroppens volum.

4. Undersøk oppdriftskraftens avhengighet av volumet til den nedsenkede delen av kroppen.

5. Undersøk oppdriftskraftens avhengighet av kroppsmassen.

6. Analyser de mottatte dataene.

7. Trekk konklusjoner.

Kjøre et eksperiment

1. Gjør deg kjent med de generelle sikkerhetsreglene for praktisk arbeid i fysikkklasserommet.

2. Før du starter arbeidet, må du kontrollere tilkoblingen og driften av kraftsensoren. Koble sensoren til UIOD. Velg fra menyen Fil avsnitt Ny. Sensoren skal oppdages automatisk, så på enhetens skjerm vil du se bildet vist i figur 1.

3. For å gjennomføre et eksperiment, må du endre Frekvens sensormålinger ved 1 Hz og Eksperimenttid i 10 s.

Jegdel: kontrollere avhengigheten av oppdriftskraften til kroppens volum

1. Heng kroppen fra kraftsensoren. Deretter bestemmer du vekten til kroppen i luften og skriv inn resultatene av veiing og gjennomsnittsverdien av vekten i tabellen. Mål vektverdien flere ganger (3-5).

2. Plasser deretter et beger med vann under kroppen og dypp hele kroppen i vannet som vist i figur 2. Mens du gjør dette, må du overvåke avlesningene til kraftsensoren. Kroppsvekt i vann må også bestemmes 3-5 ganger. Dermed vil du bestemme vekten av kroppen i vann og legge inn resultatene av veiing og gjennomsnittsvekten i tabellen.

3. Beregn deretter og skriv inn i tabellen verdien av oppdriftskraften som virker på kroppen. For beregning, bruk gjennomsnittsverdiene for kroppsvekt i luft og vann.

4. Følg trinnene. 1-3 med en kropp med et annet volum.

Du må også registrere resultatene av gjentatt veiing av denne kroppen i rapporttabellen.

IIdel: kontroll av avhengigheten av oppdriftskraften til volumet til den nedsenkede delen av kroppen

1. Heng en metallsylinder fra et sett med kropper med forskjellig masse og samme volum til kraftsensoren.

2. Vei sylinderen i luften og skriv inn verdien i tabellen. I denne delen av arbeidet anbefaler vi på grunn av timens begrensede tid å gjennomføre enkeltvektsmålinger.

3. Deretter må du tegne linjer som betinget markerer delingen av sylinderen i fire like deler. Det er praktisk å tegne disse linjene på sideflaten av sylinderen med en fargeblyant i en kontrastfarge. Vi anbefaler at du først måler halve høyden på sylinderen og tegner en linje, og deretter deler hver halvdel i to igjen. Dermed vil sylinderen ha tydelig markerte linjer på siden, som betinget deler den i fire deler.

4. Deretter må du først dyppe ¼, deretter ½, ¾ av volumet av sylinderen i væsken, deretter dyppe den i sin helhet og veie i hvert tilfelle. For hver verdi av volumet til den delen av sylinderen som er nedsenket i vann, må du bestemme vekten av kroppen i vann og angi denne verdien i tabellen.

5. Beregn og skriv inn i tabellen verdiene for oppdriftskraften som virker på kroppen i hvert tilfelle.

IIIdel: kontroll av oppdriftskraftens avhengighet av kroppens masse

1. Bestem vekten i luft og i vann for to sylindre fra et sett med kropper med forskjellig masse og samme volum når de er helt nedsenket i vann og skriv inn dataene i tabellen. Ta målinger flere ganger (3-5).

2. Beregn og skriv inn i tabellen verdiene til oppdriftskreftene som virker på sylindrene. Analyser de mottatte dataene og svar på kontrollspørsmålene.

3. Lag en detaljert konklusjon etter gjennomført laboratoriearbeid. Vi minner om at konklusjonen må trekkes ut fra målene for arbeidet og oppgavene som er satt i det.

Behandler resultatene av eksperimentet

I. Fyll ut tabellen for første del av arbeidet.

Tabell 1. Resultater av målinger av vekten av kropper av ulike volum når de veies i luft og vann

II. Fullfør tabellen for den andre delen av arbeidet.

Tabell 2. Resultater av målinger av kroppsvekt avhengig av hvilken del av kroppens volum som er nedsenket i vann. Kroppsvekt når den veies i luft R 1 =…., N

III. Fullfør tabellen for den tredje delen av arbeidet.

Tabell 3. Resultater av veielegemer med ulik masse, men samme volum

test spørsmål

1. Er oppdriftskraften som virker på en kropp nedsenket i en væske avhengig av volumet?

2. Er flytekreftene som virker på en blokk som flyter først i vann og deretter i parafin de samme?

3. Hva reduseres når en kropp nedsenkes i en væske - kroppsvekt eller tyngdekraft?

4. Et stykke is flyter i et glass fylt til randen med vann. Vil vannet renne over hvis isen smelter?

Tilleggsoppgaver.

1. Beregn verdien av den valgte Archimedes-styrken for den første delen eller den tredje delen av eksperimentet, ta i betraktning feilene. Når du beregner feil, bør du vurdere den instrumentelle relative feilen til kraftsensoren lik δ R = 3%.

2.Foreslå en metode for å bestemme volumet av hulrommet inne i kroppen. Tenk på at tettheten til materialet som kroppen er laget av er kjent.

3. Gjennomfør arbeid for å studere kroppsvektens avhengighet av tettheten til væsken den er nedsenket i. For å gjøre dette, dypp kropper med forskjellig vekt, men med samme volum, i saltvann. Sammenlign resultatene som er oppnådd med resultatene som oppnås når kropper er nedsenket i rent vann.

4. Sjekk av erfaring om oppdriftskraften avhenger av dybden av kroppens nedsenking i væsken .

Laboratoriearbeid №8.

Emne: Bestemmelse av flytekraften som virker på en kropp nedsenket i en væske.

Hvorfor egg

popper opp?

Mål: For å studere effekten av en væske på et nedsenket legeme, for å eksperimentelt undersøke oppdriftskraftens avhengighet av væskens tetthet og kroppens volum.

Leksjonens mål:

• 1. Å lære elevene å oppdage tilstedeværelsen av en kraft som presser et legeme ut av en væske, finne ut av hvilke faktorer størrelsen på oppdriftskraften avhenger (avhenger ikke) og å formulere Arkimedes lov ved å fastslå avhengigheten av Arkimedes-kraften på volumet av kroppen nedsenket i væsken og på væskens tetthet.
• 2. Å dyrke evnen til å arbeide målrettet for å nå felles og personlige mål, å dyrke toleranse og respekt for andre meninger, å dyrke omgjengelighet.
• 3. Utvikle teknikker for å øke mental aktivitet - analyse, syntese, sammenligning, generalisering og abstraksjon.

1. Hvor er flytekraften rettet?

2. Endrer kroppsvekten seg når den senkes i vann?

3. Kroppsvekt?

Mål: å oppdage eksperimentelt den flytende virkningen av en væske på en kropp nedsenket i den.

Utstyr:

stativ med clutch, dynamometer, 2 kropper, glass med rent og saltvann.

Framgang.

1. For å beregne oppdriftskraften må du måle ...

1. For å beregne oppdriftskraften trenger du

1) mål kroppsvekt i luft F 1 .

2) mål kroppsvekt i vann F 2 .

Hvor er vekten mer?

2. For å beregne skyvekraften trenger du ...

F du er t = F 1 -F 2 .

Rapporteringstabell .

Kroppsvekt i luft F 1 ,

Vann

Kroppsvekt i vann F 2 ,

Ren

flytende kraft,

salt

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

• For å beregne oppdriftskraften...

trekk den mindre vekten fra den større, dvs.

F du er t = F 1 -F 2 .

Konklusjon: (Hva målte du? Hva regnet du ut? Hva bestemmer oppdriftskraften?)

Ekstra oppgave: å undersøke oppdriftskraftens avhengighet av kroppens volum.

• Vi jobber med kun én væske.

Rapporteringstabell .

Kroppsvekt i luft F 1 ,

Kropp

Kroppsvekt i vann F 2 ,

stor

flytende kraft,

liten

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

Konklusjon: (Hva bestemmer skyvekraften?)

D/Z: & 50-51-gjenfortelling, spørsmål muntlig

• Bra gjort!
• Takk for leksjonen.

Ytterligere forskning.

Undersøk om oppdriftskraften avhenger av:

• kroppstetthet;
• kroppsfasong;
• dykkedybde.

LABORATORIEARBEID.

DEFINISJON AV SKYVEKRAFTEN.

Mål : å oppdage eksperimentelt den flytende effekten av en væske på en kropp nedsenket i den og bestemme flytekraften.

Enheter og materialer : et dynamometer, et stativ med en clutch og en fot, to kropper med forskjellige volum, glass med vann og en mettet løsning av salt i vann.

Instruksjoner for arbeid:

1. I henhold til Arkimedes lov virker en flytende kraft på en kropp nedsenket i en væskeF EN, lik vekten mgfortrengt væske:

F EN = mg. (1)

For å sammenligne den arkimedeiske kraften med kroppsvekt, må du måle kroppsvektenPved hjelp av et dynamometer og beregne den arkimedeiske kraftenF EN . Arkimedesk styrkeF EN bestemmes av formelen:

F EN = mg =  Vg (2),

hvor  - tetthet av vann ( \u003d 1000 kg / m 3), V- volumet av vann som fortrenges av kroppen,g- tyngdeakselerasjon (g\u003d 9,81 m/s 2).

Volum VDet fortrengte vannet kan måles ved hjelp av en målesylinder som forskjellen i vannstanden når kroppen som undersøkes er nedsenket i den og uten kroppen.

Arkimedisk styrke FA, som virker på en kropp som synker i vann, kan finnes ved å måle kroppsvekten med et dynamometerPi luften og styrkenP 1 som holder kroppen i balanse når den er nedsenket i vann:

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

2. Mål vekten P til den første kroppen ved hjelp av et dynamometer.

3. Mål styrken P 1 virker på kroken på dynamometeret når kroppen er helt nedsenket i vann. For å gjøre dette, fest dynamometeret på et stativ og heng en vekt fra den. Sett et glass vann og senk clutchen med foten og dynamometeret til hele kroppen er under vann. Dette vil være vekten av kroppen i vann.

4. Beregn flytekraften som virker på kroppen.

5
. I stedet for rent vann, ta en mettet saltløsning og beregn flytekraften.

6. Heng en annen kropp fra dynamometeret og utfør trinn 2 - trinn 5

7. Registrer resultatene av målinger og beregninger i rapporteringstabellen.

kroppsvekt i luft

kroppsvekt i væske

Oppdriftskraft

F, N F \u003d P -P 1

R ’

P''

P 1 ’

P 1 ’’

F'

F''

Vann

Mettet saltløsning i vann

Trekk konklusjoner basert på forsøkene som er utført.

Test spørsmål.

1. I hvilket vann og hvorfor er det lettere å svømme: i havet eller elven?

2. En stålstang hengt opp på en tråd er nedsenket i vann. Nevn de samvirkende legemer og kreftene som virker på blokken. Skildre disse kreftene grafisk.

3. Volumet av et jernstykke er 0,1 m 3 . Hvilken flytekraft vil virke på den når den er fullstendig nedsenket i parafin?