Phòng thí nghiệm 7 đo lực nổi. Công việc trong phòng thí nghiệm "xác định độ lớn của lực nổi tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng"

Chủ thể: Công việc trong phòng thí nghiệm“Xác định lực nổi tác dụng lên vật ngâm trong chất lỏng”.

Bàn thắng:

học cách đo lực nổi tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng;

phát triển kỹ năng làm việc cá nhân độc lập, khả năng so sánh, quan sát và đưa ra kết luận;

nuôi dưỡng sở thích nhận thứcđến chủ đề

Trong các buổi học:

1. Thời điểm tổ chức. Thiết lập mục tiêu

2. Cập nhật kiến ​​thức cơ bản

3. Thực hiện thí nghiệm trên mô hình máy tính.

4. Tóm tắt bài học.

5. Bài tập về nhà.

Giáo viên: Chào emngười đồng hương vĩ đại của chúng ta M.V. Lomonosov đã nói: “Tôi đánh giá cao một trải nghiệm hơn hàng nghìn ý kiến ​​chỉ xuất phát từ trí tưởng tượng”. Hôm nay chúng ta sẽ thử sức mình không chỉ trong vai trò một học sinh mà còn trong vai trò một nhà nghiên cứu khoa học. Bất kỳ nghiên cứu bắt đầu từ đâu? Tất nhiên, từ thí nghiệm.

Nhưng trước tiên, hãy nhớ lại tài liệu được đề cập.

Câu hỏi của giáo viên:

Câu trả lời của học sinh:

– Những lực nào tác dụng lên vật nhúng trong chất lỏng?

F T , F MỘT

– Lực nào gọi là lực nổi?

Lực xuất hiện khi nhúng vật vào chất lỏng hoặc chất khí

– F được hướng dẫn ở đâu? T ?

Xuống

– F được hướng dẫn ở đâu? MỘT ?

Hướng lên

– Đặt tên cho công thức F MỘT , hãy mô tả các đại lượng chứa trong đó

F MỘT .= VàV. T g

Làm thế nào để xác định trọng lượng của một vật ngâm trong chất lỏng?

P = F T –F MỘT

Giáo viên:

Nếu bạn ném một cơ thể xuống nước

Hoặc chỉ cần hạ thấp nó

Sẽ có sức mạnh của Archimedes

Tạo áp lực lên anh ta từ bên dưới.

Nếu trọng lượng của nước theo thể tích

Phần đắm chìm biết

Bạn có thể sử dụng sức mạnh của Archimedes

3. Đây là những gì chúng ta sẽ làm trong bài học hôm nay,hoàn thành công việc trong phòng thí nghiệm sử dụng tương tác Mô hình này .

Thiết bị: máy tính,mô hình tương tác.

Để bắt đầu, bạn cần xác định giá phân chia các thiết bị mà bạn sẽ làm việc hôm nay.sử dụngmô hình tương tác. Chúng ta hãy nhớ quy tắc.

Học sinh:

tìm hai dòng gần nhất của thang đo, bên cạnh ghi các giá trị của đại lượng;

trừ giá trị nhỏ hơn khỏi giá trị lớn hơn và chia số kết quả cho số khoảng chia giữa chúng.

C =- giá chia quy mô

Trải nghiệm 1.

(Mô tả trong bài) Điền vào bảng 1

Bảng 1.

№ kinh nghiệm

P, trọng lượng cơ thể trong không khí (H)

R 1 , trọng lượng cơ thể trong nước (H)

F Vòm

F Vòm= P – P 1

1. xi lanh nhôm

2. xi lanh đồng

phần 2

Trải nghiệm 2 .

1.Đo thể tích nước đổ vào cốc (Vo).

2.Đo nó sau khi ngâm các xi lanh ở đó (V b, V tôi).

3. Tính toánV. thân hình =V-Vо. (Đổi V sang m 3 , biết rằng 1ml = 1cm 3 =0,000001m 3)

4. Tính toánF Vòm =Chất lỏng=Mf*g= ρ Và gV(ρ w= 1000 kg\tôi 3)

Điền vào bảng 2

Ban 2.

№ kinh nghiệm

Võ, thể tích nước đổ vào,

(cm 3 )

V, thể tích nước

3 )

V. T, thể tích cơ thể, cm 3

V. T, âm lượng

cơ thể, tôi 3

F Vòm

1.xi lanh lớn

2. xi lanh nhỏ

Dựa vào thí nghiệm đã thực hiện hãy rút ra kết luận

Phần kết luận:

1. Lực Archimedean không phụ thuộc vào mật độ của chất tạo nên cơ thể

2. Lực tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng tỉ lệ thuận với thể tích của vật đó

Sự phản xạ

Kết thúc câu:

Hôm nay trong lớp tôi đã học ………..

Thật thú vị khi biết ………..

Thật là khó khăn………

5.D/z

§ 48, 49 cũ. 24 (1, 2)

Kinh nghiệm 1. Nghiên cứu sự phụ thuộc của lực nổi vào mật độ cơ thể

Bảng 1.

№ kinh nghiệm

P, trọng lượng cơ thể trong không khí (H)

R 1 , trọng lượng cơ thể trong nước (H)

F Vòm

F Vòm= P – P 1

1. xi lanh nhôm

2. xi lanh đồng

100

Kinh nghiệm 2. Nghiên cứu sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích của vật chìm trong nước.

Ban 2.

№ kinh nghiệm

Võ, thể tích nước đổ vào,

(cm 3 )

V, thể tích nước

sau khi ngâm cơ thể vào đó, (xem 3 )

V. T, thể tích cơ thể, cm 3

V. T, âm lượng

cơ thể, tôi 3

F Vòm

1.xi lanh lớn

100

137

0,000037

2. xi lanh nhỏ

100

113

0,000013

Bài thí nghiệm 7 Xác định lực nổi tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng. Mục đích của công việc: phát hiện bằng thực nghiệm tác dụng nổi của chất lỏng lên vật chìm trong đó và xác định độ lớn của lực nổi. Thiết bị và vật liệu: đồng hồ đo áp suất, chân máy có khớp nối và chân, hai thân có thể tích khác nhau, cốc đựng nước và dung dịch muối bão hòa trong nước.

Nhiệm vụ đào tạo và câu hỏi 1. Dùng vectơ biểu diễn các lực tác dụng lên vật trong trường hợp 1 và trường hợp 2. 2. Ở đâu dễ giữ cơ thể hơn: trên không hay dưới nước? __________ ___________________________________ Tại sao? _____________ _______________________________

3. Viết các công thức: Lực Archimedean Trọng lượng của vật 4. Viết công thức tìm lực Archimedean nếu biết trọng lượng của vật trong không khí - P 1 và trong nước - P 1 w. F A = ​​_____________ 5. Trọng lượng cơ thể trong không khí P 1 = 120 N Trọng lượng cơ thể trong nước P 1 w = 100 N Lực Archimedean F A = ​​____________ N

Tiến độ công việc 1. Gắn máy đo lực lên giá ba chân và treo phần thân đầu tiên vào nó trên một sợi chỉ. Ghi lại số chỉ của lực kế vào bảng. Đây sẽ là trọng lượng của cơ thể trong không khí - P 1 2. Đặt một cốc nước và nhả ly hợp bằng chân và lực kế cho đến khi toàn bộ cơ thể chìm trong nước. Ghi lại số chỉ của lực kế vào bảng. Đây sẽ là trọng lượng của cơ thể trong nước - P 1 w. 3. Dựa vào số liệu thu được, tính lực nổi tác dụng lên vật thứ nhất: F 1 = P 1 - P 1 w = __________ 4. Thay vào đó nước sạch lấy dung dịch muối bão hòa rồi xác định lại tất cả các vật này trong dung dịch muối - P 1 w, Viết vào bảng và xác định lực nổi F 1

5. Treo một vật có thể tích khác với lực kế và xác định tương tự như đối với vật thứ nhất đẩy lực ra trong nước và trong nước bão hòa. dung dịch muối-F 2. Trọng lượng cơ thể trong không khí, N Trọng lượng cơ thể trong chất lỏng, N Lực nổi, N P 1 P 2 P 1 f P 2 f F 1 F 2 Nước N bão hòa. dung dịch muối trong nước Viết kết quả vào bảng. Phần kết luận: ____________________________ _______________________

Phòng thí nghiệm 1

Xác định lực nổi tác dụng lên vật ngâm trong chất lỏng

Mục tiêu của công việc: nghiên cứu các thông số mà lực Archimedes tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng phụ thuộc vào.

Giới thiệu

Một vật nhúng trong chất lỏng hoặc chất khí chịu tác dụng của lực nổi (lực Archimedean). Theo định luật Archimedes, lực nổi F A hướng thẳng đứng lên trên và có giá trị bằng trọng lượng của chất lỏng (hoặc khí) bị vật chiếm chỗ. Về mặt toán học, định luật Archimedes được biểu diễn bằng công thức

F A =  gV,

trong đó  là mật độ của chất lỏng; g- Gia tốc trọng lực; V. - thể tích của một bộ phận cơ thể được ngâm trong chất lỏng (hoặc chất khí). Ở trạng thái không trọng lượng, lực Archimedean không tác dụng.

Do lực nổi nên trọng lượng của bất kỳ vật nào ở trong chất lỏng đều nhỏ hơn trong không khí. Nếu trọng lượng cơ thể ở trong không khí R 1, và ở dạng lỏng R 2, thì giá trị của lực Archimedean tác dụng lên vật này khi nhúng nó vào chất lỏng có thể tìm được bằng hiệu R 1 và R 2, tức là

F A = R 2 – R 1 .

Mô tả thí nghiệm

Trong công việc này, bạn được yêu cầu đo lực nổi tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng, đồng thời nghiên cứu sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích và khối lượng của vật đó.

Việc đo lực Archimedean sẽ được thực hiện bằng cảm biến lực: đầu tiên, vật thể sẽ được cân trong không khí và trong chất lỏng, sau đó sẽ tính toán sự chênh lệch giữa các giá trị thu được.

Thiết bị và vật liệu

Nhiệm vụ

1. Đo trọng lượng của vật thể trong không khí và nước.

2. Xác định lực nổi tác dụng lên vật ngâm trong nước.

3. Khảo sát sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích của vật.

4. Khảo sát sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích của phần chìm trong cơ thể.

5. Khảo sát sự phụ thuộc của lực nổi vào trọng lượng cơ thể.

6. Phân tích dữ liệu thu được.

7. Rút ra kết luận.

Thực hiện một thí nghiệm

1. Làm quen với bản thân quy tắc chung biện pháp phòng ngừa an toàn khi tiến hành công việc thực hành trong lớp học vật lý.

2. Trước khi bắt đầu công việc, bạn cần kiểm tra kết nối và hoạt động của cảm biến lực. Kết nối cảm biến với UIOD. Chọn từ trình đơn Tài liệuđoạn văn Mới. Cảm biến sẽ được phát hiện tự động, sau đó trên màn hình thiết bị, bạn sẽ thấy hình ảnh như Hình 1.

3. Để tiến hành thí nghiệm bạn phải thay đổi Tính thường xuyênđo cảm biến ở tần số 1 Hz và Thời gian thử nghiệm trong 10 giây.

TÔIPhần: kiểm tra sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích của vật

1. Treo cơ thể của bạn khỏi bộ chuyển đổi lực. Tiếp theo, xác định trọng lượng của cơ thể trong không khí và nhập kết quả cân và trọng lượng trung bình vào bảng. Đo trọng lượng nhiều lần (3-5).

2. Sau đó đặt một cốc nước dưới cơ thể và ngâm toàn bộ cơ thể vào nước, như trong Hình 2. Trong khi thực hiện việc này, bạn phải theo dõi số đọc của cảm biến lực. Trọng lượng cơ thể trong nước cũng cần được xác định 3-5 lần. Như vậy, bạn sẽ xác định được trọng lượng của cơ thể trong nước và nhập kết quả cân và trọng lượng trung bình vào bảng.

3. Sau đó tính và nhập vào bảng giá trị lực nổi tác dụng lên vật. Để tính toán, hãy sử dụng trọng lượng trung bình của cơ thể trong không khí và nước.

4. Thực hiện theo các bước. 1-3 với phần thân có âm lượng khác.

Bạn cũng nên đưa kết quả cân lặp lại của thi thể này vào bảng báo cáo.

IIPhần: kiểm tra sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích của phần chìm trong cơ thể

1. Treo một hình trụ kim loại từ một bộ vật có khối lượng và thể tích khác nhau vào cảm biến lực.

2. Cân chai trong không khí và ghi giá trị vào bảng. Ở phần công việc này, do thời gian của bài học có hạn nên chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện phép đo cân nặng một lần.

3. Tiếp theo, bạn phải vẽ các đường đánh dấu sự chia có điều kiện của hình trụ thành bốn phần bằng nhau. Thật thuận tiện khi áp dụng những dòng này trên bề mặt bên hình trụ bằng bút chì màu có màu tương phản. Chúng tôi khuyên bạn trước tiên nên đo một nửa chiều cao của hình trụ và vẽ một đường thẳng, sau đó chia mỗi nửa lại làm đôi. Như vậy, hình trụ sẽ có các đường được đánh dấu rõ ràng ở bên cạnh, có điều kiện chia nó thành bốn phần.

4. Sau đó, trước tiên bạn phải nhúng ¼, sau đó là ½, ¾ thể tích của hình trụ vào chất lỏng, sau đó nhúng toàn bộ và cân từng trường hợp. Với mỗi giá trị thể tích của phần hình trụ ngâm trong nước, bạn phải xác định trọng lượng của vật trong nước và nhập giá trị này vào bảng.

5. Tính và nhập vào bảng các giá trị lực nổi tác dụng lên vật trong từng trường hợp.

IIIPhần: kiểm tra sự phụ thuộc của lực nổi vào trọng lượng cơ thể

1. Xác định khối lượng trong không khí và trong nước của hai hình trụ từ một tập hợp các vật có khối lượng khác nhau, cùng thể tích khi ngâm hoàn toàn trong nước và nhập số liệu thu được vào bảng. Thực hiện phép đo nhiều lần (3-5).

2. Tính và nhập vào bảng các giá trị lực nổi tác dụng lên các hình trụ. Phân tích dữ liệu nhận được và trả lời các câu hỏi kiểm soát.

3. Rút ra kết luận chi tiết sau khi hoàn thành công việc thí nghiệm. Chúng tôi xin nhắc bạn rằng kết luận phải được đưa ra dựa trên mục tiêu của công việc và nhiệm vụ đặt ra trong đó.

Xử lý kết quả thí nghiệm

I. Điền vào bảng phần đầu tiên của tác phẩm.

Bảng 1. Kết quả đo khối lượng các vật thể có thể tích khác nhau khi cân trong không khí và nước

II. Điền vào bảng cho phần thứ hai của công việc.

Bảng 2. Kết quả đo trọng lượng cơ thể theo phần thể tích ngâm trong nước. Trọng lượng cơ thể khi cân trong không khí R 1 =…., N

III. Điền vào bảng phần thứ ba của tác phẩm.

Bảng 3. Kết quả cân các vật có khối lượng khác nhau nhưng có cùng thể tích

Câu hỏi kiểm soát

1. Lực nổi tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏng có phụ thuộc vào thể tích của nó không?

2. Lực nổi tác dụng lên một khối đầu tiên nổi trong nước và sau đó trong dầu hỏa có giống nhau không?

3. Cái gì giảm khi một vật nhúng vào chất lỏng—trọng lượng của vật hay trọng lực?

4. Một tảng băng nổi trong một chiếc cốc chứa đầy nước. Nước sẽ tràn nếu băng tan?

Nhiệm vụ bổ sung.

1. Tính giá trị của lực Archimedes, tùy ý cho phần đầu tiên hoặc cho phần thứ ba của thí nghiệm, có tính đến các sai số. Khi tính toán sai số, coi sai số tương đối của thiết bị đo của cảm biến lực bằng δ R = 3%.

2. Đề xuất cách xác định thể tích của một khoang bên trong cơ thể. Giả sử rằng mật độ của vật liệu làm nên vật thể đã biết.

3. Tiến hành nghiên cứu sự phụ thuộc của trọng lượng của một vật vào mật độ của chất lỏng mà nó ngâm trong đó. Để làm điều này, hãy nhúng các vật thể có khối lượng khác nhau nhưng có cùng thể tích vào trong nước muối. So sánh kết quả thu được với kết quả thu được khi ngâm vật thể vào nước sạch.

4. Kiểm tra bằng thực nghiệm xem lực nổi có phụ thuộc vào độ sâu ngâm của vật trong chất lỏng hay không .

Phòng thí nghiệm số 8.

Chủ thể: Xác định lực nổi tác dụng lên vật ngâm trong chất lỏng.

Tại sao trứng

bật lên?

Mục tiêu: Nghiên cứu tác dụng của chất lỏng lên vật chìm trong nước, thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của lực nổi vào mật độ và thể tích của chất lỏng.

Mục tiêu bài học:

• 1. Dạy học sinh phát hiện sự hiện diện của lực đẩy một vật ra khỏi chất lỏng, tìm hiểu độ lớn của lực nổi phụ thuộc vào những yếu tố nào (không phụ thuộc) và xây dựng định luật Archimedes bằng cách thiết lập sự phụ thuộc của lực Archimedes vào thể tích của vật chìm trong chất lỏng và mật độ của chất lỏng.
• 2. Trau dồi khả năng làm việc có mục đích nhằm đạt được mục tiêu chung và cá nhân, bồi dưỡng sự khoan dung và tôn trọng ý kiến ​​của người khác, bồi dưỡng kỹ năng giao tiếp.
• 3. Phát triển các kỹ thuật kích hoạt hoạt động trí óc - phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa và trừu tượng.

1. Lực nổi hướng vào đâu?

2. Trọng lượng cơ thể có thay đổi khi ngâm mình trong nước không?

3. Trọng lượng cơ thể?

Mục tiêu: khám phá bằng thực nghiệm tác dụng nổi của chất lỏng lên vật nhúng trong nó.

Thiết bị:

chân máy có khớp nối, lực kế, 2 thân, kính đựng nước sạch và nước muối.

Tiến triển.

1. Để tính lực nổi, bạn cần đo...

1. Để tính lực nổi bạn cần

1) đo trọng lượng của cơ thể trong không khí F 1 .

2) đo trọng lượng cơ thể trong nước F 2 .

Ở đâu nặng nhất?

2. Để tính lực nổi bạn cần...

F bạn là T = F 1 -F 2 .

Bảng báo cáo .

Trọng lượng cơ thể trong không khí F 1 ,

Nước

Trọng lượng cơ thể trong nước F 2 ,

Lau dọn

Lực nổi

mặn

F bạn là T = F 1 -F 2 . (N)

• Để tính lực nổi bạn cần...

trừ đi trọng lượng nhỏ hơn từ trọng lượng lớn hơn, tức là

F bạn là T = F 1 -F 2 .

Phần kết luận: (bạn đã đo cái gì? Bạn đã tính toán cái gì? Lực nổi phụ thuộc vào cái gì?)

Nhiệm vụ bổ sung: khảo sát sự phụ thuộc của lực nổi vào thể tích của vật.

• Chúng tôi làm việc chỉ với một chất lỏng.

Bảng báo cáo .

Trọng lượng cơ thể trong không khí F 1 ,

Thân hình

Trọng lượng cơ thể trong nước F 2 ,

To lớn

Lực nổi

Bé nhỏ

F bạn là T = F 1 -F 2 . (N)

Phần kết luận: (Điều gì quyết định lực nổi?)

D/Z: & 50-51-kể lại, hỏi miệng

• Làm tốt!
• Cảm ơn bạn vì bài học.

Nghiên cứu bổ sung.

Kiểm tra xem lực nổi có phụ thuộc vào:

• mật độ cơ thể;
• nhưng hinh dang cơ thể;
• Độ sâu ngâm.

CÔNG VIỆC PHÒNG THÍ NGHIỆM.

ĐỊNH NGHĨA LỰC ĐẨY.

Bàn thắng : phát hiện bằng thực nghiệm tác dụng nổi của chất lỏng lên vật nhúng trong đó và xác định lực nổi.

Thiết bị và vật liệu : một lực kế, một giá ba chân có khớp nối và một chân, hai vật có thể tích khác nhau, cốc đựng nước và dung dịch muối bão hòa trong nước.

Hướng dẫn sử dụng:

1. Theo định luật Archimedes, lực nổi tác dụng lên một vật ngâm trong chất lỏngF MỘT, bằng trọng lượng mgchất lỏng dịch chuyển:

F MỘT = mg. (1)

Để so sánh lực Archimedean với trọng lượng cơ thể, bạn cần đo trọng lượng cơ thểPsử dụng lực kế và tính lực ArchimedeanF MỘT . lực lượng ArchimedeanF MỘT được xác định bởi công thức:

F MỘT = mg =  vg (2),

Ở đâu  - mật độ của nước ( = 1000 kg/m 3 ), V.- thể tích nước bị cơ thể chiếm chỗ,g- Gia tốc trọng lực (g= 9,81 m/s 2 ).

Âm lượng V.Lượng nước chiếm chỗ có thể được đo bằng cách sử dụng một ống đo lường là sự chênh lệch mực nước khi cơ thể đang nghiên cứu được ngâm trong đó và không có cơ thể.

Sức mạnh của Archimedes F.A.tác dụng lên một vật chìm trong nước có thể xác định được bằng cách đo trọng lượng của vật đó bằng lực kếPtrong không khí và lực lượngP 1 , giữ cho cơ thể thăng bằng khi ngâm mình trong nước:

P=F MỘT +P 1 , F MỘT = P - P 1 .

2. Đo trọng lượng P của vật thứ nhất bằng lực kế.

3. Đo lực P 1 , tác dụng lên móc lực kế khi vật chìm hoàn toàn trong nước. Để thực hiện việc này, hãy gắn lực kế lên giá ba chân và treo vật nặng lên đó. Đặt một cốc nước và hạ ly hợp bằng chân và lực kế cho đến khi toàn bộ cơ thể chìm trong nước. Đây sẽ là trọng lượng của cơ thể trong nước.

4. Tính lực nổi tác dụng lên vật.

5
. Thay vì dùng nước tinh khiết, hãy lấy dung dịch muối bão hòa và tính lực nổi.

6. Treo một vật khác vào máy đo lực và thực hiện các bước 2 – 5

7. Ghi kết quả đo, tính toán vào bảng báo cáo.

Trọng lượng cơ thể trong không khí

Trọng lượng cơ thể trong chất lỏng

Lực nổi

F , N F =P -P 1

R ’

P''

P 1 ’

P 1 ’’

F'

F''

Nước

Dung dịch muối bão hòa trong nước

Rút ra kết luận dựa trên các thí nghiệm đã thực hiện.

Kiểm soát các câu hỏi.

1. Loại nước nào dễ bơi hơn và tại sao: biển hay sông?

2. Một thanh thép treo bằng một sợi dây được nhúng chìm trong nước. Kể tên các vật tương tác và các lực tác dụng lên khối. Biểu diễn các lực này bằng đồ họa.

3. Thể tích của một miếng sắt là 0,1 m 3 . Lực nổi nào sẽ tác dụng lên vật khi nhúng hoàn toàn vào dầu hỏa?