Trabajo de laboratorio para determinar la fuerza de flotación. Hipotetizaciones e implicaciones

Sujeto: Determinación de la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido.

Tipo de lección: Trabajo de laboratorio: determinación de la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido.

Clase: 7, Peryshkin: Proc. Para educación general de 7mo grado. instituciones. M.: Educación, 2007.

Objetivos:

Educativo:

Organizar actividades de los estudiantes para determinar la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en agua;

En curso experimento de laboratorio formar en los estudiantes conocimientos sobre la dependencia de la fuerza de flotación del volumen del cuerpo;

Desarrollar conocimientos sobre el método para determinar el cálculo de la fuerza de flotabilidad;

Enseñar a determinar la fuerza de flotación utilizando el peso medido de un cuerpo en aire y líquido;

Desarrollar la capacidad de montar un dispositivo para determinar la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido;

Educativo:

Llamar la atención de los estudiantes sobre diseño correcto Trabajo de laboratorio y mantenimiento del orden en el escritorio.

Educativo:

Desarrollar pensamiento lógico invitando a los estudiantes a sacar sus propias conclusiones sobre el trabajo realizado.

Durante las clases:

Sujeto: Determinación de la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido.

Objetivo del trabajo: detectar experimentalmente el efecto de flotación de un líquido sobre un cuerpo sumergido en él y determinar la fuerza de flotación.

Equipo: un dinamómetro, un trípode con acoplamiento y pie, dos cuerpos de diferentes volúmenes, vasos con agua y una solución saturada de sal en agua.

Progreso:

1.Coloque el dinamómetro en un trípode y acerque el cuerpo con una cuerda. Anote y registre la lectura del dinamómetro en la tabla. Este será el peso del cuerpo en el aire.

2.Colocar un vaso de agua y bajar el embrague con el pie y el dinamómetro hasta que todo el cuerpo quede bajo el agua. Anote y registre la lectura del dinamómetro en la tabla. Este será el peso del cuerpo en el agua.

3. Utilizando los datos obtenidos, calcule la fuerza de flotación que actúa sobre el cuerpo.

4.En lugar de eso agua limpia Tome una solución salina saturada y determine nuevamente la fuerza de flotación que actúa sobre el mismo cuerpo.

5. Llevar un cuerpo de diferente volumen al dinamómetro y determinar de la forma indicada (ver puntos 2 y 3) la fuerza de flotación que actúa sobre él en el agua.

6.Escribe los resultados en una tabla.

7.Sacar conclusiones a partir de los experimentos realizados. ¿De qué cantidades depende la fuerza de flotación?

Razón fundamental

Creo que el trabajo se puede calificar con “5”. Porque el estudiante escribió el propósito y el progreso de las mediciones, enumeró los instrumentos con los que se realizan las mediciones, montó una configuración simple para realizar mediciones, utilizó instrumentos de medición: determinó el valor de la división de escala, tomó lecturas, determinó el relativo Y errores absolutos, eliminó el efecto de los factores secundarios que influyen en los resultados de la medición, explicó el observado fenomeno fisico, compiló un informe sobre el trabajo en forma de tabla. Conocía la estructura y principio de funcionamiento de los instrumentos con los que se realizan las mediciones, las reglas para el manejo de los instrumentos, métodos para medirlo. cantidad física. Analicé los resultados de forma independiente y saqué una conclusión.

Es decir, el estudiante aplicó conocimientos y habilidades de los niveles I, II, III.

MBOU Escuela Secundaria No. 117 Profesora de física Dmitrakova L.N.

Snezhinsk, región de Cheliábinsk

Séptimo grado

Lección sobre el tema: “Trabajo de laboratorio nº 7”.

"Determinación de la fuerza de flotabilidad,

actuando sobre un cuerpo sumergido en un líquido"

Objetivos de la lección: Detectar experimentalmente el efecto de flotación de un líquido sobre un cuerpo sumergido en él y determinar la fuerza de flotación.

Equipo de lección: según la descripción en el libro de texto p.167.

Tipo de lección: lección-investigación - trabajo de laboratorio.

Objetivo educativo: desarrollar habilidades teóricas y prácticas y la capacidad de los estudiantes para determinar la fuerza de flotación a través de la experiencia; capacidad para comparar y sacar conclusiones; Capacidad para medir el peso corporal en aire y líquido.

Objetivo de desarrollo: desarrollar interés cognitivo estudiantes de física, desarrollar la capacidad de realizar trabajos de laboratorio según el modelo; desarrollar la capacidad de encontrar patrones; desarrollar la capacidad de completar una tabla; desarrollar habilidades de investigación; Desarrollar la capacidad de trabajar en parejas.

Objetivo educativo: cultivar un sentido de responsabilidad y respeto por sus camaradas; inculcar una cultura de relaciones, cultivar la organización, cultivar una cultura de trabajo con equipos de laboratorio.

DZ: L. N° 605, 606, 623, 626.

Durante las clases:

I . Organizar el tiempo.

Inicio movilizador de la lección. Control de ausentes. Organización de la atención.

Objetivo: actitud psicologica estudiantes a clase. Registro tarea con explicación No. 626 (volumen corporal = abc).

II . Indique el tema y el propósito de la lección.

Objetivo: descubrir la fuerza de flotación experimentalmente; ¿Averigüe de qué depende la fuerza de Arquímedes (de la densidad y el volumen del cuerpo) y cómo?

III . Comprobación de la asimilación del material estudiado. (estudio frontal estudiantes).

Objetivo: verificación y evaluación de conocimientos

Preguntas para el control:

1. Escriba (en la pizarra) una fórmula para calcular la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido.

2. ¿De qué depende la fuerza de flotación? ¿De qué no depende?

3. ¿Cómo se dirige esta fuerza?

4. ¿Quién señaló por primera vez la existencia de una fuerza de flotación y calculó su valor?

5. ¿Qué dice la ley de Arquímedes?

IV . Realización de trabajos de laboratorio. № 7

« Determinación de la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido"

(realizado según la descripción del libro de texto, página 167.).

Objetivo: investigación, cumplimentación de la tabla, razonamiento del alumno (trabajo en parejas bajo la dirección del profesor).

V . Análisis y conclusiones de experimentos..

Objetivo: desarrollar la capacidad de comparar y sacar conclusiones de experimentos (discusión colectiva; autograbación en cuadernos).

Comparar tareas:

1. La fuerza de Arquímedes que actúa sobre cuerpos de diferentes volúmenes.

2. la fuerza de Arquímedes que actúa sobre el cuerpo en agua limpia y salada.

Conclusiones:

1. La fuerza de Arquímedes depende del volumen de la parte sumergida del cuerpo.

2.La fuerza de Arquímedes depende de la densidad del líquido.

3. Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido, el cuerpo pierde peso.

VI . La leyenda de Arquímedes (si queda tiempo).

Objetivo: desarrollar el interés de los estudiantes por el tema; Dominar los hechos y las ideas principales. (conversaciones con los estudiantes sobre lo que leen).

VII . resolución de problemas (si queda tiempo).

Objetivo: aplicación del conocimiento sobre la dependencia de la fuerza de Arquímedes del volumen del cuerpo y la densidad del líquido en la resolución de problemas cualitativos y computacionales.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS.

¿Cuál de las bolas de acero sumergidas en el agua experimenta la mayor fuerza de flotación?

Bolas idénticas suspendidas de una barra de equilibrio sumergidas una en aceite y la otra en agua. ¿Sobre qué bola actuará? gran fuerza¿Arquímedes?

3) Una pieza de metal pesa 44,5 N en el aire y, cuando se sumerge en queroseno, 40,5 N. ¿Cuál es la fuerza de Arquímedes que actúa sobre la pieza? ¿Cuál es el volumen de esta parte?

Dado:

P en el aire = 44,5 N

PAG V en queroseno = 40,5 N

F a— ? Vt—?

VIII. Resumen de la lección.

(¿Qué nuevo aprendiste? ¿Qué aprendiste? ¿Te resultó difícil? ¿Te resultó interesante la lección?). Envíe sus cuadernos para su verificación.

Para el autoanálisis de la lección (para el profesor):

Métodos de actividad creativa:

1. Dibujos motivacionales.

2. Independiente Actividades practicas estudiantes.

3. Observación, análisis, comparación, conclusiones, cumplimentación de la tabla.

4. Tarea de búsqueda.

5. Trabajar en parejas.

Forma de organización:

1. Frontales.

2. Baño de vapor.

3. Actividades colectivas de los alumnos en la lección.

Objetivos:

• medir la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido;
• desarrollar habilidades independientes trabajo individual y trabajo en grupo, capacidad de comparar, observar;
• Cultivar la independencia para sacar conclusiones y acercarse creativamente. realizando el experimento, aumentar el interés cognitivo por la ciencia.

Tareas:

• comprobar los supuestos teóricos experimentalmente, calcular F A– la fuerza de Arquímedes;
• desarrollar la capacidad de pensar lógicamente, comparar, contrastar y sacar conclusiones de forma independiente;
• mostrar iniciativa, actividad, independencia, interés creativo.

Equipo: computadora, disco de instalación “Trabajos de laboratorio en física”; vaso de precipitados, balanzas, pesas, cuerpos: aluminio y latón del mismo volumen, dinamómetro.

Plan de estudios:

DURANTE LAS CLASES

1. Momento organizativo.

Motivación. (Saludos, marcar ausentes, informar el tema, objetivos de la lección, leer el epígrafe)

– El tema de la lección de hoy es extremadamente importante e interesante. Muy a menudo nos encontramos con una fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido o gas; por lo tanto, debemos tener en cuenta este factor al realizar varios trabajos, determinar la magnitud de la fuerza de flotación y determinar las condiciones que influyen en la magnitud de esta fuerza. . A esto es a lo que se dedica la investigación actual.
Diseño de investigación: antecedentes – hipótesis – investigación literatura cientifica– realizar un experimento – analizar los resultados – conclusiones.

2. Actualización de conocimientos

3. Antecedentes: así un cuerpo sumergido en un líquido se vuelve “más ligero”

4. Formular hipótesis: Dado que un cambio en la acción de una fuerza sobre un cuerpo solo puede lograrse mediante la acción de otra fuerza, por lo tanto, una fuerza de flotación dirigida en sentido opuesto actúa contra la fuerza de gravedad; nuestro objetivo es determinar la magnitud de esta fuerza y ​​verificar la fórmula: F A.= w V t gramo
Debido a la diferencia de presión en el líquido en diferentes niveles, empujando hacia afuera o Arquímedes fuerza

Arroz. 1.15.3 explica la aparición de la fuerza de Arquímedes. Un cuerpo en forma de paralelepípedo rectangular con una altura de h y área base S. La diferencia de presión entre la parte inferior y la borde superior Hay:

Por lo tanto, la fuerza de flotación se dirigirá hacia arriba y su módulo es igual a

Dónde V es el volumen de líquido desplazado por el cuerpo, y V- su masa.

La fuerza de Arquímedes que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido (o gas) es igual al peso del líquido (o gas) desplazado por el cuerpo.

Esta declaración se llama ley de arquímedes , es válido para cuerpos de cualquier forma.

De la ley de Arquímedes se deduce que si la densidad media de un cuerpo m es mayor que la densidad de un líquido (o gas), el cuerpo se hundirá hasta el fondo. Si t< , тело будет плавать на поверхности жидкости. Объем погруженной части тела будет таков, что вес вытесненной жидкости равен весу тела. Для подъема globo aerostático en el aire su peso debe ser menor que el peso del aire desplazado. Por tanto, los globos se llenan con gases ligeros (hidrógeno, helio) o aire caliente.

5. Proponer hipótesis y consecuencias

Escrito en la pizarra:

6. Experimentar(trabajo de laboratorio)

Nuestro gran compatriota M.V. Lomonósov dijo: “Valoro más una experiencia que mil opiniones nacidas sólo de la imaginación”. Por lo tanto, someteremos todas nuestras hipótesis a pruebas experimentales.
(Sobre las mesas hay instrumentos y todo lo necesario para comprobar y realizar trabajos de laboratorio).
Se adjuntan muestras de tarjetas: notas No. 1-4, en las que los niños anotarán los resultados. Mientras trabaja en las tarjetas, el profesor escribe los resultados en la pizarra con comentarios ( Anexo 1 ).

Así, confirmamos nuestras hipótesis y los experimentos de los científicos.
Comprobemos la ley de Arquímedes realizando un trabajo de laboratorio virtual ( Apéndice 2 )

6. Resultados: Los trabajos realizados confirmaron la validez de la ley de Arquímedes.

Reflexión:

1. ¿Cómo se puede determinar experimentalmente con qué fuerza un cuerpo completamente sumergido en un líquido es expulsado del líquido?
2. ¿A qué equivale esta fuerza?
3. ¿Cómo se llama la fuerza que empuja hacia afuera los cuerpos sumergidos en líquidos y gases?
4. ¿Cómo calcular la fuerza de Arquímedes?
5. ¿De qué cantidades depende la fuerza de Arquímedes? ¿De qué cantidades no depende?

7. Tarea:§48, 49, ej. 24, pág.

Literatura: libro de texto “Física 7” A.V. Peryshkin, " Desarrollos basados ​​en lecciones en física” V.A. Volkov, S.E. Poliansky.

TRABAJO DE LABORATORIO.

DEFINICIÓN DE FUERZA DE EMPUJE.

Objetivos : detectar experimentalmente el efecto de flotación de un líquido sobre un cuerpo sumergido en él y determinar la fuerza de flotación.

Dispositivos y materiales : un dinamómetro, un trípode con acoplamiento y pie, dos cuerpos de diferentes volúmenes, vasos con agua y una solución saturada de sal en agua.

Instrucciones de uso:

1. Según la ley de Arquímedes, una fuerza de flotación actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido.F A, igual al peso mglíquido desplazado:

F A = mg. (1)

Para comparacion fuerza de Arquímedes con el peso corporal necesitas medir el peso corporalPAGUtilizando un dinamómetro y calculando la fuerza de Arquímedes.F A . fuerza de ArquímedesF A determinado por la fórmula:

F A = mg =  vg (2),

Dónde  - densidad del agua ( = 1000 kg/m 3 ), V- volumen de agua desplazada por el cuerpo,gramo- aceleración caida libre (gramo= 9,81 m/s2).

Volumen VEl agua desplazada se puede medir utilizando una probeta como la diferencia en el nivel del agua cuando el cuerpo en estudio está sumergido en ella y sin el cuerpo.

El poder de Arquímedes FA.La acción sobre un cuerpo que se hunde en el agua se puede encontrar midiendo el peso del cuerpo con un dinamómetro.PAGen el aire y la fuerzaPAG 1 , manteniendo el cuerpo en equilibrio cuando se sumerge en agua:

P=F A +P 1 , f A = P-P 1 .

2. Mida el peso P del primer cuerpo con un dinamómetro.

3. Mide la fuerza PAG 1 , actuando sobre el gancho del dinamómetro en inmersión completa cuerpos al agua. Para hacer esto, monte el dinamómetro en un trípode y cuelgue un peso de él. Coloca un vaso de agua y baja el embrague con el pie y el dinamómetro hasta que todo el cuerpo quede bajo el agua. Este será el peso del cuerpo en el agua.

4. Calcule la fuerza de flotación que actúa sobre el cuerpo.

5
. En lugar de agua pura, tome una solución salina saturada y calcule la fuerza de flotación.

6. Cuelga otro cuerpo al dinamómetro y sigue los pasos 2 a 5.

7. Anote los resultados de las mediciones y cálculos en la tabla de informes.

Peso corporal en el aire.

Peso corporal en líquido.

Fuerza de flotación

F , norte F =P -P 1

R ’

PAG''

PAG 1 ’

PAG 1 ’’

F'

F''

Agua

Solución de sal saturada en agua.

Sacar conclusiones basadas en los experimentos realizados.

Preguntas de control.

1. ¿En qué tipo de agua es más fácil nadar y por qué: mar o río?

2. Una barra de acero suspendida por un hilo se sumerge en agua. Nombra los cuerpos que interactúan y las fuerzas que actúan sobre el bloque. Representa estas fuerzas gráficamente.

3. El volumen de un trozo de hierro es 0,1 m. 3 . ¿Qué fuerza de flotación actuará sobre él cuando esté completamente sumergido en queroseno?

Tema: Trabajo de laboratorio “Determinación de la fuerza de flotabilidad que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido”.

Objetivos:

aprender a medir la fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido;

desarrollar habilidades de trabajo individual independiente, la capacidad de comparar, observar y sacar conclusiones;

cultivar el interés cognitivo en el tema

Durante las clases:

1. Momento organizativo. El establecimiento de metas

2. Actualización conocimiento de fondo

3. Realización de trabajos de laboratorio con un modelo informático.

4. Resumen de la lección.

5. Tarea.

Profesor: Hola,nuestro gran compatriota M.V. Lomonósov dijo: “Valoro más una experiencia que mil opiniones nacidas sólo de la imaginación”. Hoy nos pondremos a prueba no solo en el papel de estudiante, sino también en el papel de investigador científico. ¿Dónde comienza cualquier investigación? Por supuesto, del experimento.

Pero primero, recordemos el material cubierto.

Preguntas del maestro:

Respuestas del estudiante:

– ¿Qué fuerzas actúan sobre un cuerpo sumergido en un líquido?

F t , f A

– ¿Qué fuerza se llama fuerza de flotación?

La fuerza que se produce cuando un cuerpo se sumerge en un líquido o gas.

– ¿Hacia dónde se dirige F? t ?

Abajo

– ¿Hacia dónde se dirige F? A ?

Arriba

– Nombra la fórmula F A , caracteriza las cantidades incluidas en él

F A .= yV t gramo

¿Cómo determinar el peso de un cuerpo sumergido en un líquido?

PAG = F t –F A

Maestro:

Si arrojas un cuerpo al agua

O simplemente bajarlo

Habrá el poder de Arquímedes

Presionarlo desde abajo.

Si el peso del agua en volumen

parte sumergida sabe

Puedes usar el poder de Arquímedes.

3. Esto es lo que haremos en la lección de hoy,completar el trabajo de laboratorio usando interactivo Este modelo .

Equipo: computadora,modelo interactivo.

Para comenzar, debe determinar el precio de dividir los dispositivos con los que trabajará hoy.usandomodelo interactivo. Recordemos la regla.

Alumno:

encuentre las dos líneas más cercanas de la escala, junto a las cuales están escritos los valores de la cantidad;

restar de mayor valor divide el número menor y el número resultante por el número de divisiones entre ellos.

C =- precio de división de escala

Experiencia 1.

(Descripción en la obra) Llenar tabla 1

Tabla 1.

№ experiencia

P, peso corporal en el aire (H)

R 1 , peso corporal en agua (H)

F Arco

F Arco= P – P 1

1.cilindro de aluminio

2. cilindro de cobre

parte 2

Experiencia 2 .

1.Mida el volumen de agua vertida en el vaso de precipitados (Vo).

2.Mídelo después de sumergir los cilindros allí (V b, V. metro).

3.CalcularV cuerpo =V-Vо. (Convierta V a m 3 , sabiendo que 1ml = 1cm 3 = 0,000001 m 3)

4.CalcularF Arco =Plíquidos=Mf*g= ρ y gV(ρ w= 1000kg\metro 3)

Complete la tabla 2

Tabla 2.

№ experiencia

Vо, volumen de agua vertida,

(cm 3 )

V, volumen de agua

3 )

V t, volumen corporal, cm 3

V t, volumen

cuerpo, metro 3

F Arco

1.cilindro grande

2. cilindro pequeño

Con base en los experimentos realizados, saque una conclusión.

Conclusión:

1. La fuerza de Arquímedes no depende de la densidad de la sustancia de la que está hecho el cuerpo.

2. La fuerza que actúa sobre un cuerpo sumergido en un líquido es directamente proporcional al volumen del cuerpo.

Reflexión

Termina la oración:

Hoy en clase aprendí…………..

Fue interesante saber…………..

Fue dificil……………

5.D/z

§ 48, 49 ej. 24 (1, 2)

Experiencia 1. Estudio de la dependencia de la fuerza de flotación de la densidad corporal.

Tabla 1.

№ experiencia

P, peso corporal en el aire (H)

R 1 , peso corporal en agua (H)

F Arco

F Arco= P – P 1

1.cilindro de aluminio

2. cilindro de cobre

100

Experiencia 2. Estudio de la dependencia de la fuerza de flotación del volumen de un cuerpo sumergido.

Tabla 2.

№ experiencia

Vо, volumen de agua vertida,

(cm 3 )

V, volumen de agua

después de sumergir el cuerpo en él, (ver 3 )

V t, volumen corporal, cm 3

V t, volumen

cuerpo, metro 3

F Arco

1.cilindro grande

100

137

0,000037

2. cilindro pequeño

100

113

0,000013