Travaux de laboratoire déterminant la force de poussée. Hypothèses et implications

Sujet: Détermination de la poussée d'Archimède agissant sur un corps immergé dans un liquide.

Type de cours : Travaux de laboratoire: détermination de la force d'Archimède agissant sur un corps immergé dans un liquide.

Classe: 7, Perychkine : Proc. Pour l'enseignement général de 7e année. établissements. M. : Éducation, 2007.

Objectifs:

Éducatif:

Organiser des activités pour les élèves afin de déterminer la force de poussée agissant sur un corps immergé dans l'eau ;

En cours expérience en laboratoire former chez les étudiants des connaissances sur la dépendance de la force de flottaison sur le volume du corps ;

Développer des connaissances sur la méthode de détermination du calcul de la force de flottabilité ;

Apprendre à déterminer la force de flottabilité à l’aide du poids mesuré d’un corps dans l’air et dans un liquide ;

Développer la capacité d'assembler un dispositif permettant de déterminer la force de flottabilité agissant sur un corps immergé dans un liquide ;

Éducatif:

Attirer l'attention des élèves sur conception correcte travail de laboratoire et maintien de l'ordre sur le bureau.

Éducatif:

Développer pensée logique en invitant les élèves à tirer leurs propres conclusions sur le travail effectué.

Pendant les cours :

Sujet: Détermination de la poussée d'Archimède agissant sur un corps immergé dans un liquide

But du travail: détecter expérimentalement l'effet de flottabilité d'un liquide sur un corps immergé dedans et déterminer la force de flottabilité.

Équipement: un dynamomètre, un trépied avec un accouplement et un pied, deux corps de volumes différents, des verres d'eau et une solution saturée de sel dans l'eau.

Progrès:

1. Fixez le dynamomètre à un trépied et amenez le corps dessus avec une ficelle. Notez et enregistrez la lecture du dynamomètre dans le tableau. Ce sera le poids du corps dans l’air.

2. Préparez un verre d'eau et abaissez l'embrayage avec le pied et le dynamomètre jusqu'à ce que tout le corps soit sous l'eau. Notez et enregistrez la lecture du dynamomètre dans le tableau. Ce sera le poids du corps dans l’eau.

3. À l'aide des données obtenues, calculez la force de poussée agissant sur le corps.

4.Au lieu de cela eau propre prenez une solution saline saturée et déterminez à nouveau la force de poussée agissant sur le même corps.

5. Apportez un corps d'un volume différent au dynamomètre et déterminez de la manière indiquée (voir points 2 et 3) la force de poussée agissant sur lui dans l'eau.

6.Écrivez les résultats dans un tableau.

7.Tirer des conclusions basées sur les expériences réalisées. De quelles grandeurs dépend la force de poussée ?

Raisonnement

Je crois que le travail peut être noté « 5 ». Parce que l'étudiant a écrit le but et la progression des mesures, répertorié les instruments avec lesquels les mesures sont effectuées, assemblé une configuration simple pour effectuer des mesures, utilisé des instruments de mesure : déterminé la valeur de la division de l'échelle, a pris des lectures, a déterminé le relatif Et erreurs absolues, a éliminé l'effet des facteurs secondaires influençant les résultats de mesure, a expliqué l'observation phénomènes physiques, a rédigé un rapport sur les travaux sous forme de tableau. Connaître la structure et le principe de fonctionnement des instruments avec lesquels les mesures sont effectuées, les règles de manipulation des instruments, les méthodes de mesure de ces instruments quantité physique. J'ai analysé les résultats de manière indépendante et tiré une conclusion.

C'est-à-dire que l'étudiant a appliqué les connaissances et les compétences des niveaux I, II, III.

École secondaire MBOU n°117 Professeur de physique Dmitrakova L.N.

Snejinsk, région de Tcheliabinsk

7e année

Leçon sur le thème : « Travaux de laboratoire n°7 ».

"Détermination de la force de flottabilité,

agissant sur un corps immergé dans un liquide"

Objectifs de la leçon : Détecter expérimentalement l'effet de flottabilité d'un liquide sur un corps immergé dedans et déterminer la force de poussée.

Matériel de cours : selon la description dans le manuel p.

Type de cours : cours-recherche - travail de laboratoire.

Objectif pédagogique : développer les compétences théoriques et pratiques et la capacité des étudiants à déterminer la force de flottabilité grâce à l'expérience ; capacité de comparer et de tirer des conclusions ; capacité à mesurer le poids corporel dans l’air et dans un liquide.

Objectif de développement : développer intérêt cognitif les étudiants en physique, développent la capacité d'effectuer des travaux de laboratoire selon le modèle ; développer la capacité de trouver des modèles; développer la capacité de remplir un tableau ; développer des compétences en recherche; développer la capacité de travailler en binôme.

Objectif pédagogique : cultiver le sens des responsabilités et le respect de vos camarades ; inculquer une culture de relations, cultiver l'organisation, cultiver une culture de travail avec des équipements de laboratoire.

ZD : L. n° 605, 606, 623, 626.

Pendant les cours :

je . Organisation du temps.

Début de cours mobilisateur. Vérification des absents. Organisation des attentions.

Cible: attitude psychologiqueélèves en classe. Enregistrer devoirs avec explication n°626 (volume corporel = abc).

II . Énoncez le sujet et le but de la leçon.

Cible: découvrir expérimentalement la force de poussée ; découvrir de quoi dépend la force d'Archimède (de la densité et du volume du corps) et comment ?

III . Vérifier l'assimilation de la matière étudiée (enquête frontaleétudiants).

Cible: vérification et évaluation des connaissances

Questions de contrôle :

1. Écrivez (au tableau) une formule pour calculer la force de poussée agissant sur un corps immergé dans un liquide.

2. De quoi dépend la force de flottabilité ? De quoi cela ne dépend-il pas ?

3. Comment cette force est-elle dirigée ?

4. Qui a le premier souligné l'existence d'une force de poussée et calculé sa valeur ?

5. Que dit la loi d'Archimède ?

IV . Effectuer des travaux de laboratoire № 7

« Détermination de la force de poussée agissant sur un corps immergé dans un liquide"

(réalisé selon la description du manuel, page 167.).

Cible: recherche, remplissage du tableau, raisonnement des élèves (travail en binôme sous la direction de l'enseignant).

V . Analyse et conclusions des expériences.

Cible: développer la capacité de comparer et de tirer des conclusions d'expériences (discussion collective ; auto-enregistrement dans les cahiers).

Comparez les tâches :

1. Force d’Archimède agissant sur des corps de volumes différents.

2. la force d'Archimède agissant sur le corps dans l'eau propre et salée.

Conclusions :

1. La force d'Archimède dépend du volume de la partie immergée du corps.

2.La force d'Archimède dépend de la densité du liquide.

3. Lorsqu’un corps est immergé dans un liquide, il perd du poids.

VI . La légende d'Archimède (s'il reste du temps).

Cible: développer l’intérêt des étudiants pour le sujet ; maîtriser les faits et les idées principales (conversations avec les étudiants sur ce qu'ils lisent).

VII . Résolution de problème (s'il reste du temps).

Cible: application des connaissances sur la dépendance de la force d'Archimède sur le volume du corps et la densité du liquide lors de la résolution de problèmes qualitatifs et informatiques.

RÉSOLUTION DE PROBLÈME.

Laquelle des billes d'acier plongées dans l'eau subit la plus grande poussée d'Archimède ?

Des boules identiques suspendues à un fléau immergé l'une dans l'huile et l'autre dans l'eau. Sur quelle balle va-t-il agir ? grande force Archimède?

3) Une pièce métallique pèse 44,5 N dans l'air et lorsqu'elle est immergée dans du kérosène - 40,5 N. Quelle est la force d'Archimède agissant sur la pièce ? Quel est le volume de cette pièce ?

Donné:

P dans l'air = 44,5 N

P. V dans le kérosène = 40,5 N

FA - ? V t — ?

VIII. Résumé de la leçon.

(Qu'avez-vous appris de nouveau ? Qu'avez-vous appris ? Était-ce difficile pour vous ? Était-ce intéressant pour vous dans la leçon ?). Soumettez vos cahiers pour vérification.

Pour l'auto-analyse de la leçon (pour l'enseignant) :

Méthodes d'activité créative :

1. Dessins de motivation.

2. Indépendant Activités pratiquesétudiants.

3. Observation, analyse, comparaison, conclusions, remplissage du tableau.

4. Tâche de recherche.

5. Travaillez en binôme.

Forme d'organisation :

1. Frontale.

2. Hammam.

3. Activités collectives des élèves dans la leçon.

Objectifs:

• mesurer la poussée d'Archimède agissant sur un corps immergé dans un liquide ;
• développer des compétences indépendantes travail individuel et le travail en groupe, la capacité de comparer, d'observer ;
• cultiver l'indépendance pour tirer des conclusions, aborder de manière créative réaliser l'expérience, augmenter l’intérêt cognitif pour la science.

Tâches:

• vérifier expérimentalement les hypothèses théoriques, calculer F UN– la force d'Archimède ;
• développer la capacité de penser logiquement, de comparer, de contraster et de tirer des conclusions de manière indépendante ;
• faire preuve d'initiative, d'activité, d'indépendance, d'intérêt créatif.

Équipement: ordinateur, disque d'installation « Travaux de laboratoire en physique » ; bécher, balances, poids, corps - aluminium et laiton du même volume, dynamomètre.

Plan de cours:

PENDANT LES COURS

1. Moment organisationnel.

Motivation. (Salutations, marquage des absents, rapport du sujet, objectifs du cours, lecture de l'épigraphe)

– Le sujet de la leçon d’aujourd’hui est extrêmement important et intéressant. Nous rencontrons très souvent une force de poussée agissant sur un corps immergé dans un liquide ou un gaz - nous devons donc prendre en compte ce facteur lors de l'exécution de divers travaux, déterminer l'ampleur de la force de poussée et déterminer les conditions qui influencent l'ampleur de cette force. . C’est à cela que se consacre la recherche d’aujourd’hui.
Conception de la recherche : faits de base – hypothèses – recherche littérature scientifique– mener une expérience – analyser les résultats – conclusions.

2. Actualisation des connaissances

3. Faits généraux : donc un corps placé dans un liquide devient « plus léger »

4. Proposer une hypothèse : puisqu'un changement dans l'action d'une force sur un corps ne peut être accompli que par l'action d'une autre force, une force de poussée dirigée de manière opposée agit contre la force de gravité - notre objectif est de déterminer l'ampleur de cette force et de vérifier la formule : F UN.= wV T g
En raison de la différence de pression dans le liquide à différents niveaux, pousser vers l'extérieur ou Archimède forcer

Riz. 1.15.3 explique l'apparition de la force d'Archimède. Corps en forme de parallélépipède rectangle d'une hauteur de h et surface de base S. La différence de pression entre le bas et le bord supérieur Il y a:

Par conséquent, la force de poussée sera dirigée vers le haut et son module est égal à

Où V est le volume de liquide déplacé par le corps, et V- sa masse.

La force d'Archimède agissant sur un corps immergé dans un liquide (ou un gaz) est égale au poids du liquide (ou du gaz) déplacé par le corps.

Cette déclaration s'appelle Loi d'Archimède , est valable pour les corps de n’importe quelle forme.

Il résulte de la loi d'Archimède que si la densité moyenne d'un corps m est supérieure à la densité d'un liquide (ou d'un gaz), le corps coulera au fond. Si t< , тело будет плавать на поверхности жидкости. Объем погруженной части тела будет таков, что вес вытесненной жидкости равен весу тела. Для подъема montgolfière dans l'air, son poids doit être inférieur au poids de l'air déplacé. Les ballons sont donc remplis de gaz légers (hydrogène, hélium) ou d’air chauffé.

5. Proposer des hypothèses et des conséquences

Écrit au tableau :

6. Expérimentez(travaux de laboratoire)

Notre grand compatriote M.V. Lomonossov a déclaré : « J'accorde plus de valeur à une expérience qu'à mille opinions nées uniquement de l'imagination. » Nous soumettrons donc toutes nos hypothèses à des tests expérimentaux.
(Sur les tables se trouvent des instruments et tout le nécessaire pour vérifier et effectuer les travaux de laboratoire).
Des exemples de cartes - mémos n° 1 à 4, dans lesquels les enfants noteront les résultats, sont joints. Pendant que vous travaillez sur les fiches, l'enseignant note les résultats au tableau avec des commentaires ( Annexe 1 ).

Ainsi, nous confirmons nos hypothèses et les expériences des scientifiques.
Vérifions la loi d'Archimède en effectuant un travail de laboratoire virtuel ( Annexe 2 )

6. Résultats : Les travaux réalisés ont confirmé la validité de la loi d'Archimède.

Réflexion:

1. Comment peut-on déterminer expérimentalement avec quelle force un corps entièrement immergé dans un liquide est poussé hors du liquide ?
2. À quoi est égale cette force ?
3. Quel est le nom de la force qui pousse les corps immergés dans des liquides et des gaz ?
4. Comment calculer la force d'Archimède ?
5. De quelles grandeurs dépend la force d'Archimède ? De quelles quantités cela ne dépend-il pas ?

7. Devoirs :§48, 49, ex. 24, p.

Littérature: manuel « Physique 7 » A.V. Perychkine, " Développements basés sur des leçons en physique » V.A. Volkov, S.E. Polyanski.

TRAVAUX DE LABORATOIRE.

DÉFINITION DE LA FORCE DE POUSSÉE.

Objectifs : détecter expérimentalement l'effet de flottabilité d'un liquide sur un corps immergé dedans et déterminer la force de flottabilité.

Appareils et matériaux : un dynamomètre, un trépied avec un accouplement et un pied, deux corps de volumes différents, des verres d'eau et une solution saturée de sel dans l'eau.

Mode d'emploi:

1. Selon la loi d’Archimède, une force de poussée agit sur un corps immergé dans un liquideF UN, égal au poids mgliquide déplacé :

F UN = mg. (1)

En comparaison force archimédienne avec le poids corporel, vous devez mesurer le poids corporelP.à l'aide d'un dynamomètre et calculer la force d'ArchimèdeF UN . force archimédienneF UN déterminé par la formule :

F UN = mg =  Vg (2),

Où  - densité de l'eau ( = 1000 kg/m 3 ), V- volume d'eau déplacé par le corps,g- accélération chute libre (g= 9,81 m/s2).

Volume VL'eau déplacée peut être mesurée à l'aide d'une éprouvette graduée comme étant la différence de niveau d'eau lorsque le corps étudié y est immergé et sans le corps.

Le pouvoir d'Archimède FA.l'action sur un corps qui coule dans l'eau peut être constatée en mesurant le poids du corps à l'aide d'un dynamomètreP.dans les airs et en forceP. 1 , gardant le corps en équilibre lorsqu'il est immergé dans l'eau :

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

2. Mesurez le poids P du premier corps à l'aide d'un dynamomètre.

3. Mesurez la force P. 1 , agissant sur le crochet du dynamomètre à Immersion totale corps dans l’eau. Pour ce faire, montez le dynamomètre sur un trépied et suspendez-y un poids. Placez un verre d'eau et abaissez l'embrayage avec le pied et le dynamomètre jusqu'à ce que tout le corps soit sous l'eau. Ce sera le poids du corps dans l’eau.

4. Calculez la force de poussée agissant sur le corps.

5
. Au lieu de l’eau pure, prenez une solution saline saturée et calculez la force de poussée.

6. Accrochez un autre corps au dynamomètre et effectuez les étapes 2 à 5.

7. Notez les résultats des mesures et des calculs dans le tableau de rapport.

Poids du corps dans l'air

Poids corporel en liquide

Force de flottabilité

F , N F = P -P 1

R. ’

P''

P. 1 ’

P. 1 ’’

F'

F''

Eau

Solution saturée de sel dans l'eau

Tirer des conclusions basées sur les expériences réalisées.

Questions de contrôle.

1. Dans quel type d’eau est-il plus facile de nager et pourquoi : mer ou rivière ?

2. Une barre d'acier suspendue par un fil est immergée dans l'eau. Nommez les corps et les forces en interaction agissant sur le bloc. Représentez graphiquement ces forces.

3. Le volume d'un morceau de fer est de 0,1 m 3 . Quelle force de poussée agira sur lui une fois complètement immergé dans le kérosène ?

Sujet : Travaux de laboratoire « Détermination de la force de poussée agissant sur un corps immergé dans un liquide ».

Objectifs:

apprendre à mesurer la poussée d'Archimède agissant sur un corps immergé dans un liquide ;

développer des compétences de travail individuel indépendant, la capacité de comparer, d'observer et de tirer des conclusions ;

cultiver un intérêt cognitif pour le sujet

Pendant les cours :

1. Moment organisationnel. Fixation d'objectifs

2. Mise à jour connaissances de base

3. Effectuer des travaux de laboratoire avec un modèle informatique.

4. Résumé de la leçon.

5. Devoirs.

Professeur : Bonjour,notre grand compatriote M.V. Lomonossov a déclaré : « J'accorde plus de valeur à une expérience qu'à mille opinions nées uniquement de l'imagination. » Aujourd'hui, nous allons nous essayer non seulement dans le rôle d'un étudiant, mais aussi dans le rôle d'un chercheur scientifique. Où commence toute recherche ? Bien sûr, par expérience.

Mais rappelons d’abord la matière abordée.

Questions de l'enseignant :

Réponses des élèves :

– Quelles forces agissent sur un corps immergé dans un liquide ?

F T , F UN

– Quelle force est appelée force de poussée ?

La force qui se produit lorsqu'un corps est immergé dans un liquide ou un gaz

– Où F est-il dirigé ? T ?

Vers le bas

– Où F est-il dirigé ? UN ?

En haut

– Nommer la formule F UN , caractériser les quantités qui y sont incluses

F UN .= etV T g

Comment déterminer le poids d’un corps immergé dans un liquide ?

P = F T - F UN

Professeur:

Si tu jettes un corps à l'eau

Ou simplement le baisser

Il y aura le pouvoir d'Archimède

Faites-lui pression d’en bas.

Si le poids de l'eau en volume

Partie immergée à connaître

Vous pouvez utiliser le pouvoir d'Archimède

3. C'est ce que nous allons faire dans la leçon d'aujourd'hui,terminer le travail de laboratoire en utilisant interactif ce modèle .

Équipement: ordinateur,modèle interactif.

Pour commencer, vous devez déterminer le prix de division des appareils avec lesquels vous travaillerez aujourd'hui.en utilisantmodèle interactif. Rappelons la règle.

Étudiant:

trouver les deux lignes les plus proches de l'échelle, à côté desquelles sont inscrites les valeurs de la quantité ;

soustraire de plus grande valeur divisez le plus petit nombre et le nombre obtenu par le nombre de divisions entre eux.

C =- prix de division d'échelle

Expérience 1.

(Description dans l'ouvrage) Remplissez le tableau 1

Tableau 1.

№ expérience

P, poids corporel dans l'air (H)

R. 1 , poids corporel dans l'eau (H)

F Cambre

F Cambre= P – P 1

1. cylindre en aluminium

2. cylindre en cuivre

partie 2

Expérience 2 .

1.Mesurer le volume d'eau versé dans le bécher (Vo).

2. Mesurez-le après y avoir immergé les cylindres (V b, V m).

3.CalculerV corps =V-Vо. (Convertir V en m 3 , sachant que 1 ml = 1 cm 3 =0,000001m 3)

4.CalculerF Cambre =Pliquides=Mf*g= ρ et gV(ρ w= 1000 kg\m 3)

Remplissez le tableau 2

Tableau 2.

№ expérience

Vо, volume d'eau versé,

(cm 3 )

V, volume d'eau

3 )

V T, volume corporel, cm 3

V T, volume

corps, m 3

F Cambre

1. cylindre grand

2. petit cylindre

Sur la base des expériences réalisées, tirer une conclusion

Conclusion:

1. La force archimédienne ne dépend pas de la densité de la substance à partir de laquelle le corps est constitué

2. La force agissant sur un corps immergé dans un liquide est directement proportionnelle au volume du corps

Réflexion

Terminer la phrase:

Aujourd'hui, en classe, j'ai appris…………..

C'était intéressant de savoir…………..

C'était difficile……………

5.D/z

§ 48, 49 ex. 24 (1, 2)

Expérience 1. Etude de la dépendance de la poussée d'Archimède sur la densité corporelle

Tableau 1.

№ expérience

P, poids corporel dans l'air (H)

R. 1 , poids corporel dans l'eau (H)

F Cambre

F Cambre= P – P 1

1. cylindre en aluminium

2. cylindre en cuivre

100

Expérience 2. Etude de la dépendance de la poussée d'Archimède sur le volume d'un corps immergé.

Tableau 2.

№ expérience

Vо, volume d'eau versé,

(cm 3 )

V, volume d'eau

après y avoir plongé le corps, (voir 3 )

V T, volume corporel, cm 3

V T, volume

corps, m 3

F Cambre

1. cylindre grand

100

137

0,000037

2. petit cylindre

100

113

0,000013