Лабораторная работа №6. Изучение закона Архимеда

Урок

Лабораторная работа №6. Изучение закона Архимеда Урок

Тема лабораторной работы: Изучение закона Архимеда

Цель работы:

  • определить силу Архимеда, сравнить ее с весом воды, вытесненной телом;
  • исследовать ее зависимость от объема тела, погруженного в жидкость;
  • знать и соблюдать технику безопасности в кабинете физики. 

Ожидаемые результаты:

  • Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. 
  • Сила Архимеда прямо пропорциональна объему погруженного в жидкость тела. 

Руководство для учителя:

  • Разделите учащихся так, чтобы в каждой группе было по 3 ученика.
  • Перед началом лабораторных работ ознакомьтесь с правилами безопасности пройдя по ссылке:
Правила безопасности
  • Чтобы скачать рабочий лист, перейдите по этой ссылке:
Рабочий-листСкачать

Теоретическая часть

Сила Архимеда – это выталкивающая сила, которая действует на тело, погруженное в жидкость или газ. Вычисляется по формуле:

FA = ρж Vт g

где ρж это плотность жидкости, Vт — это объем тела, а g – ускорение свободного падения. 

Источники:

  1. Выталкивающая сила. (2019). Физика. Учебник для 7 класса общеобразовательной школы. 

Экспериментальная часть

Штатив. Для этого эксперимента нам потребуется лабораторный штатив. Его можно сделать из подручных материалов. 

Указания к работе:

Шаг 1.

Склеим 4 палочки в прямоугольник используя горячий клей как показано на картинке. Вырежем из картона прямоугольник таких же размеров. Это будет основой штатива.  

Шаг 2.

Используя канцелярский нож, возьмем две палочки и обрежем закругленные стороны, а также сделаем вырез посередине палочек длинной 3–4 миллиметра.  

Шаг 3.

Используя заготовленные палочки и еще 2, склеим из них прямоугольник как показано на картинке. В проделанный вырез посередине палочек, закрепим еще одну палочку. Это — верхняя конструкция, она позволит закрепить динамометр на штативе. 

Шаг 4.

Проделаем отверстие в картоне и закрепим там 2 деревяные палочки с помощью горячего клея. Склеим картон и основание с помощью горячего клея. Затем добавим еще 2 палочки чтобы сделать штатив выше. Это ось штатива.

Шаг 5.

К оси штатива приклеим с помощью горячего клея верхнюю конструкцию. Добавим еще 2 палочки к оси, чтобы сделать штатив более устойчивым. Подождите 5 минут пока горячий клей остынет и затвердеет, прежде чем приступать к эксперименту. 

Теперь можно приступить к эксперименту. 

Эксперимент 1. Сравнение силы Архимеда с весом вытесненной жидкости. 

Для этого эксперимента нам понадобится штатив, динамометр, мензурка и груз.

Шаг 1.

Прикрепить динамометр к штативу. 

Шаг 2.

Измерить вес груза в воздухе. Подвесить его к динамометру и записать показание в таблицу. 

Шаг 3.

Измерить вес груза в воде. Для этого возьмите мензурку и наполните ее водой, измерьте уровень воды. Подвесьте груз к динамометру и опустите груз в мензурку. Отметьте уровень воды вместе с грузом. Разница между уровнями воды — это объем вытесненной жидкости, а также объем погруженного в жидкость тело. Запишите данные. Отметьте показание динамометра и занесите показание в таблицу. 

Шаг 4. Рассчитайте силу Архимеда используя данные из таблицы по формуле:

FA = P0 — P

P0 – вес груза в воздухе; P – вес груза в воде.

Шаг 5. Рассчитайте вес вытесненной жидкости по формуле: 

P= ρж Vт g

ρж – плотность жидкости, V — объем погруженного в жидкость тела. Плотность воды взять за ρж = 1000 кг/м3, g = 10 м/с2. Занесите данные в таблицу. Сравните значения веса и силы Архимеда. Сделайте вывод. 

Эксперимент 2. Проверка зависимости силы Архимеда от объема, погруженного в воду тела.

Шаг 1.

Погрузите тот же самый груз наполовину его объема и замерьте уровень воды. Разница уровней — это объем вытесненной воды, а также объем погруженной части тела. Запишите данные. Запишите показание динамометра как вес груза в воде. 

Шаг 2. Посчитайте силу Архимеда и сравните ее с силой Архимеда из предыдущего эксперимента. Как изменилась сила Архимеда после уменьшения объема погруженного тела? Сделайте вывод. 

Исследовательская часть

№Вес в воздухе,
P0, Н		Вес в воздухе с учетом погрешности,
P0±ΔF, Н		Вес в жидкости,
P, Н		Вес в жидкости с учетом погрешности,
P±ΔF, Н		Объем погруженного тела,
V, мл		Сила Архимеда,
FА, Н		Вес вытесненной воды, 
Pж,Н
1       
2       

Делая вывод, запишите ответы на следующие вопросы:

  • Отличаются ли сила Архимеда и вес вытесненной жидкости? 
  • От чего зависит сила Архимеда? Изменилась ли сила Архимеда при изменении объема погруженного тела?

Заключение

Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Сила Архимеда прямо пропорциональна объему погруженного в жидкость тела. 

Back to Course