Документ 353861

ТЕМА: " Плавание. Воздухоплавание ".
ЦЕЛЬ: объяснить плавание судов; дать понятие осадки судна, ватерлинии,
водоизмещения судна, его грузоподъёмность. Рассмотреть физические
основы воздухоплавания и историю развития полётов.
1. Объяснение учителя.
Человек издавна плавает на плотах, лодках, судах. В наше время - на
судах из металла. Почему можно строить суда из металла, хотя плотность
металла больше плотности воды?
Суда, изготовленные из тяжёлых материалов, плавают в воде потому,
что вес воды, вытесненной подводной частью судна, равен весу судна с
грузом в воздухе или силе тяжести, действующей на судно с грузом.
2. Демонстрация опытов.
Лист алюминия опускают в воду. Он тонет. Из такого же листа
делается коробочка (лодочка). На весах показываем, что массы листа и
коробочки равны. Коробочка опускается на поверхность воды. Почему она
плавает? Ведь материал один, массы одинаковы. В чём различие?
Учитель. Различие между простым алюминием листом и алюминиевой
коробочкой в разном объёме вытесненной жидкости. Значит сила Архимеда,
действующая на коробочку, больше действующей на лист. В нашем случае
коробочка - модель судна.
Осадка - глубина, на которую судно погружается в воду.
Наибольшая допускаемая осадка судна обозначена на корпусе судна
красной линией, называемой ватерлинией.
Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, равный
силе тяжести, действующей на судно с грузом, называется водоизмещением
судна.
Грузоподъёмность - разность между водоизмещением судна и весом
самого судна.
Опытным путём учащиеся объясняют вытеснение подводной частью
судна объёма воды, вес которой равен весу судна "в воздухе" или силе
тяжести, действующей на судно.
Плавание тел, плотность которых больше плотности воды: две
одинаковые алюминиевые крышки от упаковки для диафильмов помещаем
на поверхность воды - одну вверх дном (она тонет), другую - вниз дном (она
плавает).
Рассказ о истории плавания и о водном транспорте сопровождается
презентацией.
Демонстрация опыта по подъёму затонувшей лодки.
В нижней части полиэтиленовой бутылки делается отверстие, через
которое она заполняется водой и тонет. Через пробку бутылка
присоединяется к насосу резиновым шлангом. Нагнетаемым в бутылку
воздухом вода вытесняется, и бутылка всплывает.
Учитель. Как ещё в технике и буту используются законы гидростатики?
Например, для определения плотности жидкости.
Теоретические знания позволяют объяснить устройство и принцип
работы приборов для определения плотности жидкостей - ареометров.
Можно сконструировать простейший ареометр из пробирки и
мензурки: в пробирку наливается такое количество воды, чтобы на плавала в
мензурке вертикально и не тонула.
Показывается заводской ареометр. У него вместо пробирки стеклянная трубка, сужающаяся в верхней части, вместо воды - дробь.
Шкалы у приборов разные, т.к. бывают ареометры для определения
значительно большей, чем у воды, плотностей жидкости и меньшей.
Ареометр для определения плотности раствора сахара называется
"сахорометр", жирности молока - "лактометр", содержания спирта в воде "спиртометр" и т.д.
Учитель. Для воздухоплавания используют воздушные шары. Их
наполняют лёгкими газами: водородом, гелием или нагретым воздухом.
Воздушные шары используют для исследования верхних слоёв атмосферы.
Высота поднятия шаров может составлять 35 - 40 км. Сведения, полученные
при запуске исследовательских шаров, позволяют предсказывать погоду и
изучать верхние слои атмосферы.
Воздушный шар как средство плавания в воздушном океане может
быть использован при условии наполнения шара газом с меньшей, чем у
воздуха, плотностью.
Подъёмную силу шара можно найти по известной формуле:
𝐹А = 𝜌возд · 𝑔 · 𝑉ж Если эта сила станет больше силы тяжести, действующей
на тело, то оно поднимается, оторвавшись от земли. На этом и основан
принцип воздухоплавания.
Летательные аппараты, которые реализуют этот принцип, называются
аэростатами. Они бывают управляемые, неуправляемые и привязанные.
Неуправляемые аэростаты свободно перемещаются по воздуху и
имеют форму шара. Это - воздушные шары.
Управляемые аэростаты - дирижабли, имеют двигатель и воздушные
винты. Они могут перемещаться по заданному маршруту.
Привязанные аэростаты при помощи тороса фиксируются над данной
точкой земной поверхности.
Показ презентации об истории развития воздухоплавания.
3. Закрепление.
Предлагается разгадать кроссворд.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1. Единица давления. (Паскаль)
2. Единица массы.(Килограмм)
3. Кратная единица массы.(Тонна)
4. Единица площади.(Квадратный метр)
5. Единица времени.(Час)
6. Единица силы.(Ньютон)
7. Единица объёма.(Литр)
8. Единица длины.(Метр)
Решите задачу.
Шар-зонд объёмом 20 м3 наполнен водородом. Вычислите подъёмную
силу этого шара, если он находится на высоте 10 км, где плотность
атмосферы равна 0,414 кг/м3 (изменение объёма шара при подъёме не
учитывать).
Дано:
Решение:
3
V=20м
р1=m1g=ρ1Vg - вес водорода в объёме шара.
ρ1=0,090 кг/м3
р2=m2g=ρ2Vg - вес воздуха в объёме шара
3
ρ2=0,414 кг/м
(архимедова сила).
р-?
р=р2-р1=(ρ2-ρ1)Vg - подъёмная сила шара.
р=(0,414 кг/м3 - 0,090 кг/м3 )· 20м3·9,8 Н/кг =63,5 Н
Ответ: р=63,5Н
Учитель. Что дают полученные в школе знания по физике?
Ученики. Обеспечивают понимание физических законов, лежащих в
основе повседневной жизни, а также характерных особенностей проявления
этих законов в технике.
4. Домашнее задание: §50 - 52. Составить кроссворд по теме: «Архимедова
сила. Плавание тел.Воздухоплавание».