chất lỏng hay đang nổi trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét được tính bằng công thức: FA = d.V trong đó: d là trọng lượng riêng của chất lỏng, V là thể tích của phần chất lỏng bị vật[r]
Trang 1Tuần Ngày soạn……./… /20….
KẾ HOẠCH BÀI HỌC
CHỦ ĐỀ 6 ÁP SUẤT LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT Bài 17 LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT VÀ SỰ NỔI
(5 tiết) Hoạt động của HS Hoạt động của GV Ghi chú (học liệu, TBDH)
A Hoạt động khởi động (30 phút)
Mục tiêu
- Biết được có một lực đặc biệt tác dụng vào vật khi thả (hoặc nhúng chìm) vật trong chất lỏng (nước, )
- Tìm hiểu và dự đoán: về các điều kiện để vật nổi, vật chìm, hay lơ lửng trong chất lỏng
- Dự đoán: cách tính trọng lượng phần chất lỏng đã bị vật rắn không thấm nước nhúng chìm vào chiếm chỗ
- Hoạt động cá nhân: tìm hiểu và
ghi nhận các mục tiêu cần đạt
1 Hãy dự đoán
- Cá nhân đọc thông tin A, quan
sát hình 17.1, thảo luận chung
nhóm và nêu dự đoán
- Các nhóm trình bày báo cáo
2 Đưa ra phương án
- Tổ chức cho HS nghiên cứu mục tiêu của toàn bài
- HDHS đọc thông tin thảo luận nhóm và dự đoán:
- Số chỉ của lực kế có thay đổi không? Thay đổi như thế nào? Tại sao?
- Nếu thả một vật vào trong nước thì vật đó nổi lên, chìm xuống đáy hay lơ lửng? tại sao?
- Hãy nêu ra phương án:
làm thế nào xác định được trọng lượng PN của lượng nước bị vật chiếm chỗ trong bình chia độ?
- Ghi bảng các báo cáo của HS
B Hoạt động hình thành kiến thức (90 phút)
Mục tiêu
- Biết được đặc điểm của lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật ở trong chất lỏng
Trang 2- Có kĩ năng làm thí nghiệm đo được độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét.
- Biết được điều kiện khi nào vật chìm, vật nổi và lơ lửng ở trong chất lỏng
1 Kiểm tra dụng cụ TBTN
2 Tiến hành TNKT
- Làm TN kiểm tra các dự đoán
và ghi KQTN vào các bảng
- theo dõi, HD các nhóm làm TNKT các dự đoán, cách ghi kết quả vào bảng 17.1 và 17.2
- 1 lực kế 0-2,5N
- vật nặng V= 50cm3 hình trụ không thấm nước
- nước thường
- nước muối đậm đặc
- bình chia độ
- giá đỡ
- giá kê
a) Trường hợp nhúng vật vào chất nước thường
Bảng 17.1
b) Trường hợp nhúng vật vào chất nước muối đậm đặc
Bảng 17.2
- Các nhóm tính kết quả trung bình:
Trong nước thường:
F A=F A 1+F A 2+F A 3
3 = PN=P N 1+P N 2+P N 3
3 =
Trong nước muối đậm đặc:
F A=F A 1+F A 2+F A 3
3 = PN=P N 1+P N 2+P N 3
3 =
Lần
đo
Số chỉ
P V của
lực kế
trong
không
khí (N)
Số chỉ
P 1 của lực kế trong chất lỏng (N)
Thể tích V N
phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (cm 3 )
V N = V 2 – V 1
Hiệu số
F A = P v – P 1
(N)
Trọng lượng
P N của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (N)
1
2
3
Lần
đo
Số chỉ
P V của
lực kế
trong
không
khí (N)
Số chỉ
P 1 của lực kế trong chất lỏng (N)
Thể tích V N
phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ
V N = V 2 – V 1
(cm 3 )
Hiệu số
F A = P v – P 1
(N)
Trọng lượng
P N của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (N)
1
2
3
Trang 3- Các nhóm thảo luận rút ra kết
luận:
Vật ở trong chất lỏng bị chất
lỏng tác dụng một lực hướng từ
dưới lên trên theo phương thẳng
đứng Lực này gọi là lực đẩy
Ác-si-mét.
- Vì lực này sinh ra khi vật được
nhúng trong chất lỏng sẽ chiếm
một phần thể tích trong chất lỏng
và bằng với trọng lượng phần
chất lỏng bị chiếm chỗ.
- ta có FA = PN , mà PN = dl.Vl
nên FA = dl.Vl
- Tổ chức cho các nhóm thảo luận rút ra kết luận thống nhất
- Tại sao lực này lại phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích ủa phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ?
- Hãy chứng minh:
FA = PN = dl.Vl
Với dl là trọng lượng riêng chất lỏng, Vl là thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ
4 vật đang ở trong chất lỏng
- Quan sát hình 17.2, trả lời
- các lực tác dụng lên vật là :
trọng lực theo phương thẳng
đứng hướng xuống dưới, lực đẩy
Ác-si-mét hướng lên trên.
- Tổ chức cho HS đọc thông tin, quan sát hình 17.2 trả lời các các câu hỏi
- Vật chịu tác dụng của những lực nào?
- Hãy biểu diễn các véc- tơ lực tác dụng lên vật
- Quan sát hỗ trợ các nhóm
HS yếu vẽ biểu diễn các véc-tơ lực tác dụng lên các vật
GV chuẩn bị sẵn hình 17.2 SHDH để HS lên biểu diễn các véctơ lực
a) FA< P
Vật chuyển động
xuống dưới (vật
chìm xuống)
b) FA= P
Vật đứng yên (vật
lơ lửng trong chất
lỏng)
A
FP
A
FP
c) FA> P
Vật chuyển động
lên trên (vật nổi
lên mặt thoáng)
A
FP
Trang 45 vật đang nổi trên mặt chất
lỏng
- các lực tác dụng lên vật là :
trọng lực theo phương thẳng
đứng hướng xuống dưới, lực đẩy
Ác-si-mét hướng lên trên Hai
lực này đang cân bằng nhau Lực
đẩy Ác-si-mét FA trong trường
hợp này nhỏ hơn khi nhúng chìm
hoàn toàn.
5 Kết luận
- Nhóm thảo luận điền hoàn
chỉnh các kết luận:
+ Một vật đang trong chất
lỏng sẽ chìm xuống khi lực đẩy
Ác-si-mét nhỏ hơn trọng lượng;
sẽ nổi lên khi lực đẩy Ác-si-mét
lớn hơn trọng lượng và lơ lửng
trong chất lỏng khi lực đẩy
Ác-si-mét bằng trọng lượng của vật.
+ Khi vật đang ở trong lòng
chất lỏng hay đang nổi trên mặt
chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét
được tính bằng công thức:
FA = d.V
(trong đó: d là trọng lượng riêng
của chất lỏng, V là thể tích của
phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ)
- Vật đang nổi trên mặt chất lỏng chịu tác dụng của những lực nào? Hãy so sánh lực đẩy Ác-si-mét trong trường hợp này với trường hợp bị nhúng chìm hoàn toàn?
- Hãy biểu diễn các véc-tơ lực tác dụng vào vật hình 17.3.
- Tổ chức cho các nhóm HS thảo luận hoàn chỉnh kết luận
- Tổ chức cho các nhóm báo cáo, chỉnh sửa kết luận thống nhất chung
C Hoạt động luyện tập (60 phút)
Mục tiêu
- Củng cố, hoàn thiện và khắc sâu kiến thức, kĩ năng
- Đề ra được phương án TNKT công thức FA = PN
FA= P
Vật đứng yên (vật
lơ lửng trong chất
lỏng)
A
FP
Trang 5- Nhóm HS thảo luận, chứng
minh các điều kiện
1
- vật chìm khi PN > FA
dl.Vl > dv.Vv
mà Vl = Vv suy ra d1 >dl.
- vật nổi khi PN < FA
dl.Vl < dv.Vv
mà Vl = Vv suy ra d1 <dl.
- vật lơ lửng khi PN = FA
dl.Vl = dv.Vv
mà Vl = Vv suy ra d1 =dl.
2 Mức nước trong bình không
thay đổi
3
- Treo cốc nước A và vật nặng
vào lực kế Lực kế chỉ giá trị P1
- Nhúng vật nặng vào bình tràn
đựng đầy nước Nước từ bình
tràn chảy vào cốc B Lực kế chỉ
P2
- Đổ phần nước từ cốc B vào cốc
A Lực kế chỉ P1
Vậy P2 + PN = P1
- Các nhóm báo cáo, nhận xét,
sửa chữa kết quả
- Tổ chức cho các nhóm HS trả lời các câu hỏi bài tập
- Tổ chức cho các nhóm báo cáo KQ, nhận xét và thống nhất KQ chung
GV chuẩn bị thêm các câu hỏi và bài tập
bổ sung
D Hoạt động vận dụng (25 phút)
Mục tiêu.
- Rèn kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng liên quan đến lực đẩy, sự nổi trong thực tiển
- Trả lời vào báo cáo các câu hỏi
và bài tập áp dụng
1
- Bước 1: Dùng cân để cân một
vật nặng nhỏ không thấm nước
treo dưới một cốc A đặt trên đĩa
- HDHS về tìm hiểu, trả lời các câu hỏi phần D
- Tổ chức cho HS nộp báo cáo KQ tiết học sau
Trang 6- Bước 2: Vật vẫn treo trên cân
nhưng được nhúng hoàn toàn
vào một bình tràn B chứa đầy
nước, khi đó một phần nước
trong bình tràn chảy ra cốc C và
cân bị lệch về phía các quả cân
- Bước 3: Vẫn giữ nguyên vật
trong bình tràn đồng thời đổ
nước từ cốc c vào cốc A trên đĩa
cân thấy cân trở lại cân bằng.
Như vậy, lực đẩy Ácsimét có độ
lớn bằng trọng lượng của phần
nước bị vật chiếm chỗ.
- Chọn các báo cáo có câu trả lời đầy đủ và đúng nhất trình bày trên lớp
2
Kéo gầu nước khi nó còn nằm trong nước ta cảm thấy nhẹ hơn khi kéo nó ngoài không khí vì gầu nước chìm trong nước có lực đẩy Ácsimét từ dưới lên, còn trong không khí, mặc dù vẫn có lực đẩy Ácsimét của không khí tác dụng vào gầu nhưng nhỏ hơn lực tác dụng của nước rất nhiều.
3
Tấm tôn có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên bị chìm Nếu thiết kế tôn sao cho có các khoảng trống chứa không khí để trọng lượng riêng của cả con thuyền nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước thì nó có thể nổi trên mặt nước.
4
Do cơ thể người có khối lượng riêng nhẹ hơn nước, lực đẩy Ácsimét sẽ làm người nổi lên Do đó, người sẽ nổi trên mặt nước không cần cử động khi ta nằm ngửa, thẳng dài ra so với mặt nước.
D Hoạt động tìm tòi mở rộng (20 phút)
Mục tiêu.
- Giúp HS tìm tòi mở rộng vốn hiểu biết về khoa học và tự nhiên xung quanh ta Tạo thói quen tự học tập
- Cá nhân về tìm hiểu và trả lời
các câu hỏi dán ở góc học tập của
- HDHS về tìm hiểu, trả lời các câu hỏi phần E
Trang 7- Dán báo cáo KQ ở góc học tập
(tiết học sau.)
- Tổ chức cho HS dán báo cáo KQ ở góc học tập (tiết học sau.)
- Chọn các báo cáo có câu trả lời đầy đủ và đúng nhất trình bày trên lớp
1
- Thân tàu ngầm được thiết kế gồm hai lớp vỏ trong và ngoài Trong khoảng không giữa hai lớp vỏ này chia thành một số khoang nước Mỗi khoang nước đều lắp van dẫn nước vào và van xả nước ra
- Tàu ngầm đang nổi trên mặt nước, muốn lặn xuống chỉ cần mở van dẫn nước
để nước biển nhanh chóng tràn đầy vào các khoang, lúc đó trọng lượng tàu ngầm
sẽ tăng lên Và khi trọng lượng vượt quá sức đẩy thì tàu sẽ chìm
Tàu ngầm đang lặn dưới nước, muốn nổi lên thì chỉ cần dùng van dẫn nước vào rồi dùng không khí nén có áp lực cực lớn phun nước ở trong các khoang chứa nước qua van xả chảy ra ngoài, lúc đó trọng lượng giảm, sức đẩy của tàu ngầm lớn hơn trọng lực nên tàu nổi lên khỏi mặt nước
- Nếu tàu ngầm muốn chạy trong khoảng nước giữa mặt biển và đáy biển thì có thể cho nước vào một phần khoang chứa nước hoặc xả một phần nước ở khoang chứa ra nhằm điều tiết trọng lượng tàu ngầm, khiến cho trọng lượng bằng hoặc lớn hơn sức đẩy một chút, lúc đó tàu ngầm có thể đi trong khu vực nước có độ nông sâu khác nhau
2 Lực này do nhà bác học Ác-si-mét tìm ra khi nhúng các vật vào chất lỏng bị tác dụng vào các vật nhúng trong nó và để phân biệt với các lực cơ học khác
3 Làm tăng độ mặn của nước bằng cách bỏ thêm muối vào nước
4
- Trọng lượng riêng của cơ thể người trung bình khoảng 1,021 - 0,097g/cm3 lớn hơn trọng lượng riêng của nước (1g/cm3), nếu không khua tay, khua chân thì sẽ
bị chìm xuống
- Trên thế giới có một vùng biển mà tại đó con người chỉ cần nằm yên, không cần khoắng nước mà vẫn không bị chìm, nên không có người chết đuối tại đấy
Đó là Biển Chết ở phía Tây châu Á
- Nồng độ muối tại Biển Chết trên 30%, trọng lượng riêng của nước biển tại đây
