Презентация "Решение задач на расчет подъемной силы воздушного шара" 7 класс


Подписи к слайдам:
Слайд 1

  • Автор: учитель физики Онучина Вера Ивановна МОУ «Сернурская средняя общеобразовательная школа №2 имени Н.А. Заболоцкого»
  • 7 класс

  • Цели:
  • Обучающая:
    • Рассмотреть алгоритм решения задач на расчет подъемной силы воздушного шара; формировать целостное восприятие научной картины мира, используя средства ИКТ.
  • Развивающая:
    • развивать операционный стиль мышления учащихся; развивать синтетическое мышление учащихся;продолжить работу над развитием интеллектуальных умений и навыков: выделение главного, анализ, умение делать выводы.
  • Воспитывающая:
  • формировать интерес учащихся к изучению физики и информатики; воспитывать аккуратность, умения и навыки рационального использования своего времени, планирования своей деятельности.

  • Актуализация знаний

На чем основано воздухоплавание?

  • На все тела в воздухе действует выталкивающая
  • ( архимедова) сила. Чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в воздухе, надо рассчитать ее по формуле, умножив ускорение свободного падения на плотность воздуха и на объем тела.
  • Fа = g pVт
  • Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит. На этом основано воздухоплавание.

Как определить какой груз может поднять воздушный шар?

  • Чтобы воздушный шар поднимался выше, его надо наполнить газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть водород, гелий или нагретый воздух.
  • Для того чтобы определить, какой груз может поднять воздушный шар, надо знать его подъемную силу. Подъемная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой и действующей на шар силой тяжести.
  • Fпод = Fа - (Fт оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)

Каким газом заполняют воздушные шары?

  • Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше действующая на него сила тяжести и потому тем больше возникающая подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 до 100 градусов Цельсия его плотность уменьшается
  • только в 1,37 раз. Поэтому подъемная сила шаров, заполненных теплым воздухом, оказывается небольшой. Плотность же водорода в 14 раз меньше плотности воздуха, и подъемная сила шара, наполненного водородом более чем в три раза превышает подъемную силу нагретого воздуха того же объема. Водород, однако, горит и образует с воздухом легко воспламеняющуюся смесь. Негорючим и одновременно легким газом является гелий.

Для чего нужен балласт?

  • Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила становится меньше.
  • После того, как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести, подъем воздушного шара прекратится. Чтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт. При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила опять оказывается вновь большей.

Как с высоты опуститься на землю?

  • Для того, чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем шара. В верхей части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.

Для чего нужна горелка на воздушном шаре, заполненном теплым воздухом?

  • Температуру теплого воздуха внутри воздушного шара можно регулировать с помощью обычно газовой горелки, установленной под оболочкой. Увеличивая пламя горелки, можно заставить шар подниматься выше и наоборот. Если подобрать такую температуру, при которой сила тяжести, действующая на шар с корзиной окажется равной силе архимеда,
  • то шар " повиснет" в воздухе.

  • Fп = FA - Fтяж
  • FA =возд g Vш , Fтяж =г g Vш
  • Fп = (возд - г ) g Vш
  • Если выталкивающая сила станет больше силы тяжести, действующей на тело, то оно поднимется, оторвавшись от земли.
  • На этом основан принцип воздухоплавания.
  • Летательные аппараты, которые реализуют этот принцип называются аэростатами.
  • Подъёмная сила воздушного шара:

Составление алгоритма подсчета подъемной силы

Какие действия надо выполнить для подсчета подъемной силы воздушного шара?

  • 1)FA =возд g Vш
  • 2)Fтяж =г g Vш
  • 3)Fп = (возд - г ) g Vш

  • Работа в программе Microsoft Excel

Зависимость подъемной силы от объема воздушного шара

Зависимость подъемной силы от плотности газа

Домашнее задание

  • Решить задачу:
  • Какую силу нужно приложить, чтобы удержать удержать в воде камень массой 15 кг, объём камня 1000см 3 ?
  • Составить и решить свою задачу на расчет подъемной силы