Урок1 Уровеньжидкостивсосуде

Блог: Thiziki.blogspot.comE-mail: [email protected]Н.В. Ларионова, В.С.Ларионов

Курс видеоуроков пофизике« Практикумрешения задач по

»физике повышенной сложности( )пилотная версия

Авторы-составители: Н.В. Ларионова, к.п.н., учитель физики высшей категории;В.С.Ларионов, учитель физики первой категории.

Уровень жидкости в сосудах

урок 1

Курс видеоуроков пофизике« Практикумрешения задач

пофизике повышенной»сложности


ЗАДАЧА В цилиндрическом сосуде с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды в сосуде, если лёд растает?

?Блог: Thiziki.blogspot.com E-mail:

[email protected]

ЦЕЛЬ УРОКА

Изучить 2 способа решения задач об изменении уровня жидкости в сосуде.

Сформулировать алгоритмы решения.

ЦЕЛЬ УРОКА


2 СПОСОБА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

через объёмы

через давление на дно


АНАЛИЗ


V0 – первоначальный объём жидкости в сосуде,V1 – «добавочный» объём,V2 – «добавочный» объём после некоторых манипуляций с содержимым сосуда,S – площадь дна сосуда, h0, h1, h2 – уровни жидкости в сосуде.

V0+V1=Sh1 V0+V2=Sh2

1. Запишем условие плавания для кусочка льда:

Fа = Fт.

2. Воспользуемся законом Архимеда:

ρжgVв.ж = mлg,

где mл – масса льда, Vв.ж (V1) – объём вытесненной жидкости.

3. Откуда

Vв.ж = mл/ρж.

4. После таяния льда объём воды в сосуде увеличился на ΔV (V2)

ΔV= mл/ρж.

(Очевидно, что масса талой воды равна массе льда.)

5. Откуда следует, что

Vв.ж. = ΔV,

т.е. h1 = h2 .

РЕШЕНИЕ

Блог: Thiziki.blogspot.com E-mail: [email protected]

ОТВЕТ:

Уровень воды в сосуде не изменится.


1. : Записать условие плавания телаF т=F а . (1)

2. : Воспользоваться законом АрхимедаFа= ρжgV .вж. (2)

3. (1) (2) Используя уравнения и и расписав F т

выразить объём вытеснённой жидкости V . .вж (V1)

4. Рассчитать на сколько измениться уровень ( воды в сосуде по сравнению с изначальным до

) погружения тела в воду после таяния льда( ): или других действий ΔV (V2) .

5. Сравнить V . .вж (V1) с ΔV (V2) и сформулировать.ответ

АЛГОРИТМрешения задачи через объёмы





1. F т=F а

2. Fа= ρжgV .вж

3. V1

4. V2

5. V1 ? V2


h1 h2

1. С одной стороны, силу давления на дно в 1-ом и во 2-ом случаях можно выразить следующим образом

Fд1 = (mл+М)g, Fд2 = (mв+М)g,

где mл – масса льда, M – первоначальная масса воды в стакане без льда, mв – масса воды, образовавшейся после таяния льда.

Т.к. mл = mв , то Fд1 = Fд2 .

2. С другой стороны:

Fд1 = p1S = gh1S, Fд2 = p2S = gh2S.

3. Т.к. Fд1 = Fд2 , то h1= h2.

РЕШЕНИЕ

Блог: Thiziki.blogspot.comE-mail: [email protected]

ОТВЕТ:

Уровень воды в сосуде не изменится.


1. , Содержимое сосуда не изменилось поэтому : не изменилась и сила давления на дно сосуда

F 1 д =F 2 д . (1)

2. Выразить F 1 д и F 2д , воспользовавшись определительной формулой давления p= Fд/S и

формулой гидростатического давленияp=ρgh:

F 1 д = …, F 2д =… (2)

3. (1) (2) Из уравнений и выразить высоты h1 и h2 .и сравнить

АЛГОРИТМ решения задачи через давление на дно сосуда





1. F т=F а


3. V . .вж

4. ΔV.5. V . .вж ? ΔV

1. F 1 д =F 2 д .

2. p= Fд/S F 1 д = …

p=ρgh F 2д =…

3. (1) (2) и → h1 ? h2




1. F т=F а


3. V1

4. V2

5. V1 ? V2

1. F 1 д =F 2 д .

2. p= Fд/S F 1 д = …

p=ρgh F 2д =…

3. (1) (2) и → h1 ? h2

Алгоритмы

• Изучить 2 способа решения задач об изменении уровня жидкости в сосуде.• Сформулировать алгоритмы решения.

ЗАДАЧИ УРОКА


1. , В цилиндрическом сосуде с водой плавает кусок льда в . котором находится пузырёк воздуха Изменится ли , ? уровень воды в сосуде если лёд растает

2. В цилиндрическом сосуде с водой плавает кусок льда с . вмёрзшим в него стальнымшариком Изменится ли

, ? уровень воды в сосуде если лёд растает

3. В цилиндрическом сосуде на поверхности воды плавает . стальная кастрюля Изменится ли уровень воды в

, ? сосуде если кастрюлю утопить

4. . В небольшом бассейне плавает лодка Как изменится , уровень воды в бассейне если лежащий на дне лодки

? камень бросили в воду

5. , В небольшом бассейне плавает полузатопленная лодка причём уровень воды в лодке совпадает с уровнем воды

. в бассейне Из лодки зачерпнули ведро воды и вылили в. ?бассейн Как изменился уровень воды в бассейне

КЛЮЧЕВЫЕ ЗАДАЧИ ÑÏÈÑÎÊ ÇÀÄÀ×

Блог: Thiziki.blogspot.com E-mail: [email protected]Н.В. Ларионова, В.С.Ларионов

1. Решить ключевые задачи двумя способами.

2. Выслать решение по e-mail: [email protected]

Ларионовой Наталье Валентиновне, Ларионову Вадиму Сергеевичу

В теме письма указать «Видеокурс»

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Блог: Thiziki.blogspot.com E-mail: [email protected]Н.В. Ларионова, В.С.Ларионов

Библиография1. Гельгафт И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. 1001 задача по

физике с решениями. Учебное пособие. – Харьков-Москва, 1995. – 592 с.

2. Городские олимпиады по физике г. Нижнего Новгорода. 2004-2008 гг. Сборник задач. – Н.Новгород: Институт прикладной физики РАН, 2009. –52с.

3. Подлесный Д.В. Анализ давления на дно сосуда в задачах гидростатики. // Потенциал, №10, 2005. – С.42-45

4. Полянский С.Е. Поурочные разработки по физике. – М.: ВАКО, 2004. –240с.

5. Черноуцан А. Гидростатика в стакане. // Квант, №3, 2008. – С.47-50.

6. Чивилёв В.И. Олимпиада «Физтех-2005». // Потенциал, №5, 2005. – С.59-61


Урок1 Уровеньжидкостивсосуде

Documents