А. В. Перышкина для 7 класса, написанного по программе курса физики для 7-9 классов 9-летней (базовой) школы. Практичес­кие задания (решения задач) адаптированы на сборник задач

F_m = mg =р Vg (2) Приравняем правые части (1) и (2), получим:
откуда:
Р_ЖУ=РУ( 3)
Из выражения (3) следует:

1. 
   Для того чтобы тело плавало при полном погружении, необходимо, чтобы плотность тела была равна плотности воды.
   

Это легко доказать: если тело погружено полностью, то V— У_ж. Тогда в выражении (3) объемы можно сократить, получим: р_ж~р-

2. 
   Для того чтобы тело плавало, находясь определенной частью над жидкос­тью, необходимо, чтобы плотность тела была меньше плотности жидкости.
   

/////////У/////////////
Докажем это. Согласно условию V < V . Тогда равенство (3) предпола­гает для сохранения равенства условие: р_ж > р_т. Т.е. при р_т > р_ж тело тонет.
IV. Плавание животных и человека
Большой познавательный интерес имеет рассмотрение принципов плавания человека и животных. При объяснении этого материала важ­но подчеркнуть, что можно различать два вида плавания - активное и пассивное.
При пассивном плавании движение объекта происходит за счет тече­ний. При этом средняя плотность тела меньше плотности воды.
При активном плавании пользуются либо гребными устройствами (плавники, ласты, руки), либо используют реактивный принцип дви­жения (медузы, каракатицы).
Для рыб очень важна роль плавательного пузыря. Изменяя его объем, можно регулировать глубину погружения.
Человек имеет плотность примерно равную плотности пресной воды. Поэтому в реке или озере его плавание должно быть активным — при помощи рук и ног.
В соленой морской воде он может свободно держаться на воде, увели­чивая объем тела при помощи глубокого вздоха.
Решение задач. 641-645 Домашнее задание
§50, 49; вопросы к параграфу; задача 638-640; «Экспериментальное задание» (стр. 123).
Дополнительный материал
Средняя плотность тела человека несколько больше, чем воды, поэтому в пресной воде не умеющий плавать человек тонет. У соленой воды плотность выше. Плотность воды в заливе Кара-Богаз-Гол в Каспийском море - почти на 20% больше, чем у пресной воды. В этом заливе невозможно утонуть. Можно лечь на воду и читать книгу.
Давление на морских глубинах очень велико, поэтому человек не может на­ходится на глубине без специальных аппаратов. При помощи акваланга человек может спуститься на глубину около 100 метров.
При глубоком погружении с аквалангом человек должен предохранить себя от кессонной болезни. Она возникает, если аквалангист быстро поднимается с глубины на поверхность. Давление воды резко уменьшается и растворенный в крови воздух расширяется. Образующиеся пузырьки закупоривают крове­носные сосуды, мешая движению крови, и человек может погибнуть. Поэтому аквалангисты всплывают медленно, чтобы кровь успевала уносить образую­щиеся пузырьки воздуха в легкие.
Защитив себя от давления воды корпусом подводной лодки, человек мо­жет опуститься до километра в глубь моря. И лишь специальные аппараты — батискафы и батисферы — позволяют опускаться до глубин нескольких километров. На такие глубины почти не проникает свет и поэтому там царит вечная тьма.
Урок 50. Плавание судов
Цель урока: рассмотреть физические способы плавания судов.
Оборудование: сосуд с водой; небольшой металлический кораблик.
Демонстрация: Плавание кораблика из металла.
Ход урока

1. 
   Проверка домашнего задания
   

При проверке домашнего задания можно дать возможность двоим ученикам по желанию ответить на теоретические вопросы, еше двое- трое учеников могут рассказать о том, как они выполнили эксперимен­тальное задание.
Объясните эксперимент. Возьмите две крышки одну смятую в комок другую целую. Опустите их на поверхность воды. Одна тонет, а другая нет. Почему?
Экспериментальная задача. Используя динамометр и латунную гирю массой 200гр, определить плотность жидкости.

2. 
   Изучение нового материала
   

Рассмотрение основной части материала «Плавание судов» можно построить в виде лекции-беседы - при таком подходе к объяснению материала ученики являются не просто пассивными слушателями, а полноправными участниками беседы.
Говоря о плавании судов, можно заметить, что необходимость в таком способе передвижения у человека была всегда. Первыми плавательны­ми средствами были стволы деревьев, надутые мешки из шкур живот­ных, плоты, позднее — лодки.
Развитие цивилизации привело к необходимости расширения торгов­ли, перевозки различных видов товаров, открытие новых морских пу­тей. При этом не только изменились размеры плавающих судов, ни и их конструкция.
Более 4 тысяч лет назад стали использовать паруса. Парусный флот достиг истинного расцвета к середине XIX. Некоторые парусники раз­вивали скорость до 20 узлов (1 узел = \ ,%Ыкм/ч).
Вопрос ученикам:

• 
  Какие морские путешествия вы знаете?
  

• 
  Где использовался парусный флот?
  

Переворот в строительстве судов произошел в 1807 году, когда Р.Фултон построил первый пароход в США, который работал на энер­гии водяного пара.
«Клермонт» - первый пароход Фултона мог развивать скорость 9 км/ч. Строительство пароходов быстро вытеснили парусный флот.
Строительство современных плавательных судов основано на приме­нение материалов, плотность которых выше плотности воды. Почему же танкеры, крейсеры, изготовленные из стали и железа держатся на воде?

3. 
   Демонстрация опыта с корабликом
   

Демонстрируется опыт по плаванию модели металлического ко­раблика. При этом необходимо обратить внимание учащихся на то, что в корпусе модели много пустот с воздухом. Точно также и в больших кораблях. Это — отсеки между переборками в трюме, ка­юты и т.д.

3. 
   Продолжение изучения нового материала
   

При определенной осадке сила тяжести корабля уравновешивается силой Архимеда. Осадкой корабля называется глубина погружения суд­на в воду.
При полной загрузки судно не должно опускаться ниже грузовой ва­терлинии. Иначе это может привести к потере устойчивости и перево­роту корабля.
Осадка океанских кораблей может достигать более 20м, а надводная часть при этом составляет 8—IOjw.
Можно заметить, что огромная масса танкеров предполагает большой тормозной путь в несколько километров.
Масса воды, вытесненная судном, называется водоизмещением. Эта величина выражается обычно в тоннах. Большие танкеры имеют водо­измещение от 100000 до 200000 тонн.
Вопрос ученикам:

• 
  Что вы знаете о знаменитых морских судах?
  

После выступления сообщений можно немного рассказать о подвод­ных судах. Такие суда называют подводными лодками. Первая подвод­ная лодка была построена в 1620 году в Англии, а в России — спустя сто лет, в 1724 году.
Любая подводная лодка — прочный герметический корпус с множест­вом отсеков. Принцип погружения и всплытия основан на заборе воды из моря в балластные системы и выдавливания воды сжатым воздухом при всплытии.
Современные (атомные) подводные лодки имеют высоту с пятиэтаж­ный дом и длину более 150 метров.
На них устанавливают атомный реактор, который может работать без дозаправки более года.
Лодки оснащены современным оружием и представляют большую опасность для противника.
Вопрос ученикам:

• 
  Расскажите о применении подводного флота в мирных целях.
  

Решение задач. № 646-649.
Домашнее задание