Лабораторная работа по физике 7 класс «Выяснение условий плавания тела в жидкости» показывает, когда тело плавает, зависает в толще воды и тонет. Ты меняешь массу закрытой пробирки песком и сравниваешь силу тяжести с силой Архимеда. Ниже цель, ход, таблица, образец вывода и частые ошибки.
Номер в учебнике. В издании И. М. Перышкин, А. И. Иванов. Физика. 7 класс. Базовый уровень, 6-е изд., Просвещение, 2026 (с. 219–220) это работа № 10 «Выяснение условий плавания тела в жидкости». Если у тебя учебник другого года, номер может не совпасть, а пробирка с песком будет та же.
Цель и приборы
Цель: получить три состояния тела в воде (плавает, остаётся в толще, лежит на дне) и записать, как при этом соотносятся сила тяжести и выталкивающая сила.
Приборы: мензурка с водой, пробирка с пробкой, сухой песок, весы с разновесами, проволочный крючок, салфетка.
В нашей установке «Сила Архимеда» есть режим «Плавание»: выбираешь тело и жидкость и решаешь, утонет оно, всплывёт или будет плавать. Шкала плотностей подсказывает результат, а подводная лодка с балластом показывает, где тело зависает.
Ход работы
- Налей в мензурку около 100 мл воды и запиши уровень.
- Насыпь в пробирку немного песка, закрой пробкой и опусти в воду. Посмотри, плавает ли она.
- Меняя количество песка, получи три состояния: пробирка плавает на поверхности; она полностью погружена и стоит в толще воды; она лежит на дне. Состояние «в толще» самое капризное: масса должна почти точно совпасть с массой вытесненной воды, поэтому досыпай песок по щепотке.
- Для каждого состояния запиши уровень воды с пробиркой. Вытесненный объём равен разности уровней.
- Достань пробирку крючком, вытри и взвесь: получишь массу m. Вычисли F_тяж = m·g.
- Вычисли выталкивающую силу F_A = ρ_воды·g·V_вытесн и сравни её с F_тяж.
- Для каждого состояния запиши условие в одну строку.
Таблица измерений
Шаблон для тетради. Переведи граммы в килограммы, миллилитры (см³) в кубические метры: 1 мл = 10⁻⁶ м³. Плотность воды 1000 кг/м³.
| Состояние | m, кг | F_тяж, Н | V вытесн., м³ | F_A, Н | Поведение |
|---|---|---|---|---|---|
| плавает на поверхности | |||||
| полностью погружена, в толще | |||||
| лежит на дне |
На дне добавь строку для силы реакции опоры N: F_A + N = F_тяж.
Как оформить вывод
Образец (числа учебные, g = 10 Н/кг): «Пробирка с 10 г песка имеет массу 30 г, вытесняет 30 см³ воды, F_тяж = F_A = 0,30 Н: она плавает. С 20 г песка масса 40 г, пробирка полностью погружена и вытесняет 40 см³, F_тяж = F_A = 0,40 Н: она зависла в толще. С 30 г песка масса 50 г, вытесненный объём остался 40 см³, F_тяж = 0,50 Н больше F_A = 0,40 Н: пробирка утонула. Вывод: тело плавает или остаётся в толще, если сила Архимеда равна силе тяжести, и тонет, если сила тяжести больше.»
Шаблон: «При массе … г F_тяж … F_A … , тело … . Условие плавания: … . Условие, при котором тело тонет: … .»
Где ошибаются
- Не закрыли пробку. С открытой пробиркой объём меняется, и вся таблица ломается. Сначала закрой пробку.
- Путают «плавает» и «в толще». На поверхности тело погружено частично, а в толще полностью, но силы в обоих случаях равны.
- Берут массу мокрой пробирки. Капли воды добавляют лишние граммы: вытри пробирку.
- Считают объём по одному уровню. Нужна разность уровней с пробиркой и без.
- Забывают, что на дне есть реакция опоры. Там F_A меньше F_тяж, а недостающую часть создаёт сила N.
Шпаргалка за 30 секунд
плавает на поверхности
- Силы
- F_A = F_тяж, часть тела над водой
- Плотность тела и жидкости
- ρ тела меньше ρ жидкости
в толще
- Силы
- F_A = F_тяж, тело полностью погружено
- Плотность тела и жидкости
- ρ тела равна ρ жидкости
тонет
- Силы
- F_тяж больше F_A
- Плотность тела и жидкости
- ρ тела больше ρ жидкости
Типичная ошибка в выводе: написать «тонет потому что тяжёлое». Тонет не самое тяжёлое, а то, у кого средняя плотность больше плотности жидкости.
Контрольные вопросы
- Какие две силы сравнивают в работе? Силу тяжести F_тяж = m·g и выталкивающую силу F_A = ρ·g·V.
- Когда тело плавает на поверхности? Когда сила Архимеда равна силе тяжести при частичном погружении.
- Когда тело тонет? Когда сила тяжести больше выталкивающей силы.
- Что значит, что тело зависло в толще? Оно полностью погружено, а сила тяжести равна силе Архимеда.
- Почему пробирку закрывают пробкой? Чтобы вытесняемый объём не менялся и вода не попадала внутрь.
Следующий шаг: открой установку «Сила Архимеда», режим «Плавание», и положи в аквариум пробку, лёд и сталь. Теорию по этой теме собрали в плавание тел 7 класс, а предыдущая работа — определение выталкивающей силы. Если пробирка у тебя упрямо не зависает в толще, это разберут на пробном занятии по физике.