План-конспект урока по физике -Плавание тел

                                                         План-конспект
                                          открытого урока по физике
                                                               7 класс
                                             по теме: « Плавание тел »

Выполнила:
учитель физики
Цхинвальской школы- интерната
Буковская Анжелика С.

Цели урока

Выяснить экспериментальным путем условия, при которых тело в жидкости плавает, всплывает и тонет;

сформулировать вывод в том, что поведение тел в жидкости зависит от соотношения выталкивающей силы Архимеда и силы тяжести, плотностей жидкости и тела, погруженного в жидкость.

Задачи

Образовательные

повторить знания об архимедовой силе; обеспечить условия для усвоения учебного материала по теме «Плавание тел»;

Развивающие

способствовать развитию речи, памяти, логического мышления, навыков самостоятельной работы, развитие умений наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать;

Воспитательные

формировать познавательный интерес к физике;

способствовать формированию у учащихся уважения к научному познанию, формировать умение слушать своих товарищей, работать в коллективе.

Личностные

повышать мотивацию учебной деятельности;

формировать самооценку на основе критериев успешности учебной деятельности;

Предметные

выяснить с помощью эксперимента условия плавания тел

повторить понятие выталкивающей силы, способа её определения и расчёта;

помочь учащимся выяснить, при каком условии тела тонут, всплывают или находятся внутри жидкости. Зависят ли условия плавания тел от архимедовой силы, силы тяжести, плотности жидкости и плотности тела;

развивать устную и письменную речь учащихся;

Метапредметные
регулятивные

развивать навыки самоорганизации;

развивать умение строить логические цепи и делать выводы;

познавательные

формировать умение находить необходимую информацию из различных источников в разных формах;

развивать творческие способности учащихся;

коммуникативные

воспитывать стремление к получению новых знаний;

формировать умение давать аргументированный ответ;

Коррекционные

развивать память, мелкую и крупную моторику;

развивать логическое мышление и мировоззрение учащихся.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: Пипетка, масло, мензурки с водой, соль, палочка для размешивания, пластилин, картошка, пенопласт, кусочек парафиновой свечи. Таблица плотностей.

Раздаточный материал. Магниты для доски.

Тип урока: урок –исследование.

Методы обучения: проблемный, словесный, наглядный, исследовательский.

Формы обучения: индивидуальная, групповая, парная

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация, стакан, стеклянный сосуд, вода, ложка, раствор поваренной соли, пипетка, растительное масло, монетка, деревянный брусок, пластмассовый мячик, парафиновая свеча, пластилин, раздаточные листы, тексты заданий по группам, таблицы плотностей, магниты для доски.

                                                     Структура урока

1. Организационный момент - 1мин.

2. Целеполагание и мотивация - 1мин.

3. Актуализация опорных знаний - 5 мин.

4. Подготовка к усвоению нового материала - 5мин.

5. Объяснение нового материала - 20 мин.

6. Закрепление нового материала - 5 мин.

7. Итог урока – 1 мин.

8. Домашнее задание – 1 мин.

9. Рефлексия – 1 мин.

                                                              Ход урока

Эпиграфы:

«Свои способности человек может узнать
только попытавшись применить их на деле»
философ - Луций Сенека

«Человек достигнет результата, только делая что-то сам»
философ -А. Пятигорский

1. Организационный этап
- Здравствуйте ребята и уважаемые гости! Сегодня у нас будет не просто урок, а необычный урок, урок – исследование, в котором вам предстоит стать моими помощниками - лаборантами и выполнить ряд экспериментальных заданий.

В мире много интересного,
Нам порою неизвестного.
Миру знаний нет предела.
Так скорей, друзья, за дело!

- Давайте пожелаем друг другу удачи и плодотворной работы!

2. Целеполагание и мотивация

- Каждому из вас знакомы известные строки из стихотворения  Агнии Барто «Мячик».

Наша Таня громко плачет:
Уронила в речку мячик.
- Тише, Танечка, не плачь:
Не утонет в речке мяч.

Проблемный вопрос
- Почему не тонет мяч?
- Почему камень в воде легче поднимать, чем в воздухе?
- Почему гвоздь тонет в воде, а огромный корабль плавает?
- Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу не может
сдвинуть его с места. Почему?
- Вы не можете точно ответить на все эти вопросы, но у вас уже появляются идеи, гипотезы. Вот на все эти вопросы мы сегодня и будем искать ответы.

3. Актуализация опорных знаний

- Ребята, нам предстоит большая и серьезная работа. Поэтому давайте взбодримся и разомнемся. Проведем тест - разминку по пройденным темам.
- Вашему вниманию предоставляется тест на экране «Я утверждаю…» .
В этом тесте вы должны соглашаться со мной или нет, и соответственно отвечать «Да» или «Нет». 

           (на экране идет тест, после ответа учащихся дается правильный ответ)

Я утверждаю, что, давление, производимое на жидкость, передается по всем направлениям без изменения. ( Да)

Я утверждаю, что, давление жидкости, на которую действует сила тяжести, зависит от высоты столба жидкости и ее плотности. (Да)

Я утверждаю, что, уровень в чайнике ниже уровня воды в его носике. (Нет)

Я утверждаю, что, на тело, погруженное в жидкость, действует только одна сила, это сила тяжести. (Нет)

Я утверждаю, что, силу, выталкивающую погруженное в жидкость тело, называют архимедовой силой. (Да)

Учитель

-Тому, кто знает физику,

Нетрудно дать ответ:

Почему летает спутник,

А мы с вами - нет?

Почему в жидкости легче тело?

Что такое Вес?

Нам до всего есть дело-

До всех в природе чудес.

Учитель: С одним из чудес мы и познакомимся сегодня на уроке.
На предыдущих уроках мы познакомились с действием жидкости на
погруженные в неё тела. Что мы обнаружили?

(На все тела, погруженные в жидкость или газ,
действует выталкивающая сила - Архимедова сила - FA )

Учитель: Что вы можете сказать об этой силе?

(Архимедова сила равна весу жидкости в объёме погруженной части тела)

Учитель: На прошлом уроке мы с вами узнали о законе Архимеда.
Сформулируйте мне этот закон и напишите его на доске.

(Сила, выталкивающая тело, целиком погруженное в жидкость или газ,
равна весу жидкости или газа в объеме этого тела)

FА – Архимедова сила (Н)

ρж/г – плотность жидкости/газа (кг/ м3)

g - ускорение свободного падения (м/с2)

Vт - объем погруженной в жидкость/газ части тела (м3)

Pж/г - вес жидкости, вытесненный телом (Н)

Учитель: От чего зависит сила Архимеда?

(сила Архимеда зависит от плотности жидкости и объема тела)

Решим задачу
Задача
Определить выталкивающую силу, действующую на деревянный плот объемом 12 м3, погруженный в воду на половину своего объема.

Дано:                                                                Решение:
V=12 м3                        Так как плот погружен в воду наполовину, найдем объем его
Vп= ½ V                         погруженной части
ρж=1000 кг/м3                 Vп= 1/2 · 12= 6 м3
g=10 Н/кг                         FА = ρж· g ·Vт

FА-?                                   FА= 1000·10·6=60000 H= 60кH
Ответ: FА= 60кH

4. Подготовка к усвоению нового материала

- Архимедова сила нам поможет сегодня на уроке для объяснений физического явления.
Люди с древних времён мечтали передвигаться по воде и по воздуху также легко как это можно делать на суше. В связи с этим стало зарождаться воздухоплавание и судостроение.
- Ребята, вы можете привести примеры тел, которые плавают на поверхности воды?
- А какие тела тонут в воде?  (учащиеся приводят примеры)

- Как вы думаете, существует ли закон или условие, определяющее поведение тела в жидкости? (ответ учащихся)
- Значит мы должны выяснить условия плавания тел.

Это и есть цель нашего урока. И как вы уже поняли на сегодняшнем уроке речь пойдет о плавании тел.
(Учащиеся называют тему урока и записывают ее в тетрадь)

5. Объяснение нового материала

Плавание - это способность тела удерживаться на поверхности жидкости или на определённом уровне внутри жидкости или газа.

Чтобы выяснить условия плавания тел, вам необходимо провести исследовательскую работу и как я сказала вначале урока, вы будете моими помощниками – лаборантами.

Эксперимент №1

Оборудование: стеклянный сосуд с водой, монетка, деревянный брусок, пласт
массовый шарик.

- Ребята, перед вами стеклянный сосуд и три тела: монетка, деревянный брусок и шарик.
- Как вы думаете, на эти тела действует сила тяжести?
(да, на любое тело на Земле действует сила тяжести)
- А почему? (если их выпустить из рук они упадут)
- А в воде действует сила тяжести? (действует)
- Давайте проверим это на опыте. (на каждое тело вызывается ученик)
- Поместите в сосуд с водой эти тела.
Мы видим, что разные тела ведут себя в жидкости по-разному. Одно тело находится на дне сосуда, другое на поверхности воды, а третье - внутри жидкости.
- Как вы думаете, почему тела по-разному располагаются в жидкости?
От чего это может зависеть?
(ответы учащихся)

- Ребята, у вас очень интересные предположения. Но любое предположение надо проверять: или опытным путём, или доказать теоретически.

- Давайте еще раз вспомним, какие силы действуют на тело, погруженное в жидкость?

(Сила тяжести – Fтяж и сила Архимеда – FА)

- Как направлены эти силы?
(Сила тяжести направлена вертикально вниз, а Архимедова сила направлена вверх)

- Рассмотрим рисунок. Тело находится в жидкости, что будет происходить с телом под действием этих сил.

1) Куда направлена равнодействующая сил в первом случае?

(В сторону большей силы, т.е. вниз. Значит, тело будет погружаться в жидкость, тонуть)
Fтяж > FА тело тонет

2) Чему равна равнодействующая сил во втором случае?

(При сложении этих двух равных, но противоположно направленных сил равнодействующая сила равна 0, значит тело будет оставаться на месте; покоиться; плавать)
Fтяж = FА тело плавает

3) Что происходит в третьем случае?

(Равнодействующая двух сил направлена в сторону большей силы, т.е. направлена вверх, значит тело всплывает на поверхность воды)
Fтяж < FА тело всплывает

Выводы

1.Тело тонет, если сила тяжести больше силы Архимеда
2.Тело плавает, если сила тяжести равна силе Архимеда
3.Тело всплывает, если сила тяжести меньше силы Архимеда

- Может ли тело в одной жидкости тонуть, а в другой плавать?
(ответы учащихся)
Проверим это экспериментально.

Эксперимент №2

Оборудование: картофелина, стеклянный сосуд с водой, стеклянный сосуд с
насыщенным раствором соли, ложка.

- Перед вами сосуд с насыщенным раствором соли. Опустите картофелину в сосуд с соленой водой.
Что мы видим? (в соленном растворе картофелина всплывает).

Затем картофелину вынимаем из воды и опускаем в сосуд с водой.
- Что мы замечаем? (картофелина тонет, значит сила тяжести больше архимедовой силы и поэтому картофелина тонет)
Начнем постепенно наливать в чистую воду соленный раствор. Пронаблюдаем, как будет вести себя картофель. По мере добавления соленой воды в чистую картофель всплывает и постепенно оказывается на поверхности жидкости.

- Продолжим наше рассуждение.
Почему одно и тоже тело в сильносоленой воде всплывает, в пресной тонет, а в слабосоленой плавает в середине сосуда.

Проведем теоретическое исследование (с помощью известных формул) от чего еще зависит плавание тел, какие должны выполняться условия.

Запишем формулы.

Сила тяжести: Fтяж = mg (1)
Архимедова сила: FА = ρж g Vт (2)

Выразим массу тела, через плотность и объем этого тела
m = ρт Vт (3)
Подставим (3) в (1) Fтяж = ρт g Vт (4)

Подставим (2) и (4) в одно из условий плавания тел (когда тело плавает)
FА = Fтяж

Получим ρт · g ·Vт = ρж · g ·Vт (5)

Разделим обе части равенства на gVт, получим
ρт = ρж (6)

Условие плавания тел зависит от соотношения плотности жидкости и плавающего тела.

Эксперимент №3

Оборудование: стеклянный стакан с водой, пластилин.

- Опустите пластилин в стакан с водой. Что вы видите? (пластилин тонет)
ρпласт.= 1400 кг\м³
ρводы = 1000 кг\м³
Вывод: Чем больше плотность тела, по сравнению с плотностью жидкости, тем оно тяжелее и тем большая её часть погружается в жидкость и тело будет тонуть.

Если ρт > ρж , то тело тонет

Проведем следующий эксперимент.

Эксперимент №4

Оборудование: стеклянный стакан с водой, пипетка, растительное масло.
- В стакане вода. Возьмите с помощью пипетки несколько капель растительного масла . Опустите пипетку на глубину 3 – 4 см в стакан с водой. Выпустите масло и пронаблюдайте. Что происходит?
(на поверхности воды образовалось масляное пятно, т.е. масло всплыло на поверхность воды). Плотность масла меньше плотности воды, поэтому масло всплыло.

Вывод: Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем оно легче и тем меньшая её часть погружается в жидкость и тело будет всплывать.

Если ρт < ρж , то тело всплывает

Вопрос
- В стакан с водой сверху нальем подсолнечное масло, а стакан поставим на блюдце.
Как можно собрать масло в блюдце, не наклоняя стакана?

(Доливать воду в стакан до тех пор, пока масло не выльется в блюдце)

- Этот способ используется при добыче нефти: в скважину наливают воду и нефть всплывает.
Эксперимент №5

Оборудование: стеклянный стакан с растительным маслом, парафиновая свеча.
- В стакане растительное масло. Опустите в него парафиновую свечу. Что вы видите? ( свеча плавает в масле)
- Посмотрите в таблицы плотностей, которые у вас даны на листках, и сравните плотности парафина и растительного масла.
(они практически одинаковы)
Вывод: если плотность тела равна плотности жидкости , то тело плавает внутри жидкости.

Если ρт = ρж , то тело плавает

6. Закрепление нового материала

- Условия тел можно сформулировать двумя способами:
1. Сравнивая архимедову силу и силу тяжести.
2. Сравнивая плотности жидкости и находящегося в ней вещества. 

Задания для закрепления

(работа в парах)
- У вас на партах раздаточные листы с заданиями.
1) В первом задании дана таблица, в которой указаны жидкость и физическое тело. Надо определить и записать в графе, что будет происходить с телом
(тонуть, плавать, всплывать). Плотности указаны.

2) Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три  несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами.
Как расположились жидкости в гостеприимном сосуде, если это были:

Масло машинное (900 кг\м³)

Мёд (1350 кг\м³)

Бензин (710 кг\м³)

Укажите порядок расположения жидкостей снизу вверх.
( мед, масло машинное, бензин)

Дополнительный материал

- Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, мало отличается от плотности воды, поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой.
Плавательный пузырь рыбы легко меняет свой объем. Когда рыба с помощью мышц опускается на большую глубину и давление воды на нее увеличивается, пузырь сжимается, объем тела рыбы уменьшается, и она не выталкивается вверх, а плавает в глубине. При подъеме плавательный пузырь и объем всего тела рыбы увеличивается, и она плавает уже на меньшей глубине. Таким образом, рыба может в определенных пределах регулировать глубину своего погружения. Киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема легких.

- На Земле есть такое море, в котором вообще невозможно утонуть. Оно называется Мертвое море. Оно настолько соленое, что в нем отсутствует всякая жизнь
(за исключением некоторых видов бактерий). Если вода большинства морей и океанов содержит 2—3% соли, то в Мертвом море ее содержится более 27%. Из-за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и потому человек в Мертвом море может спокойно лежать на его поверхности и читать книгу. Если же в эту воду войдет лошадь, то, как пишет Марк Твен, она оказывается в столь неустойчивом состоянии, что «не может ни плавать, ни стоять в Мертвом море, — она тотчас же ложится на бок».

7. Итоги урока

- Исследовательская работа подошла к концу. Мне было очень интересно работать с вами. Вы показали хороший уровень подготовки к уроку. Решали самостоятельно поставленные перед вами проблемы. Делали правильные выводы.

8.Домашнее задание
52, стр.152 Упр.27 стр. 155, задача №5, №6
Задание. Вам известно, что шарик из пластилина тонет. Что нужно сделать, чтобы пластилин плавал в воде?​​​​​​​

9.Рефлексия
- Ребята, а сейчас я вас попрошу проанализировать урок, своё участие в нем и оценить свою работу на уроке.
Скажите,
- понравился ли вам сегодняшний урок и то, как вы были моими помощниками
-лаборантами?
- Что вы узнали нового сегодня на уроке ?
- Чему научились?

Прекрасный день!
Уроку подошел конец.
Пусть каждый скажет про себя:
Какой я молодец!