Урок по физике для 7 класса «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело»

№

Этапы

Показатели реального результата решения задачи

1

Самоопределение к деятельности

(орг. момент)

Приветствие. Проверка готовности к уроку.

Здравствуйте, ребята! Рада вас видеть! Мы с вами знаем, что опыт и наблюдение – величайшие источники мудрости. А доступ к ним открыт для каждого из вас. Все в окружающей среде подчиняется законам физики. В детстве мы с вами об этом не задумывались, когда учили стихотворение Агнии Барто «Наша Таня…» Рассмотрим данное явление с точки зрения физики. Предлагаю посмотреть опыт.

Мотивация:

Эксперимент: В сосуде на дне лежат два тела мячик и камень. Наливаем воду.

- Что вы наблюдаете? (крышка всплыла)

- Почему?(Одно тело легче другого…ответы детей…)

- Если тело изменило свое направление, значит, на него подействовала какая-то сила. Также мы с вами знаем, что сила имеет направление. Куда же направлена данная сила?(Вверх)

- А на второе тело, действует эта сила? Проверим экспериментально.

Фронтальная работа:

У вас на столах есть приборы. Что это за приборы? (динамометр и металлический параллелепипед.)

Определите вес данного тела в воздухе Р1.

Не снимая с динамометра погрузите это тело в воду и определите вес этого тела в воде Р2.

Сравните результаты и сделайте вывод. (Р2 < Р1).

Проблема: Вследствие чего вес стал меньше?

- Вспомним некоторые термины и определения.

2

Актуализация знаний (по мере необходимости).

Мотивация (эмоциональная, содержательная, социальная)

Вес тела – сила, которая возникает под воздействием силы тяжести. Куда направлен вес тела?(вниз, также как сила тяжести) Вывод: на тело, погруженное в жидкость, действует сила, направленная вверх.

Мы знаем, что любое тело, находящееся в жидкости повергается давлению. Вспомним, формулу по которой это давление определяется (p=), силу давления (F=pS), массу тела m= и объем тела V=Sh

Работа с формулами. У каждого на столе карточки с формулами:

Когда называется «величина» ребята поднимают нужную карточку с формулой.

3

Постановка учебной задачи в начале или в процессе урока

Мы с вами вспомнили, что вес тела – сила, вызванная силой тяжести и направленная вниз, когда мы тело поместили в жидкость, вес тела уменьшился, потому что на тело подействовала другая сила, направленная вверх.

Выдвинем гипотезу.

На любое тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила. Что это за сила? Какова тема урока?

Запишем тему нашего урока: «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело».

Давайте сформулируем цель урока.

Изучить явление – действие жидкости или газа на погруженное в них тело.

Определим задачи нашего урока:

- определить, что такое выталкивающая сила;

- вывод формулы для определения выталкивающей силы;

- исследовать, от чего зависит сила, действующая на тело, погруженное в жидкость;

- решение задач по выведенной формуле.

4

Решение учебной задачи (усвоение новых знаний и способов действий).

Правила, понятия, алгоритмы

Проведем такой опыт. Подвесим груз на пружину и измерим длину пружины. Затем опустим груз, подвешенный на пружине, в сосуд с водой и измерим длину пружины в этом положении. Пружина стала короче. Точно такой же эффект мы могли бы получить, если бы действовали на груз снизу вверх с некоторой силой, например, приподняли рукой. Следовательно, наша гипотеза подтвердилась на опыте.

Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют выталкивающей. Обозначается: Fвыт . Куда же направлена выталкивающая сила? Можно легко догадаться, что эта сила направлена вертикально вверх.

Мы сначала наблюдали, затем провели опыт, каков будет следующий шаг.(Вывести формулу для расчета Fвыт )

Рассчитаем выталкивающую силу, действующую на помещенное в жидкость тело которое имеет форму параллелепипеда с площадью основания S и высотой h. Объем V этого тела равен Sh.

Силы, действующие на боковую поверхность параллелепипеда, попарно равны и уравновешивают друг друга.

Силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани параллелепипеда, неодинаковы.

На верхнюю грань параллелепипеда сверху силой F1 давит столб жидкости высотой h1

Так как F1=p1S

p1=ρжgh1, то F1= ρжgh1 S

На нижнюю грань параллелепипеда снизу вверх с силой F2 давит столб жидкости высотой h2

Так как F2=p2S

p2=ρжgh2, то F2= ρжgh2S

Тогда выталкивающая сила Fвыт равна разности сил F2-F1, т.е.

Fвыт= F2-F1= ρжgh2S- ρжgh1S= ρжgS(h2- h1)= ρжghS, где h-высота параллелепипеда.

Fвыт= ρжghS= ρжgV

Так как ρжV=mж, где mж- масса жидкости в объеме параллелепипеда. Следовательно, Fвыт= gmж=Pж, т.е. выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тело.

Так же и на тела, находящиеся в газе, действует сила, выталкивающая их из газа. Под действием этой силы воздушные шары поднимаются вверх. (Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях)

Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу

Поэтому если какое-либо тело взвесить в жидкости или газе, то его вес окажется меньше веса в воздухе.

А как можно измерить выталкивающую силу?

Р1 – вес тела в воздухе, Р2 – вес тела в жидкости. Fвыт = Р1 – Р2 (есть разница в весе тела).

5

Первичное закрепление (проверка понимания учебного материала)

3.Мы с вами вывели формулу для определения выталкивающей силы, определили, как можно измерить выталкивающую силу. Следующим шагом будет исследовать, от чего зависит сила, действующая на тело, погруженное в жидкость. Для этого выполним некоторые эксперименты.

Работа в группах.

Определим, от каких фактов зависит или не зависит выталкивающая сила.

Разбиваемся на небольшие группы, выбираем «старшего» в группах. Каждая группа получает свое задание.

Задание первой группе.

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от массы и плотности тела.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, тела разной плотности, нить.

Порядок выполнения задания:

1 . Возьмите железный цилиндр. Определите с помощью динамометра вес тела в воздухе Р1.

2. Не снимая с динамометра, погрузите тело в воду и определите вес этого тела Р2.

3.Определите выталкивающую силу, действующую на тело.

4. Повторите опыт с другим телом. Результаты измерений внесите в таблицу:

5. Сравните выталкивающие силы, действующие на тела.

Сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от плотности тела или массы.

Подготовьте краткий отчет о проделанной работе.

Задание второй группе.

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от объема тела.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема, динамометр, нить.

Порядок выполнения задания:

Возьмите тело с меньшим объемом и определите вес тела в воздухе Р1.

Погрузите это тело в воду и определите вес тела в воде Р2.

Повторите опыт с телом большего объема.

Определите выталкивающую силу в обоих случаях. Результат внесите в таблицу:

Сравните результаты и сделайте выводы о зависимости (независимости) выталкивающей силы от объема.

Подготовьте краткий отчет о проделанной работе.

Задание третьей группе.

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости, в которую погружено тело.

Оборудование: динамометр, нить, сосуд с водой, сосуд с раствором соли, небольшое тело.

Порядок выполнения работы:

Определите вес тела в воздухе Р1.

Опустите тело полностью в сосуд с водой и определите его вес в воде Р2.

Повторите этот опыт с раствором соли.

Определите выталкивающие силы в обоих случаях и занесите результаты в таблицу:

Чем отличаются эти жидкости?

Что можно сказать о выталкивающих силах, действующих на тело в различных жидкостях?

Сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от плотности жидкости.

Подготовьте краткий отчет о проделанной работе.

По ходу отчетов каждой группы на доске заполняется схема:

ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА

ЗВИСИТ ОТ НЕ ЗАВИСИТ ОТ

объема тела;

плотности жидкости; плотности и массы тела;

Молодцы! Все группы справились со своими заданиями.

6

Обобщение усвоенного материала и включение знаний в систему

Мы с вами определили, от чего зависит выталкивающая сила, а также вывели формулу для определения выталкивающей силы. Теперь применим эту формулу при решении задач.

Вычислите выталкивающую силу, действующую на гранитную глыбу, если она при полном погружении в воду вытесняет 0, 8 м3 воды

Дано:

V= 0,8 м3

g=10Н/кг

Найти: Fвыт

Решение:

Fвыт= V g = 8000Н= 8кН

Ответ: Fвыт= 8кН

2.На сплошное тело массой 500г, полностью погруженное в воду, действует выталкивающая сила 2 Н. Какова плотность этого тела?

3.Цинковый шар весит 3,6Н в воздухе, а при погружении в воду – 2,8Н. Сплошной этот шар или имеет полость? Если не сплошной, то определите объем полости. Плотность

Цинка 7100 кг/м3

7

Рефлексия (знаниевая)

Рефлексия

( эмоциональная)

Подведем итоги: Вернемся к целям нашего урока. Достигли мы цель и задачи урока?

Изучить явление – действие жидкости или газа на погруженное в них тело.

Определим задачи нашего урока:

- выяснить причину выталкивания тел из жидкости и газа;

- научиться определять выталкивающую силу;

- исследовать от каких параметров зависит сила действующая на тело, погруженное в жидкость;

- практическое применение.

Вывод: Сегодня мы с вами экспериментально выяснили что на все тела погружённые в жидкость, со стороны жидкости действует выталкивающая сила. Величина этой выталкивающей жидкости численно равна весу вытесненной жидкости. Подобная сила действует и на тела погружённые в жидкость и на тела погружённые в газ, т.е. вес тела погружённого в жидкость меньше, чем вес тела погружённого в воздух. А вес тела погружённого в любой газ, будет меньше чем вес тела в вакууме. Исходя из это, запишем с вами ещё одно определение: Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

Что вам понравилось на уроке?

8

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

1.Изучить п. 50

2.Решить задачу

Определите объем куска алюминия, на который в керосине действует выталкивающая сила, равная 12Н.