Урок физики в 7 классе по теме «Архимедова сила»

Тема: Архимедова сила

Цель урока:

Образовательная: сформировать знания учащихся при изучении закона Архимеда, умение добывать и применять знания, формирование навыков самообразования  при решении проблемных и экспериментальных задач;

Развивающая: формирование кругозора учащихся, умение аргументированно объяснять, делать выводы из экспериментов, работать с таблицами, приводить примеры, развитие познавательного интереса активности, памяти, воли и выражение своих мыслей и эмоций;

Воспитательная: воспитание культуры речи, формирование коммуникативной культуры учащихся, взаимопомощи.

Эпиграф: Без сомнения, все наше знание начинается с опыта.

Кант Иммануил (Немецкий философ, 1724- 1804 гг.)

Оборудование. На каждом столе приготовлены:

1. Сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, нить.

2. Сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр.

3. Коромысло весов, сосуд с водой, сосуд с солёной водой, два одинаковых цилиндра.

4. Кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

5. Мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, динамометр.

Ход урока

Слайд 1

Сегодня на уроке мы продолжим изучать действие жидкости и газа на погруженные в них тела.

-Вспомните, какая сила действует на тело, погруженное в жидкость или газ? (Выталкивающая).

-Как она направлена? (Вертикально вверх).

-Какой простой опыт может подтвердить сказанное? (Опыт с теннисным шариком).

-Чему равна выталкивающая сила?

-Как на опыте можно определить значение выталкивающей силы? (Необходимо измерить вес тела в воздухе, затем вес тела в жидкости и из веса тела в воздухе вычесть вес тела в жидкости).

-На каждое тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила? (Да.)

Слайд 2- Древнегреческий математик и физик, живший в 287 г. до нашей эры, Архимед впервые указал на существование выталкивающей силы и рассчитал её значение. А теперь попробуйте догадаться, как будет звучать тема сегодняшнего урока.

- Правильно! Тема нашего урока: «Архимедова сила»

Выталкивающую силу ещё называют архимедовой силой.

Слайд 3

- Начать наш урок я хочу словами Иммануила Канта «Без сомнения, все наше знание начинается с опыта». Поэтому сегодня вы не просто учащиеся VII класса, а исследователи. Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже подвергался изучению, а исследователем действия жидкости на погружен­ное тело был Архимед.

Слайд 4

Нам предстоит сегодня «переоткрыть» его закон, т.е. узнать, от каких физических величин зависит выталкивающая сила.

Аристотель советовал нам «сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью». Прислушаемся к его совету. Итак, в путь!

Слайд 5

Выдвижение гипотез.

Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит:

от объема погруженного тела;

от его веса (или массы);

от плотности жидкости;

от глубины погружения тела;

от формы тела.

- Подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы.

Экспериментальная работа.

- У вас на партах лежат листы, которые вы будете заполнять в ходе своего исследования.

Слайд 6

1) Проверка зависимости F выт от V тела.

Учащиеся подвешивают к рычагу два тела равной массы, но разного объема (цилиндр из алюминия и картофелина), добиваются его равновесия, а затем погружают тела в воду. Наблюдают нарушение равновесия, делают вывод о зависимости F выт от объема тела, причем эта зависимость - прямая пропорциональность. Делают соответствующие записи в тетради.

2) Проверка зависимости F ВЫТ от веса (или массы) тела.

Учащиеся подвешивают к рычагу два тела одного объема, но разной массы, добиваются его равновесия, а затем погружают тела в воду. Наблюдают: равновесие не нарушилось, следовательно, выталкивающая сила массы тела (или его веса) не зависит. Результаты отражают в тетради.

3) Проверка зависимости Fвыт от глубины погружения тела в жидкость.

Учащиеся подвешивают к рычагу два одинаковых тела, добиваются е равновесия, погружают тела в воду на разную глубину. Наблюдают: равновесие не нарушилось, делают вывод о независимости выталкивающей силы от глубины погружения в жидкость. Делают соответствующие записи тетради.

4) Проверка зависимости F выт от формы тела.

Учащиеся подвешивают к рычагу два тела одинакового объема, но разной формы, добиваются равновесия и погружают тела в воду. Наблюдают, равновесие не нарушилось. Делают вывод о независимости силы выталкивания от формы тела, делают записи в тетради.

5) Проверка зависимости F ВЬ|Т от плотности жидкости.
Учащиеся подвешивают к рычагу два одинаковых тела, добиваются равновесия и погружают одно тело в чистую воду, а второе - в насыщенный раствор поваренной соли. Наблюдают: нарушение равновесия, в paстворе соли тело выталкивается сильнее. Делают вывод о зависимости сил; выталкивания от плотности жидкости.

Слайд 7

После экспериментальной проверки всех гипотез учащиеся формулируют вывод о зависимости силы выталкивания от плотности жидкости объема тела. Характер зависимости - пряма пропорциональность.

Вывод формулы выталкивающей силы.

Учитель теоретически выводит на доске формулу выталкивающей силы и обращает внимание учащихся на физические величины, входящие в нее ребята отмечают полное соответствие теоретических выкладок с результатами только что проведенных экспериментов.

Слайд 8

- Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда. Все цели на его исследования достигнуты. В ходе нашего исследования мы показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными проводить научное исследование. А теперь я предлагаю вам отдохнуть и посмотреть отрывок из мультфильма.

Слайд 9

- Выталкивающую силу человек отчетливо ощущает, принимая ванну. Закон неожиданно открылся Архимеду, представился в своей замечательной простоте. И Архимед воскликнул «Эврика!»

- А как вы думаете, что оно означает? («нашел»)

Первичное закрепление

- А теперь попробуем ответить на некоторые вопросы:

Слайды 10-14

Вопросы на слайдах

Слайд 15

Фотозадачи

2)Почему собака - водолаз легко вытаскивает тонущего человека из воды, но дотащив до берега, не может сдвинуть его с места?

3) Ходить по берегу, усеянному морской галькой босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

4) Один раз мальчик нырнул на глубину 2м, а в другой – на 3м. В каком случае его вода выталкивает сильнее?

5) Первоклассник и семиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее?

Это интересно!

Учитель вместе с учащимися вспоминает об интересных фактах, ка­сающихся изучаемой темы.

Например, существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мертвое море Палестины. Воды его настолько солены, что в них не может жить ни одно живое существо. Утонуть в такой тяжелой жидкости нельзя: человеческое тело легче ее.

Сила Архимеда помогает поднимать затонувшие суда. Один из самых больших ледоколов «Садко», по халатности капитана затонувший в Белом море в 1916 г., пролежал на морском дне 17 лет, его затем подняли понто­нами, и он снова вступил в строй.

Стебли подводных растений несмотря на чрезвычайную гибкость и длину, достигают иногда 60 м сохраняют в воде вертикальное положение благодаря силе Архимеда.

Увеличению плавучести способствуют также крупные воздушные пузыри, заключенные у некоторых водорослей в концах стеблей и играющие роль поплавка.

Где вы в жизни встречаетесь с Архимедовой силой?

Демонстрация фотозадач

(Рыбы) Рыбы могут легко регулировать глубину своего погружения, меняя объем своего тела благодаря плавательному пузырю. Погружаться или всплывать будет рыба, при уменьшении объема плавательного пузыря? (Погружаться, т.к. при уменьшении объема тела, уменьшается и Архимедова сила).

(Кит) Кит, хотя и живет в воде, но дышит легкими. Однако, имея легкие, кит не проживет и часа, если окажется на суше. Почему? (Громадная сила тяжести прижмет животное к земле. Скелет кита не приспособлен к тому, чтобы выдержать эту тяжесть, даже дышать кит не сможет, т.к. для вдоха он должен расширить легкие, т.е. приподнять мышцы, окружающие грудную клетку, а в воздухе эти мышцы весят несколько десятков тысяч ньютонов).

Заключительное слово учителя.

Слайд 16

- Скажите, ребята, что нового вы узнали сегодня на уроке?

- Чему научились?

- Что для вас было наиболее интересным?

- Запишем д/з: п. 51

На этом наш урок подошел к концу. Очень надеюсь, что это не последнее наше научное исследование, мы еще не раз прокричим подобно Архимеду: «Эврика!». Большое спасибо, уважаемые коллеги, за совместную работу.

И в заключении я хочу предложить вам провести еще один эксперимент и определить с каким настроением вы уходите с урока?

На демонстрационном столе стоят два сливных сосуда с жидкостями разного цвета (розовый и голубой) в которые надо погрузить шарики. Если вы довольны своей работой на уроке, то опустите шарик в сосуд с розовой водой. Если же считаете, что что-то не получилось - то с голубой. О результате будем судить по количеству вылившейся воды.

Приложение

Экспериментальные задания.

Исследование для 1 группы.

Оборудование: Сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, нить.

1. Определите Архимедову силу, действующую на каждое из тел.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод о зависимости или не зависимости Архимедовой силы от плотности тела.

Исследование для 2 группы.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр.

1. Определите Архимедову силу, действующую на каждое из тел.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод о зависимости или независимости Архимедовой силы от объёма.

Исследование для 3 группы.

Оборудование: коромысло весов, сосуд с водой, сосуд с солёной водой, два одинаковых цилиндра.

1. Определите действие Архимедовы силы в пресной воде и солёной воде.

2. Чем отличаются эти жидкости?

3. Что можно сказать об Архимедовых силах, действующих на тело, погруженное в различные жидкости ( плотности этих жидкостей различны).

4. Сделайте вывод о зависимости или не зависимости Архимедовой силы от плотности жидкости, в которую погружено тело.

Исследование для 4 группы.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, динамометр.

1. Определите Архимедовы силы, действующие на тело на произвольной глубине h1 и на глубине h2, большей, чем h1.

2. Сделайте вывод о зависимости или не зависимости Архимедовой силы от глубины погружения тела.

Исследование для 5 группы.

Оборудование: Кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Кусочку пластилина придайте последовательно форму шара, куба, цилиндра.

2. Поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите Архимедову силу, действующую на погруженное в жидкость тело.

3. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости или не зависимости Архимедовой силы от объёма тела.