Урок по физике для 7 класса по теме «Поведение тела в жидкости. Условие плавания тела»

Конспект урока по теме: «Поведение тела в жидкости. Условие плавания тела»

Учителя Борковой Т.Б.

Цели урока. 1) Образовательная: добиться усвоения учащимися условия плавания тел на основе изученного понятия об архимедовой силе;

2) Развивающая: развивать умение работать с физическими приборами, определять архимедову силу с помощью мензурки; развивать такие мыслительные операции как анализ, синтез, сравнение, обобщение.

3) Воспитательная: воспитание таких качеств личности как активность, настойчивость, наблюдательность.

Оборудование. Демонстрационное: сосуд с водой, кусок пробки и пластилина, «картезианский водолаз», таблица «Подводная лодка». Лабораторное: мензурки с водой, весы с разновесами, пробирки с пробками, сухой песок.

Ход урока.

Актуализация знаний

Постановка учебной проблемы

«Открытие» нового знания

Закрепление знаний.

Итог урока

- На предыдущих уроках мы позна-комились с действием жидкости и газа на погруженные в них тела, научились разными способами оп-ределять архимедову силу. Эти знания пригодятся вам на се-годняшнем уроке, который поможет нам понять, почему тела по-разному ведут себя в жидкости. Желаю всем успеха и хороших оценок на уроке.

- В начале урока дайте ответ на следующие вопросы:

- Какая сила действует на любое тело находящееся на Земле или вблизи нее?

- Как направлена эта сила?

- С помощью каких приборов мож-но определить величину этой силы?

- А как с помощью весов можно определить силу тяжести?

- В каких единицах выражают мас-су тела при расчете силы тяжести?

- А какие силы действуют на тело, находящееся в жидкости?

-Каково направление этой силы, и как ее можно рассчитать?

- С помощью какого прибора, кроме динамометра, можно определить архимедову силу? Дает задание:

- Определите выталкивающую си-лу, действующую на тело, изоб-раженное на рисунке. Первона-чальный уровень воды отмечен стрелкой. На слайде:

- С чего следует начать решение задачи?

- Что можно определить, зная цену деления?

- А как рассчитать архимедову силу?

- Какой получился ответ?

- У меня есть кусок пробки и кусок пластилина. Что произойдет, если пробку положить на воду?

Кладет пробку на воду.

- А что произойдет с куском плас-тилина в этом же случае?

Кладет пластилин на воду.

- А теперь повторим еще раз опыт с пластилином.

Придает куску пластилина форму коробочки и опускает ее на воду.

- Что вас удивило?

- А вы что ожидали увидеть?

- Значит, какой возникает вопрос?

- Приведите примеры из собст-венных наблюдений, когда тело, имеющее плотность больше, чем у жидкости, плавает на ее по-верхности.

- Таким образом, зная плотность материала из которого сделано тело, всегда ли можно заранее преду-гадать, будет оно тонуть или пла-вать в жидкости?

- А что же для этого надо знать?

- Верно, о поведении тела в жидкости можно судить по величине действующих на него сил.

-Каким же способом можно ус-тавить условия, определяющие поведение тела в жидкости?

- В качестве тела, за поведением которого в воде будем наблюдать, возьмем пробирку. Какие измери-тельные приборы вам потребуются для опытов?

Наблюдает за выполнением рабо-ты.

После того, как работа выполнена всеми парами, организует обсуж-дение результатов работы:

- При каком же условии тело, находящееся в жидкости, тонет?

-При каком условии тело, поме-щенное в жидкость всплывает?

- Почему всплывающее тело, достигнув поверхности жидкости, при дальнейшем его движении вверх, в конце концов, останавли-вается?

- При каком же условии тело плавает на поверхности жидкости или внутри ее?

- А как иначе этот вывод можно сформулировать, зная закон Архи-меда?

- Как зависит объем погруженной в жидкость части тела, плавающего на поверхности жидкости, от его массы?

- Как, зная условие плавания тела, можно ответить на вопрос, возник-ший в начале урока?

- А теперь оформите с помощью рисунка, полученные на уроке знания. Подумайте, как это можно сделать.

В результате обсуждения появ-ляется опорный сигнал, который оформляется на слайде и в тетра-дях.

На слайде:

- При выполнении работы мы изменяли силу тяжести, а как иначе можно было провести наблюдение за поведением тела в жидкости?

- Каким образом?

- Итак, какую проблему мы рас-смотрели на уроке? Какова тема урока?

Организует решение качественных задач, следующего содержания:

1)деревянная доска, на которую действует сила тяжести 100Н, плавает в воде. Какова, действу-ющая на нее архимедова сила?

2)Л.522. На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок проб-ковый, а какой из льда.

На слайде:

3) - Французский ученый Декарт придумал прибор, названный «кар-тезианским водолазом». Демонст-рирует прибор и показывает его действие.

- Объясните наблюдаемое явление.

-Что напоминает вам «карте-зианский водолаз»?

4)- Почему подводная лодка может не только плавать, но погружаться и всплывать? Как это достигается?

- Верно, перед погружением в них заполняют водой балластные ка-меры. А при подъеме вода из камер вытесняется сжатым воздухом. (Показывает таблицу, изобра-жающую строение лодки).

5) - А как регулируют глубину по-гружения рыбы? Киты?

- Итак, что нового вы узнали на уроке?

- Каким способом «открыли» новое знание?

- Что было интересно?

Задаёт домашнее задание: § 50(вы-борочно), задание 27 стр.90 ( зальет ли вода свечу?) из «Книги для чтения по физике».

Для желающих - задача: в аквариу-ме с водой, имеющем форму пря-моугольного параллелепипеда, пла-вает тело неправильной формы. Как определить массу этого тела, если в вашем распоряжении только линей-ка. Опишите кратко все этапы ра-боты.

- Сила тяжести.

- Она направлена вертикально вниз.

- С помощью динамометра или весов.

- Определить с помощью весов массу тела, а затем рассчитать силу тяжести по формуле:

F = m g.

- Массу надо выразить в килограммах.

- Кроме силы тяжести действует еще выталкивающая сила.

- Эта сила направлена верти-кально вверх и равна весу вытесненной телом жидкости, т.е. ее можно вычислить по формуле: F_а= V_в.ж.g ρ_ж.

- С помощью мензурки.

- Определить цену деления шка-лы мензурки, цена деления шкалы равна 10 см³.

- Можно найти объем, вытес-ненной телом воды, он равен 20см³.

- С помощью закона Архимеда, но сначала надо выразить объем в м.³.

- 0,2 Н.

- Она будет плавать, т.к. ее плотность меньше, чем у воды.

Наблюдают ее плавание на поверхности воды.

- Он утонет, т.к. его плотность больше, чем у воды.

Наблюдают, как он тонет.

Наблюдают плавание плас-тилиновой коробочки на по-верхности воды.

- Теперь пластилин плавает, а не тонет.

- Думали, что будет тонуть, ведь плотность его по-прежнему больше, чем у воды.

- Почему кусок пластилина то-нет в воде, а тот же кусок, имеющий форму коробочки, пла-вает на ее поверхности.

- Лодка сделана из металла, но плавает на воде; стеклянная банка плавает на поверхности воды и т.п.

- Нет.

- Очевидно, надо знать величину силы тяжести и выталкивающей силы, которые действуют на тело.

- С помощью эксперимента.

-Мензурка для определения архимедовой силы и весы для определения силы тяжести.

Работают в парах, все необхо-димые записи делают в плане исследования, который выдает-ся каждому ученику.

Сравнивают свои выводы с теми, которые формулируются в ходе обсуждения.

-Тело в жидкости тонет, если сила тяжести больше архимедо-вой силы.

-Тело всплывает, если архиме-дова сила больше силы тяжести.

-Объем погруженной в жид-кость части тела уменьшается, поэтому уменьшается и архи-медова сила, когда она срав-няется с силой тяжести, тело начинает плавать на поверхности жидкости.

- Тело плавает, если архимедова сила равна силе тяжести.

-Тело плавает, если вес, вытес-ненной им жидкости равен силе тяжести, действующей на тело.

- Чем больше масса тела, а значит и сила тяжести, тем больше объем погруженной в жидкость части тела при его плавании на поверхности жид-кости.

- Кусок пластилина тонет, т.к. действующая на него сила тяжести больше архимедовой силы, т.е. больше веса вытес-ненной им воды при погру-жении. Пластилиновая коробоч-ка плавает, потому что сила тяжести равна архимедовой силе, т.е. весу вытесненной воды, который в этом случае больше, т.к. объем погруженной в воду части тела увеличился.

Предлагают разные варианты.

- Можно было изменять архи-медову силу.

- Изменять, например, плотность жидкости. В нашем случае, уве-личивая плотность воды с помощью добавления соли.

Формулируют тему урока.

- Согласно условию плавания тела она равна 100Н.

-Из этих брусков самую боль-шую плотность имеет ледяной брусок, а самую маленькую - пробковый. Значит, наибольшая сила тяжести действует на ледяной брусок, а самая малень-кая- на пробковый. Следователь-но, наибольший объем находится в воде у ледяного бруска, а наименьший - у пробкового. 1- ледяной, а 3 - пробковый.

Объясняют явление.

- Напоминает подводную лодку.

- Лодка плавает, т. к. вес вы-тесненной ею воды равен силе тяжести. Очевидно, изменяют силу тяжести, действующую на

лодку.

Отвечают на вопрос, используя знания по биологии и знания, полученные на уроке.

План исследования поведения тела в жидкости

1. Запишите цель работы: …………………………….

2. Укажите оборудование: ……………………………

3. Определите массу пробирки с пробкой и рассчитайте силу тяжести.

4. Поместите пустую пробирку, закрытую пробкой в воду; определите выталкивающую силу; результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

2

3

4

5

5. Повторите те же самые действия еще 3 раза, добавляя в пробирку песок до уровней, указанных метками на пробирке; результаты опытов запишите в таблицу.

6. Запишите ответы на вопросы: 1) при каком условии тело в жидкости плавает на ее поверхности или внутри жидкости?..................................................................................................... 2) как зависит объем находящейся в жидкости части тела от массы тела?..................................... 3) при каком условии тело в жидкости тонет?...................................................................................

7. Погрузите пустую пробирку, закрытую пробкой в воду; удерживая её под водой, отпустите пробирку. Что наблюдаете?..................................................................................................................

8. Запишите в таблицу значения архимедовой силы и силы тяжести, действующих на пробирку в последнем опыте.

9. Запишите ответы на вопросы:

1) при каком условии тело в жидкости всплывает?...............................................................................

2) почему всплывающее тело, достигнув поверхности жидкости, при дальнейшем движении в конце концов останавливается?................................................................................................................