Урок Плавание судов. Воздухоплавание.

Тема: Плавание судов. Воздухоплавание.

Цель урока: рассмотреть физические основы плавания тел, судов, воздухоплавания; дать понятие осадки судна, ватерлинии, водоизмещения судна, его грузоподъемности.

Задачи урока:

• Познакомить учащихся с условиями плавания тел, судов, воздухоплавания и с историей развития отраслей судостроения и воздухоплавания.

• Прививать культуру умственного труда, развивать познавательный интерес к предмету.

• Развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

Тип урока: урок формирования новых знаний.

Оборудование урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, авторская презентация "Плавание судов", , стакан с газированной водой и металлический шарик, оборудование для фронтальной работы (сосуд с водой, фольга, монеты, гвоздь), набор тел разной плотности; пластилиновый и пенопластиковый кубики одинаковых размеров; клубень картофеля; пробирка с поваренною солью.

Методы обучения: частично-поисковый (по типу познавательной деятельности) и творчески-исследовательский (по источнику получения знаний).

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания

Давайте вспомним основные понятия изученный на прошлом уроке:

1. На любое тело, погруженное в жидкость или газ, со стороны жидкости или газа действует выталкивающая сила.

2. Выталкивающую силу называют силой Архимеда.

3. Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела, направленная вертикально вверх и приложенная в центре давления.

Демонстрация: проделаем опыты с кубиками из: пенопласта, картофеля и пластилина.

Сделаем выводы:

1) про соотношение плотностей,

2) про соотношение силы тяжести и Архимедовой силы

Демонстрация: опыты с яйцом и разной соленостью воды

Демонстрация: опыты с разными шариками в воде

Вывод: Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая его часть погружена в жидкость.

3. Изучение нового материала

- А как плавают живые организмы в воде?

(Их средняя плотность почти не отличается от плотности воды, поэтому их вес практически полностью уравновешивается силой Архимеда.)

Демонстрация. Проведем опыт. В сосуд с водой поместим железную гайку. Как видим, она утонула. Значит, железо тонет в воде.

- Какие металлические сооружения вы знаете, которые не тонут? (корабли)

- Сформулируйте тему сегодняшнего урока.

Тема нашего сегодняшнего урока «Плавание судов. Воздухоплавание»

Говоря о плавании судов, можно заметить, что необходимость в таком способе передвижения у человека была всегда. Первыми плавательными средствами были стволы деревьев, надутые мешки из шкур животных, плоты, позднее - лодки.

Развитие цивилизации привело к необходимости расширения торговли, перевозки различных видов товаров, открытие новых морских путей. При этом не только изменились размеры плавающих судов, ни и их конструкция.

Более 4 тысяч лет назад стали использовать паруса. Парусный флот достиг истинного расцвета к середине XIX. Некоторые парусники развивали скорость до 20 узлов (1 узел = 1,852 км/ч).

Переворот в строительстве судов произошел в 1807 году, когда Р. Фултон построил первый пароход в США, который работал на энергии водяного пара.

«Клермонт» - первый пароход Фултона мог развивать скорость 9 км/ч. Строительство пароходов быстро вытеснили парусный флот.

Таким образом, существуют многотонные танкеры, перемещающиеся на огромные расстояния, находящиеся на поверхности воды.

Строительство современных плавательных судов основано на применение материалов, плотность которых выше плотности воды. Почему же танкеры, крейсеры, изготовленные из стали и железа держатся на воде?

- Как это объяснить?

При строительстве судна используют различные материалы, корпус и внутренние перегородки, на которые оказывается значительная нагрузка, изготавливают из металла. Однако в трюмах корабля находится много воздуха. Если мы разделим вес корабля на его объем, то полученная средняя плотность будет меньше плотности воды.

- А что такое средняя плотность?

Демонстрация опыта с шариком и корабликом из пластилина.

На этом опыте показываем понятие средней плотности кораблика.

- Показ слайда для выведения понятия средней плотности на примере домика из глины

Демонстрация опыта с алюминиевым листом и лодочкой

Лист алюминия опускается в воду. Он тонет. Из такого же листа делается коробочка (лодочка). На весах можно показать, что массы листа и коробочки равны. Коробочка опускается на поверхность воды. Почему она плавает? Ведь материал один, массы одинаковы. В чем различие?

Различие между простым алюминиевым листом и алюминиевой коробочкой в разном объеме вытесненной жидкости. Значит сила Архимеда, действующая на коробочку, больше действующей на лист. В нашем случае коробочка - модель судна.

Демонстрация опыта по плаванию модели металлического и пластмассового кораблика.

При этом необходимо обратить внимание учащихся на то, что в корпусе модели много пустот с воздухом. Точно также и в больших кораблях. Это - отсеки между переборками в трюме, каюты и т.д.

Демонстрация: плавание тел, плотность которых больше плотности воды: одна алюминиевая крышка от упаковки для диафильмов помещаем на поверхность воды - сначала вверх дном (она не тонет), потом - вниз дном (она плавает) и берем монету 5 рублей - она сразу утонет.

Демонстрация: вытесненной воды пластмассовым стаканом при наложении в него разного груза.

1. Помести стакан в аквариум с водой и поместим в него немного груза. Отметим маркером уровень воды на аквариуме.

2. Добавим в стакан еще груза и отметим новый уровень воды в аквариуме.

3. Сделаем вывод.

Вывод: Суда, изготовленные из тяжелых материалов, плавают в воде потому, что вес воды, вытесненной подводной частью судна (это сила Архимеда), равен весу судна с грузом в воздухе или силе тяжести, действующей на судно с грузом.

Демонстрация. Осадка и ватерлиния у пластмассового стакана.

Берем пластмассовый стакан и наливаем в него закрашенной воды, до тех пор, пока стакан не утонет. Повторим опыт, но наливаем жидкости до предела, но чтобы стакан не утонул.

• Часть утонувшего стакана называется осадкой,

• Предельное значение жидкости в стакане находится на уровне ватерлинии.

При определенной осадке сила тяжести корабля уравновешивается силой Архимеда.

Опр. Осадкой корабля называется глубина погружения судна в воду.

Опр. Наибольшая допускаемая осадка судна обозначена на корпусе судна красной линией, называемой ватерлинией.

При полной загрузки судно не должно опускаться ниже грузовой ватерлинии. Иначе это может привести к потере устойчивости и перевороту корабля.

Осадка океанских кораблей может достигать более 20 м, а надводная часть при этом составляет 8- 10 м.

Рассмотрите рисунки.

- На какой из кораблей действует большая сила Архимеда и почему? Плотность воды в обоих случая одинаковая.

(Большая сила Архимеда действует на второй корабль. Чем больше объем погруженной части, тем больше сила Архимеда.)

- Как изменится осадка корабля при переходе из реки в море? И почему?

(Осадка корабля уменьшится. При увеличении плотности жидкости выталкивающая сила станет больше силы тяжести, действующей на корабль. Он будет подыматься на поверхность до тех пор, пока сила тяжести и сила Архимеда не сравняются. Объем погруженной части при этом станет меньше.)

Опр. Масса воды, вытесненная судном, называется водоизмещением.

Эта величина выражается обычно в тоннах. Большие танкеры имеют водоизмещение от 100000 до 500000 тонн.

Современные танкеры для перевозки нефти имеют водоизмещение более 500 000 тонн. Если вычесть из этого показания массу самого корабля, то мы узнаем грузоподъемность судна.

Опр. Грузоподъемность - разность между водоизмещением судна и весом самого судна.

Судостроение зародилась в глубокой древности. Развитое судостроение существовало Древнем Египте, Финикии, Древнем Китае. В Средние века суда в значительных количествах строились в Византии, в государствах Средиземноморья и Северной Европы, в Древней Руси.

Развитие торговли способствовало прогрессу в этой области.

Вначале для движения судна по воде использовали парус. Парусный флот достиг рассвета к середине девятнадцатого века.

- Какие морские путешествия вы знаете?

(Открытие Колумбом Америки, кругосветное путешествие Магеллана и многие другие).

Все они стали возможны благодаря развитию судостроения.

Изобретение парового двигателя и создание парохода, быстро вытеснило парусный флот.

Ведения понятий "Судно" и "Корабль".

Опр. Су́дно - плавучее сооружение, предназначенное для , , военных, научных, и других целей.

Опр. Корабль - , входящее в состав государства, боевая и организационная единица ВС государства способная решать определённые боевые или специальные задачи, в и ;

2) многомачтовое парусное судно с прямыми парусами

3) в общем смысле - крупное морское судно.

О водном транспорте и пойдет наш разговор, а вы заполните таблицу

(у каждого учащегося в тетради есть заготовка):

Водный транспорт.

Надводный транспорт

• По району отправления.

• По типу двигателя

• По назначению.

• Парусные суда