Урок по физике для 7 класса «Условия плавания тел»

Тема урока: «Условия плавание тел» - 7 класс

Цели урока:

Познакомить учащихся с различными приёмами физического мышления, способами и методами постижения истины.

сформировать знание условий, плавания тел;

самостоятельной экспериментальной работы учащихся.

Воспитание культуры организации учебного труда.

Задачи урока:

Обучающая:

Сформировать знание условий, при которых тела тонут, находятся в равновесии, всплывают, плавают на поверхности жидкости;

Развивающая:

Научить детей устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами, их вызвавшими, выдвигать гипотезы, их обосновывать и проверять достоверность.

Воспитывающая:

Продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»

Дидактический тип урока:

изучение нового материала

Форма урока:

урок-беседа с элементами поиска

Оборудование:

мультимедиа-проектор, карточки с заданиями, компьютерная презентация;

стальной гвоздь, кусочки свинца, алюминия, оргстекло, пенопласт, пробка, парафин, два сосуда (с водой и маслом), деревянный и пенопластовый брусок, сосуды с водой, пробирка с солью, ложка, сырая картофелина средней величины, кусок пластилина.

Учебник:

А.В.Перышкин. Физика 7 класс.

План урока

1.Огранизационный момент

2.Актуализация опорных знаний

3.Мотивация

4.Начало изучения нового материала

5.Исследовательская работа

6.Подведение итогов исследования

7.Систематизация знаний

8.Вывод

9.Подведение итогов урока

Ход урока.

Организационный момент.

Учитель. Здравствуйте, ребята. Сегодня у нас необычный урок: мы - экспериментаторы, т.к. физика- наука экспериментальная. Мы с вами будем приобретать новые знания при самостоятельном выполнении эксперимента. Мы будем сегодня, учиться выполнять исследование и его анализировать.

Актуализация опорных знаний

Учитель. Каждый исследователь должен обладать особыми знаниями, чтобы проводить эксперименты.

На этой странице вы видите вопросы (страница проецируется на экран). Они окрашены разными цветами: синим цветом окрашены легкие вопросы, зеленым посложнее и красным- сложные. Ваша задача выбрать себе вопрос соответствующего уровня сложности, быстро и правильно на них ответить.

Вопросы.

1. В какой воде и почему легче плавать: морской или речной?

2. Первоклассник и десятиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее? Почему?

3. Почему камень в воде легче поднимать, чем в воздухе?

4. Яйцо тонет в пресной воде, но плавает в соленой. Почему?

5. Как зависит Архимедова сила от объема тела?

6. К чашкам весов подвешены два одинаковых железных шарика (рис. 1). Нарушится ли равновесие, если шарики опустить в жидкости?

1. В сосуд погружены три железных шарика равных объемов (рис. 2). Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность рис 1. жидкости считать одинаковой)

2. В сосуде с водой (при комнатной температуре) плавает пробирка (рис. 3). Останется ли пробирка на такой же глубине, если воду слегка подогреть (охладить)?

рис. 2.

3. В воду опустили две одинаковые бутылки: одну пустую, а другую с водой. Равны ли по модулю архимедовы силы, действующие на них?

4. Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная гиря. Какое из этих тел легче удержать в воде?

5. Почему выталкивающая сила, действующая на одно и то же тело, в газах во много раз меньше, чем в жидкостях?

6. В воду опущен медный кубик массой 10 г и тонкая медная пластинка массой 10 г. Одинакова ли выталкивающая сила в обоих случаях?

7. к чашкам весов подвешены две гири- фарфоровая и железная- равной массы. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой

Вопросы для проверки усвоения материала:

Учитель. На предыдущих уроках мы познакомились с действием жидкости на тела, погруженные в нее. Какая сила возникает при погружении тела в жидкость?

Ученик. Архимедова сила.

Учитель. Как направлена эта сила?

Ученик. Она направлена вертикально вверх.

Учитель. От чего зависит архимедова сила?

Ученик. Архимедова сила зависит от объема тела и от плотности жидкости.

Учитель. А если тело не полностью погружено в жидкость, то как определяется архимедова сила?

Ученик. Тогда для подсчета архимедовой силы надо использовать формулу F_A= _жgV, где V - объем той части тела, которая погружена в жидкость.

Учитель. Какими способами можно на опыте определить архимедову силу?

Ученик. Можно взвесить жидкость, вытесненную телом, ее вес и будет равен архимедовой силе. Можно найти разность показаний динамометра при взвешивании тела в воздухе и в жидкости, эта разность тоже равна архимедовой силе. Можно определить объем тела с помощью линейки или мензурки. Зная плотность жидкости, объем тела, можно вычислить архимедову силу.

Учитель. Итак, мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует архимедова сила. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Почему? Сегодня мы выясним это. Запишите в тетради тему урока - «Условия плавания тел».

Мотивация.

Учитель. Переходим к следующему этапу урока. В нашу лабораторию попали видеофрагменты. Я предлагаю вам их просмотреть, и выяснить о чем идет речь? (Создается проблемная ситуация) На экране телевизора демонстрируется видеофрагмент «Плавание судов»

Учитель. Как высчитаете, о чем пойдет сегодня речь на уроке?

Ученик. Сегодня речь пойдет о плавании тел.

Начало изучения нового материала.

Учитель. Верно. Давайте откроем тетради и запишем тему урока: «Плавание тел». Сегодня мы будем говорить о том, Почему одни тела плавают, а другие тонут, почему гвоздь тонет, а огромный корабль нет, Закон Архимеда дает возможность разъяснить все вопросы, связанные с плаванием тел.

Пусть тело погружено в жидкость и предоставлено самому себе. Если вес тела больше веса вытесненной им жидкости, то оно будет тонуть - погружаться, пока не упадет на дно сосуда; если вес тела меньше веса вытесненной жидкости, то оно будет всплывать, поднимаясь к поверхности жидкости; только в том случае, если вес тела в точности равен весу вытесненной жидкости, оно будет находиться в равновесии внутри жидкости. Например, куриное яйцо тонет в пресной воде, но плавает в соленой. Можно сделать раствор соли, концентрация которого постепенно уменьшается кверху, так что выталкивающая сила внизу сосуда больше, а вверху меньше веса яйца. В таком растворе яйцо держится на такой глубине, где его вес в точности равен выталкивающей силе.

Если твердое тело однородно, т. е. во всех точках имеет одну и ту же плотность, то тело будет тонуть, всплывать или оставаться в равновесии внутри жидкости в зависимости от того, больше ли плотность тела плотности жидкости, меньше или равна ей. В случае неоднородных тел нужно сравнивать с плотностью жидкости среднюю плотность тела.

Если вес тела, погруженного в жидкость, меньше веса жидкости в объеме тела, то оно всплывает. Поднявшись на поверхность, оно плавает так, что часть его выступает из жидкости. Плавающие тела разных плотностей погружаются в жидкость на разную долю своего объема жидкости.

Льдина плавает, погрузившись в воду глубоко. Сосновое полено погружается при плавании только наполовину
Плавающие тела разных плотностей погружаются в жидкость на разную долю своего объема. Это объясняется тем, что при равновесии тела, плавающего на поверхности жидкости, вес вытесненного объема жидкости (в данном случае - объема части тела, находящейся под свободным уровнем жидкости) должен быть равен весу тела. Поэтому тело, плотность которого лишь незначительно меньше плотности жидкости (например, льдина в воде), погружается при плавании глубоко. У такого тела только при глубоком погружении выталкивающая сила делается равной весу тела. Если же плотность тела значительно меньше плотности жидкости, то тело погружается неглубоко. Сказанное можно проверить при помощи весов. Вместо одной из чашек подвесим ведерко, до краев наполненное водой, и уравновесим его гирями. Опустим в ведерко кусок дерева так, чтобы он свободно плавал, не касаясь дна ведерка. Из ведерка вытечет часть воды, вытесненная деревом, но равновесие не нарушится. Следовательно, вес вытекшей (вытесненной) воды равен весу плавающего куска дерева. В судостроении вес воды, вытесняемой судном, называется его водоизмещением. Очевидно, водоизмещение равно весу судна. При загрузке судно погружается глубже в воду и водоизмещение его возрастает на величину, равную весу груза.

Закон плавания тел положен в основу устройства ареометра. Ареометр представляет собой стеклянный сосуд с грузиком, снабженный длинным отростком, на котором нанесена шкала. При плавании в жидкости ареометр погружается на большую или на меньшую глубину в зависимости от плотности жидкости. Чем больше плотность жидкости, тем меньше погружается ареометр. На шкале отмечаются непосредственно значения плотности жидкости, отвечающей погружению ареометра до данного деления. Таким образом, отметки на шкале растут сверху вниз, Ареометр применяется обычно для точных измерений в жидкостях с близкими плотностями (например, в растворах разных концентраций). Точность измерения достигается благодаря тому, что отросток со шкалой делают тонким: тогда даже малым изменениям плотности отвечает заметное изменение глубины погружения.

Физика- наука экспериментальная и мы сегодня с вами исследователи-экспериментаторы. У нас работает четыре группы исследователей - экспериментаторов. Любой экспериментатор должен обладать умениями и навыками по выполнению эксперимента. Любой эксперимент включает в себя: осознание цели эксперимента, подбор необходимого оборудования, сборку установки, анализ увиденного или полученных данных. Но мы с вами только начинаем учиться планировать и выполнять эксперимент, я думаю, эти умения у вас сформируются на протяжении всего времени обучения физике. Я вам сегодня помогу - формулирую цель каждого эксперимента, предлагаю ряд вопросов каждой группе, но чтобы на них ответить вы должны провести экспериментальные исследования. Перед каждой группой свои задачи. (Задания для исследований, напечатанные на отдельных листах, раздаю группам учащихся. Работа выполняется самостоятельно. В тетрадях делают записи.)

Учитель. По окончании работы каждая группа предлагает ответы к вопросам, чтобы правильно ответить на вопросы необходимо провести эксперимент. Каждая группа делает выводы - добились ли они цели своего эксперимента. Затем мы составим таблицу, которая и объединит все ваши выводы. Таблица называется «Условия плавания тел»

Исследовательская работа.

1Группа. Провести наблюдение: какие из предложенных тел тонут, а какие плавают в воде. Найти в таблице учебника соответствующие плотности и сравнить их с плотностью воды. Результаты оформить в виде таблицы.

Результаты оформить в виде таблицы.

Для выполнения задания нужны сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, кусочки свинца, алюминия, оргстекло, пенопласт, пробка, парафин.

2 Группа. Сравнить глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубика одинакового объема: выяснить, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности. Результат опыта представить на рисунке.
Для проведения опыта необходимо: два сосуда (с водой и маслом), деревянный и пенопластовый брусок.

3 Группа. Заставить картофелину плавать в воде. Объяснить результат опыта.

Оборудование: Сосуд с водой, пробирка с солью, ложка, сырая картофелина средней величины.

4 Группа. Добиться, чтобы кусок пластилина в воде плавал.
Оборудование: сосуд с водой, кусок пластилина.

Подведение итогов исследования.

Слово предоставляется первой группе, как они ответили на свои вопросы.

Ученик 1. У нас на столе имеются сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, кусочки свинца, алюминия, оргстекло, пенопласт, пробка, парафин Мы заметили, что стальной гвоздь, кусочки алюминия и свинца тонут, пробка и пенопласт плавают на поверхности, а парафин и оргстекло погружены в жидкость, но не тонут.

Слово предоставляется 2 группе, а затем третьей и четвертой группам.

Ответы строятся учащимися в том же плане, что и у первой группы..

Ребята самостоятельно приходят к выводам об условиях плавания тел.

Закрепление материала. Систематизация знаний.

При закреплении материала мы продолжаем составлять таблицу. К доске приглашаются руководители групп. И они выстраивают таблицу на доске.

Условия плавания тел

Поведение тела

Соотношения между силами

Соотношения между плотностями

Словесная запись

F_T ? F_A

Словесная запись

ρ_Т ? ρ_ж

Тело тонет,
если...

Сила тяжести больше архимедовой силы.

F_T > F_A

Плотность тела больше плотности жидкости

ρ_Т > ρ_ж

Тело плавает, если...

Сила тяжести меньше архимедовой силы.

F_T < F_A

Плотность тела меньше плотности жидкости

ρ_Т < ρ_ж

Тело находится в равновесии в любом месте жидкости, если...

Сила тяжести равна архимедовой силе.

F_T = F_A

Плотность тела равна плотности жидкости

ρ_Т = ρ_ж

Вывод

Учитель. Давайте вернемся к началу урока. Мы подошли к разрешению смысла видеофрагмента. Какой вывод мы можем сделать?

Ученик 1. Плавание тел зависит от объема тела и плотности жидкости

Ученик 2 .Не зависит от формы тела и его плотности.

Ученик 3. Если р_в > р_ж - тело тонет;

Ученик 4. Если р_{в <} р_ж - тело плавает

Ученик 5. Получили условие плавания тел: р_в = р_ж.

Учитель. Молодцы ребята. Сегодня мы приобрели новые знания при самостоятельном выполнении эксперимента.

Подведение итогов работы.

Руководители групп анализируют работу своих групп. А члены групп делают выводы по уроку

1.сегодня я узнал…

2.было интересно…

3.было трудно…

4.я выполнял задания…

5. понял, что…

6.теперь я могу…

(Учитель отмечает наиболее хороших исследователей, указывает на причины неудач у тех, у кого они были)