Урок по физики на тему 'Архимедова сила'

ТЕМА: АРХИМЕДОВА СИЛА

Технологическая карта урока

Данные об учителе: Голубкина Екатерина Михайловна

Предмет: физика Класс: 7 Учебник (УМК): Пёрышкин А.В. Физика. 7 класс.

Тема урока: Архимедова сила Тип урока: урок изучения нового материала

Оборудование: комплект оборудования для динамики (динамометр (5 шт.), набор грузов (6 шт.), сосуды с водой спиртом, нить, кусок пластилина , раздаточный материал), высокий цилиндр. набор маркеров (4 шт.), магниты для доски с металлическим покрытием (6 шт.), ноутбук, проектор, экран.

Планируемый результат:

Характеристика учебных возможностей и предшествующих достижений учащихся класса, для которого проектируется урок:

Учащиеся владеют

• регулятивными УУД:

• формулировать вопросы по теме на основе опорных (ключевых и вопросительных) слов (2 уровень);

• преобразовывать практическую задачу в учебно-познавательную совместно с учителем (2 уровень);

• познавательными УУД:

• собирать и выделять информацию, существенную для решения проблемы, под руководством учителя (1 уровень);

У большинства учащихся сформированы

• коммуникативные УУД:

• высказывать свою точку зрения по инициативе учителя;

• личностные УУД:

• осуществлять рефлексию своего отношения к содержанию темы.

Ход урока

1. Организационный момент. - Сегодня, ребята, мы проведем урок-исследование, в котором познакомимся с новым видом сил, действующих на тела, погруженных в жидкость или газ.

Создание проблемной ситуации:

2. Проблемный вопрос: - Вспомните купание летом или в бассейне. Вам приходилось нырять за предметами, лежащими на дне? Это может быть камень или игрушка на дне бассейна. Какие необычные ощущения вам приходилось испытывать?

Ответ: Чтобы нырнуть, надо набрать воздуха в легкие и задержать дыхание. В воду надо входить вертикально вниз. Чтобы нырнуть глубже, надо взять с собой груз - камень. Затем, достав дно - вода выталкивает тело наверх.

Учитель: - Кто такого не ощущал? Давайте продемонстрируем это явление на резиновом мячике - опыт с мячиком, погруженным в жидкость.

Учитель: - Ребята, как вы думаете, почему мячик всплывает?

Ответ: Он наполнен воздухом, у него малая сила тяжести, на него действует сила, направленная вверх, эта сила называется выталкивающей силой.

Учитель: - Теперь пришло время рассказать вам одну древнюю легенду о древнегреческом ученом - механике и математике. «Однажды царь Гиерон (250 лет до н.э.) поручил ученому проверить честность мастера, изготовившего золотую корону. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на нее золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешевыми металлами. Ученому было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь. Много дней мучила ученого эта задача. Взвесить корону было легко, но как найти ее объем, ведь корона была очень сложной формы… И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну, и его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, ученый воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит «Нашел! Нашел!»

- Смоделируем ситуацию: У нас есть корона - позолоченная и есть ванна.

- Ребята, как найти объем короны или любого тела неправильной формы?

Ответ: Надо погрузить корону в ванну, измерить высоту подъема уровня жидкости, найти площадь основания ванны, затем вычислить объем вытесненной воды. Этот объем равен объему короны V=S·Δh. Вывод: Любое тело, погруженное в жидкость, вытесняет объем воды, равный объему тела.

- Ребята, как звали этого знаменитого ученого? Кто знает? Подумайте, как теперь называется выталкивающая сила?

Ответ: Учёного звали Архимед, поэтому сила называется «сила Архимеда» или «Архимедова сила».

Учитель: - Мы подошли к самому главному. Сформулируйте тему нашего урока. Открываем тетради, записываем число и тему урока «Сила Архимеда». Какие мы сегодня поставим задачи урока? Далее нам предстоит найти способ нахождения Архимедовой силы экспериментальным путем, найти формулу для расчета Архимедовой силы и сформулировать закон Архимеда.

Учитель: - Мы уже выяснили, что выталкивающая сила направлена вверх. Теперь нам предстоит найти формулы, по которым можно найти силу Архимеда и сформулировать закон Архимеда. Посмотрим, какие приборы есть у вас на столах.

Задача 1. Вам предстоит выяснить, как найти выталкивающую силу, действующую на цилиндр, погруженный в воду. Какие есть идеи? Как вы думаете, вес цилиндра в воздухе и в воде будет одинаковым? Давайте проверим.

Р₁= 1,6 Н Р₂= 1,4 Н

- Почему в жидкости вес стал меньше?

Ответ: На тело действует выталкивающая сила, направленная вверх.

Учитель: - Как найти выталкивающую силу?

F_выт =P₁ - P₂ = F_арх- Как мы ее назвали по-другому?

- Обводим формулу в рамочку.

F_{арх =} 1,6 Н - 1,4 Н = 0,2 Н

Учитель: - Теперь возьмите цилиндр из другого вещества (алюминиевый). Найдите силу Архимеда? Какой получился результат? Почему оказалось, что выталкивающие силы одинаковые?

Ответ: У тел разная плотность, масса, но одинаковые объемы.

Учитель: - Значит, существует другой способ нахождения выталкивающей силы, этот способ связан с объёмом тела? Обратимся к рисунку 148. Открываем учебник.

Вывод формулы F_выт =F₂ - F₁

- что означают силы F₁ и F₂ на рис.?

Ответ: Это силы гидростатического давления. F₁ - сила, действующая на верхнюю грань, F₂ - сила, действующая на нижнюю грань, S - площадь поверхности тела на которую действует жидкость.

F₁ = Р₁·ρ_ж S = ρ_жgh₁s

F_арх = ρ_жg V_т

F₂ = Р₂· S = ρ_жgh₂s

Подставим F_выт =F₂ - F₁ = ρ_жgh₂s - ρ_жgh₁s = ρ_жgs ( h₂ - h₁) = ρ_жghs = ρ_жg V_т

V_т - объем тела, если ρ_ж· V_т = m_ж

F_выт = F_арх = m_жg =Р_ж

Вывод: - Выталкивающая сила равна весу жидкости, заключенной в объеме этого тела.

Исследовательская работа.

Задание №1. (группа 1)

Оборудование:

Кусок пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

Порядок выполнения:

1. куску пластилина придайте форму шара.

2. Определите вес данного тела в воздухе.

3. Определите вес этого тела в воде.

4. Сделайте все то же сделав форму куба, параллелепипеда.

5. Сделать вывод.

Вес в воздухе

Вес в воде

Шар

Куб

Параллелепипед

Задание №2. (группа 2)

Оборудование:

Набор грузов разной массы, но одинакового объема, сосуд с водой, нить, динамометр.

Порядок выполнения:

1. Определите вес каждого тела в воздухе.

2. Определите вес каждого тела в воде.

3. Сделайте вывод .

Вес в воздухе

Вес в воде

Выталкивающая сила

1 тело

2 тело

3 тело

Задание №3. (группа 3)

Оборудование:

Набор грузов разного объема, но одинаковой массы , сосуд с водой, нить, динамометр, линейка.

Порядок выполнения:

1. Определите вес каждого тела в воздухе.

2. Определите вес каждого тела в воде.

3. Сделайте вывод .

Вес в воздухе

Вес в воде

Выталкивающая сила

Тело наименьшего объема

Тело среднего объема

Тело наибольшего объема

Задание №4. (группа 4)

Оборудование:

Груз, сосуд с пресной и соленой водой, нить, динамометр.

Порядок выполнения:

1. Определите вес груза в воздухе.

2.Определите вес груза поочередно в воду, раствор соли, спирту.

3. Сделайте вывод.

Вес тела

Вес тела в воздухе

Выталкивающая сила

Вода

Солевой раствор

Задание №5. (группа 5)

Оборудование:

Груз, сосуд с водой, нить, динамометр.

Порядок выполнения:

1. Определите вес груза в воздухе.

2.Опуская тело на нити поочередно в воду на разную глубину при помощи динамометра, определите вес тела.

3. Сделайте вывод.

Вес в воздухе

Вес в воде

Выталкивающая сила

1 глубина

2 глубина

3 глубина

Учитель: -Давайте ответим на несколько вопросов

1.Герой романа А.Р. Беляева «Человек -амфибия» рассказывает: «Дельфин на суше гораздо тяжелее, чем в воде. Вообще у вас все тяжелее. Даже собственное тело». Прав ли автор романа?

2.Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу не может сдвинуть его с места. Почему?

3.В Вологодской области есть, на первый взгляд, странное озеро. С незапамятных времен люди считали, что на дне его живет кол-дун, и боялись нарушать границы его владений. Однажды попы-тался крестьянин искупать свою лошадь в озере, а она не успела войти в него, как потеряла равновесие и упала, но не утонула, а всплыла. Да и другие предметы, брошенные в воду, не тонули, а поддерживались непонятной силой. Как же объяснить такое явление?

Такие водоемы встречаются и в других странах. Самый большой из них Мертвое море. О нем сложились мрачные легенды. В одной из них говорится:»И вода, и земля здесь Богом прокляты».

Учитель: - Подведем итоги: 1) Какая сила действует на тело, погруженное в жидкость?

2) Как направлена выталкивающая сила?

3) По каким формулам можно вычислить выталкивающую силу?

Учитель: - Ребята, нам осталось сделать последний шаг, сформулировать закон Архимеда.

• Если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость или газ.

• Сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ равна весу жидкости или газа в объеме данного тела.

Учитель: - Закон Архимеда, открытый более 2250 лет назад, имеет важное значение. Как вы думаете, где его можно использовать?

Ответ: В воздухоплавании (воздушный шар, зонды), плавании судов (лодки, катера, лайнеры).

Учитель: ― Ребята, вы все отлично поработали на уроке! Давайте подведем итоги сегодняшнего урока. Ответьте на следующие 3 вопроса: 1) что вы узнали нового на уроке? 2) где могут пригодиться знания которые вы получили на уроке? 3) оцените свою работу и работу соседа по парте оценкой 4 или 5 . На следующем уроке мы углубим знания по теме Архимедова сила и узнаем много нового! Спасибо за урок, ребята! Урок закончен!

Домашнее задание: § 50,Упражнение 26, (на дом задачи 1,2 подобные тем что решали в классе)