Вне классное мероприятие по физике для учащихся 7-8 классов «Архимед. Легенды и реальность»

Внеклассное мероприятие по физике для учащихся 7-8 классов

«Архимед. Легенды и реальность».

Разработал: Болтовская Л.В.

Учитель физики МБОУ «СОШ с. Ома»

План урока:

1. Вступительное слово учителя

2. Доклад учащихся. «Жизнь и деятельность Архимеда» ( 7 кл)

3. Изобретения Архимеда, описание установок ( 8 кл)

4. Легенды об Архимеде. Правда или вымысел. Решение задач о плотности. ( 8 кл)

5. Закон Архимеда. Демонстрация его с помощью ведёрка Архимеда.

6. Заключение. Подведение итогов.

Оформление:

- газета об Архимеде;

- приборы и материалы;

- слайд (портрет, годы жизни);

- слайд (вопросы);

- темы урока «Архимед. Легенды и реальность» (плакат);

- портрет Архимеда (плакат);

- карточки с вопросами и задачами;

- сводная таблица «Результаты урока».

Наука древности

Наука древней Греции

Исканием тайн дух человека жил.

В.Я.Брюсов.

Задача понять и объяснить мир без привлечения таинственных сил была впервые поставлена древними греками. Возникновение греческой науки (VII-VI вв.до н.э.) обычно связывают с расцветом ионических городов Милета и Эфеса, островов Средиземноморья и греческих колоний в Италии. В Греции впервые появились профессиональные ученые и учителя, труд которых оплачивался как государством, так и частными лицами, первые научные учреждения: академия Платона, лицей Аристотеля, александрийский музей.

Родоначальником греческой науки милетский купец Фалес. Нам хорошо известны из геометрии теорема, его имени.

В VII-IV. До н.э. наука находилась на грани своего развития. Многие выдающиеся умы древней Греции пытались объяснить, как устроен окружающий мир.

Взгляды многих ученых того времени строго наказывались, т.к. происхождение природы и мира, а так же все явления в природе происходили, с различной точки зрения богами.

Но многие выдающиеся умы того времени смели оспаривать устоявшуюся точку зрения, «Все течет, все изменяется. Мир, единый из всего, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно жившим огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим…» утверждал древнегреческий ученый Гераклит.

Древняя Греция считается родиной современной науки.

Названия современных наук: математика, механика, физика, география, биология и др;

научные понятии: масса, атом, электрон, протон и др. произошли от греческих слов;

имена: Фалес, Демокрит, Аристотель, Пифагор, Архимед - служат одним из убедительных доказательство того, что Древняя Греция по праву - родина современной науки.

С трудами каких древнегреческих ученных мы знакомились в школе?

В 7 классе все школьники начинают изучать ряд новых предметов. Одним из них является - геометрия.

Современная геометрия- это переработанный и дополненный труд древнегреческого ученого Евклида. Он жил в III в до н.э. т.е. примерно 2300 лет назад.

Изучив труды Фалеса, Пифагора, Аристотеля, Евклида обобщая их в одной из своих самых крупных работ, дошедших до нас под названием «Начала» где были заложены основы современной геометрии.

«Начала» Евклида - уникальное произведение в истории человеческой культуры. Ученики всех школ мира получают первоначальное образование по переработанному труду Евклида.

АРХИМЕД

Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь. Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона. Учился Архимед, как и многие другие древнегреческие ученые, в Александрии, где правители Египта Птолемеи собрали лучших греческих ученых и мыслителей, а также основали знаменитую, самую большую в мире библиотеку.

После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы и унаследовал должность своего отца.

В теоретическом отношении труд этого великого ученого был ослепляющее многогранным. Основные работы Архимеда касались различных практических приложений математики (геометрии), физики. Архимеда по праву считают не только математиком и механиком, но и одним из крупнейших инженеров и конструкторов своего времени.

Кроме всего перечисленного, Архимед занимался оптикой, он хорошо знал фокусирующие свойства вогнутых зеркал, свойства изображений в плоских и вогнутых зеркалах, проводил опыты по преломлению света, хотя законы преломления ему не были известны.

На уроках мы мало говорим о жизни, достижениях и трудах этого ученого, поэтому сегодня наша задача узнать как можно больше о нем.

1. Когда родился Архимед?

2. В каком городе?

3. Сколько лет Архимеду?

4. Где получил образование ?

5. Какие научные труды Архимеда всем известны?

1. Перечислите технические устройства, изобретенные Архимедом,

для мирного труда?

2. Какие военные технические устройства были изобретены Архимедом?

3. Какие современные технические устройства и приспособления можно

назвать изобретениями Архимеда?

1. Назовите самые известные легенды об Архимеде?

2. Вопросы по решению задачи

а) Как рассчитать £ тела?

б) Как рассчитать m тела?

в) Как рассчитать V?

г) Определить цену деления прибора?

е) Погрешность m, v?

Дополнительно: правила взвешивания.

Одно из изобретения Архимеда

«УЛИТКА» - водоплавающий винт. Он служил для поливки полей, поднятие воды на возвышенности.

Впоследствии эти механизмы широко применялись в разных странах мира. Сегодня архимедов винт используется, например в мясорубке.

Изобретение бесконечного винта - другое название улитки, привело к другому важному изобретению, которое сейчас никого не удивляет, - к изобретению болта, сконструированного из винта и гайки.

ЛЕГЕНДА ОБ АРХИМЕДЕ

Машина для поливки полей «УЛИТКА», водоподъёмный винт (винт Архимеда), разнообразные военные машины для метания копий и дротиков, для поднятия потопления кораблей увековечили славу Архимеда, способствовали насыщению памяти о нем вымыслами и легендами.

Общественным в настоящее время является закон Архимеда.

До наших дней дошли легенды об Архимеде «Как мед сжег римские корабли» в 212 году до н.эры. При обороне Сиракуз от римлян во время второй Пунической войны Архимед сконструировал боевых машин, которые позволили отражать горожан атаки превосходящих в силе римлян в течение почти трех лет. Одной из них стала система зеркала, с помощью которой египтяне смогли сжечь флот римлян.

,

ЗЕРКАЛО

В IV в. византийский математик и архитектор Анфимий в книге «О чудесных механизмах» описал зеркало Ар., которым тот сжег корабли. Возможно, Анфимий располагал какими-то материалами или чертежами, которые до нас не дошли.

Зеркало Архимеда представляло собой огромную деревянную раму с подвижной восьмиугольной доской на ней. На этом восьмиугольнике были установлены 25 больших квадратных бронзовых зеркала, по -видимому, из щитов, которые использовали тогда воины. Зеркала были установлены так, что все они посылали свой солнечный зайчик в одно и тоже место на расстоянии около 100 м.

Световое оружие Архимеда волновало людей последующих поколений, и в начале XVII в. его подробно про анализировали двое известных ученых - астроном И.Кеплер и физик Р.Декарт. оба пришли к выводу, что зеркало Ар. не могло поджечь корабли и что легенда о нем - вымысел.

Но уже в 1747 году французский натуралист Ж.Бюффон заказывает механику Пассману устройство, подобное зеркалу Ар., но состоящее из 168 плоских зеркал с довольно скромной общей площадью 5,82 см^{2. с помощью} этого устройства Бюффон воспламенил дерево на расстоянии 50м!. Этот опыт он описал в трактате «Изобретение зеркал для воспламенения предметов на больших расстояниях».

И еще через 200 лет после Бюффона другой вариант зеркала Ар. воспроизвел греческий инженер Ионас Саккас. Для максимального приближения к условиям Ар. Саккас использовал не стеклянные, а медные зеркала - щиты размером 1х1.5.м .

В 1973 году недалеко от Афин на берегу моря, Саккас разместил людей с этими щитами, а в море на расстоянии 50 м. от берега стояла обреченная лодка. По сигналу Саккаса люди направили свои солнечные зайчики от щитов на лодку, и она через несколько минут запылала.

Итак, легенды об «огненном пальце», или зеркале Архимеда, имели под собой реальную почву.

Известны и другие военные подвиги Архимеда, описанные греческим летописцам Плутархом.

Сегодня нельзя читать без восхищения и удивления гением Архимеда строки Плутарха, рассказывающие об осаде Сиракуз римским полководцем Марцеллом. «При двойной атаке римлян (с суши и с моря) сиракузцы онемели, пораженные ужасом. Что они могли противопоставить таким силам, такой могущественной рати? Архимед пустил в ход свои машины.

(Слайд).

Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничего не могло противостоят их удару, они все низвергали перед собой и вносили смятение

в ряды. Что касается флота - то вдруг с высоты стен бревна опускались на суда и топили их .то железные когти и клювы захватывали суда, поднимали их в воздух носом вверх, кормою вниз и потом погружали в воду. А то суда проводились во вращение и, кружась, падали на подводные камни и утесы у подножия стен. Всякую минуту видели какое-нибудь судно в воздухе. Страшное зрелище!..»

«Что же, придется нам прекратить войну против геометра»,- невесело шутил Марцелл, отводя флот и сухопутные войска от стен Сиракуз и перейдя к их длительной осаде. И когда предательство открыло ворота в город, Архимед, как гласит предание, занятый какими-то вычислениями, погиб от меча, римского легионера.

Одна из легенд рассказывает, как благодаря предложенной системе блоков Архимед одним движением руки спустил на воду тяжелый роскошный корабль «Сирокосия», построенный Гиероном в подарок египетскому царю Птолемею. Это и послужило поводом для его крылатых слов: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю!»

Слайд («Рычаг»)

Это были легенды о которых действительно «Умолчали наши учебники»

Но существует легенда об Архимеде, знакомая каждому ученику. Проверить ее правдоподобность и провести расчет лучше, чем это сделал Архимед, сможет сегодня любой семиклассник, имеющий приличные знания по физике. Поверим дружно легенду об Архимеде.

«КОРОНА ГИЕРОНА»

Еще за 250 лет до Рождества Христова царь Гиерон поручил ювелиру изготовить ему золотую корону, передав при этом мастеру соответствующее количество золота. Корона была изготовлена, но, упомнивших в честности мастера, царь, согласно легенде, поручил своему другу и родственнику Архимеду проверить честность ювелира. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на нее золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешевыми, металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть в ней примесь или нет.

Точно неизвестно, каким методом пользовался Архимед, но логично предположить следующее. Сначала он нашел, что кусок чистого золота в 19,3 раза тяжелее такого же объема воды. Иначе говоря, плотность золота в 19,3 раза больше плотности воды. Но надо было найти плотность вещества короны. Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а меньше число раз, значит корона была изготовлена не из чистого золота.

Взвесить корону было легко, но как найти ее объем? Ведь корона была очень сложной формы. Долго мучался Архимед над этой задачей. И вот однажды, когда он, находясь в бане, отгрузился в наполненную водой бадью, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, Архимед выскочил из бадьи и, как был нагой, побежал по улицам с криком: «Нашел! Нашел!»

Архимед взвесил корону сначала в воздухе, затем в воде. По разнице в весе он определил выталкивающую силу, равную весу воды в объеме короны. Определив затем объем короны, он смог уже определить ее плотность, а зная плотность, ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешевых металлов в золоте корны?

Легенда говорит, что плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием.

Историки рассказывают, что задача с золотой короной Гиерона побудила Архимеда заняться вопросом о плавлении тел. Результатом этого было появление замечательного сочинения «О плавающих телах», которое дошло до нас. Закон плавление тел сформулирован Архимедом следующим образом: «Тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущенные в нее, погружаются все глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своем весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объеме тела»

Сформулируйте закон Архимеда в современном виде. Запишите.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сегодня мы узнали, что Архимед- это не просто имя. Это имя легендарного, мужественного и смелого ученого. Всю свою жизнь он посвятил науке. Многие его открытия мы изучаем в школе, а его изобретения дошли до наших дней и мы ими пользуемся. Но о многих изобретениях Архимеда нам неизвестны.

Многих работ мы действительно не знаем. Мы не знаем, например, конструкции его боевых машин, нам не известно, как он мог вычислить квадратные корни из больших чисел, т.д. «Поэтому нет оснований не верить писанному об Архимеде, что жил как бы околдованный какою-то домашнею сиреною, постоянной его спутницей, заставляющей его забывать пищу, питье, всякие заботы о своем теле. Иногда, приведенный в баню, он чертил пальцем на золе очага геометрические фигуры или проводил линии на умащенном маслом своем теле. Автор прекрасных открытий, он просил своих родственников поставить на его могиле цилиндр, включающий в себя шар, и подписать отношение их объемов» - так характеризовал Архимеда Плутарх. Это сицилиец, по словам Цицерона, обладал гением, которого, казалось бы, человеческая природа не может достигнуть. И в память об этом гении древности потомки Архимеда через века пронесут его радостный возглас, боевой клич науки: «Эврика! -Я нашел!»