Урок физики в 8 классе на тему "Выталкивающая сила. Закон Архимеда".

Цели урока:

Обучающая: сформировать знания учащихся об архимедовой силе, умение выводить формулу, выражающую зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости (газа) и объема тела.

Развивающая: продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами; показать роль физического эксперимента в физике.

Воспитывающая: продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»; познакомить учащихся с практическими применениями закона в технике, для повышения интереса к изучаемому материалу осветить роль Архимеда в физике.

Дидактический тип урока: изучение нового материала

Форма урока: урок- поиск

Оборудование: компьютер, проектор, динамометр, наборы оборудования для групп, аквариум с водой, «ведёрко Архимеда», резиновый мяч и металлический шар, карточки с заданиями, презентации Microsoft Power Point.

Программное обеспечение: учебник физики для 8 класса.

План урока:

№

п/п

Название этапа урока

Что используется: приёмы и методы.

Развиваемая компетенция

1

Организационный момент. Настрой на урок.

Установка учителя.

Учебно-познавательная.

2

Актуализация опорных знаний. Интеллектуальная игра.

Мультимедиа. Презентация. Командная игра.

Общекультурная, учебно-познавательная, информационно-познавательная, коммуникативная, ценностно-смысловая.

3

Сообщение интересных сведений по теме урока. Мотивация учебной деятельности.

Исторические сведения. ППС. Постановка проблемы.

Общекультурная, учебно-познавательная, информационно-познавательная.

4

Изучение нового материала.

Создание проблемной ситуации. Демонстрации опытов. Презентация.

Групповая исследовательская работа.

Учебно-познавательная, информационно-познавательная, коммуникативная, общекультурная, ценностно-смысловая, личностного самосовершенствования, социально-трудовая.

Физпауза.

Зарядка для глаз.

Компетенция личностного самосовершенствования.

5

Первичное закрепление полученных знаний.

Решение задачи, сообщения учащихся (опережающее обучение), тестирование с самопроверкой.

Информационно-познавательная, личностного самосовершенствования, коммуникативная, ценностно-смысловая.

6

Подведение итогов урока

Слово учителя, выставление оценок.

Ценностно-смысловая, личностного самосовершенствования.

7

Запись домашнего задания.

Комментарий учителя; запись в дневниках.

Ценностно-смысловая.

8

Рефлексия.

Методика «мензурка».

Общекультурная, личностного самосовершенствования, коммуникативная,

Ход урока

1-й этап. Организационный момент.

Эпиграф к уроку: «Свои способности человек может узнать, только попытавшись применить их на деле». Сенека

(Слайд 3)

«Мы обязаны Архимеду фундаментом учения о равновесии жидкостей».
Ж. Лагранж

2 этап. Актуализация опорных знаний. Интеллектуальная игра.

Презентация Microsoft Power Point.

3 этап. Мотивация учебной деятельности.

На доске портрет Архимеда.

Учитель. Здравствуйте, ребята! Начинаем урок, сегодня мы с вами отправимся в Древнюю Грецию в 3 век до нашей эры. (Слайд 4). ППЗ - Легенда об Архимеде.

Учитель. Именно в то время в Сиракузах, на острове Сицилия, проживал величайший математик и физик древности - Архимед. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом, в области геометрии и механики. В это время Сиракузами правил царь Гиерон. Он поручил Архимеду 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. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь. И сегодня мы с вами должны решить эту задачу, последовательно воспроизвести рассуждения Архимеда. Начинаем рассуждать!

4 этап. Изучение нового материала.

(Создание проблемной ситуации. Демонстрация опыта. Учитель погружает мяч в воду и быстро убирает руку. Мяч «выпрыгивает» из воды).

Учитель. Почему мяч всплыл?

Ученик. На мяч подействовала сила со стороны воды.

Учитель. Верно. Будем называть ее выталкивающей силой. Опустим в тот же аквариум металлический шар. (Опыт демонстрируется). Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае?

Ученик. Тело утонуло, значит выталкивающая сила на него не действует.

Учитель. Хорошо. Давайте проведем еще один опыт. Проводится опыт.(Шар подвесить к динамометру и опустить в воду). Ребята анализируют данный опыт.

Учитель. Сделайте вывод.

Ученик. На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости.

Учитель. Верно. Эта сила называется архимедовой. Это тема нашего урока. Запишите тему в тетради. Впервые выталкивающую силу рассчитал Архимед, поэтому ее так и называют.

Именно с помощью данной силы Архимед решил задачу царя, а мы с вами попытаемся воспроизвести данное решение. Идея решения пришла к ученому однажды, когда он, находясь в бане, погрузился в наполненную водой ванну, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашел! Нашел!»

А как вы считаете, как направлена архимедова сила?

Ученик. Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх.

Учитель. Чему равна архимедова сила?

(Презентация. Слайды 4 - 8).

А сейчас мы проверим наши выводы экспериментально.

(Проводится эксперимент с отливным сосудом). Учащиеся анализируют увиденное. Fa=Pв - Pж; Fа= Pж ; P ж = mж g;

mж = pж Vж ; Vж = Vт ; Fа= pж gVт

Учитель. Давайте сделаем вывод.

Ученик. Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.

Учитель. Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме тела.

Учитель. Закон Архимеда формулируется таким образом: тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом.

Учитель. От чего зависит сила Архимеда? Сейчас вы - исследователи, вы выясняете, от чего зависит архимедова сила. У каждой группы своя задача. Приступаем к работе. (Слайд 9)

Исследовательская работа в группах

Группа 1

Определение архимедовой силы, действующей на тела неправильной формы.
Оборудование:

2 сосуда с водой, штатив, два тела из пластилина разной формы, но одинакового объема.

Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

1. Поднесите стаканы с водой, одновременно опустите тела в воду, обратите внимание, нарушилось равновесие или нет.

2. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) архимедовой силы от формы тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Группа 2

Определение архимедовой силы, действующей на тела разной массы, но одинакового объема.

Оборудование:

мензурка с водой, динамометр, два тела (алюминиевый и железный цилиндры) разной массы, но одинакового объема.

Сделайте вывод о зависимости (или независимости) архимедовой силы от

плотности тела.

1. С помощью динамометра определите вес каждого тела в воздухе: Р₁ и Р₂ .

Запомните результат.

2. Опустите поочерёдно каждое тело в воду (не снимая динамометр). Определите

вес каждого тела в воде: Р_1в и Р_2в.

3. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела:

F_А =Р_1в - Р₁ и F_А = Р_2в - Р₂ .

4. Сравните плотности тел и архимедовы силы, действующие на тела.

5. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от плотности вещества из которого изготовлено тело.

Группа 3

Определение архимедовой силы, действующей на тела разного объема.

Оборудование:

2 сосуда с водой, штатив, два тела разного объема, но одинаковой массы.

Сделайте вывод о зависимости (или независимости) архимедовой силы от объема тела.

1. Поднесите стаканы с водой, одновременно опустите тела в воду, обратите внимание, нарушилось равновесие или нет.

2. Сравните выталкивающие силы.

3. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: Архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Группа 4

Определение архимедовой силы, действующей на тело в воде и растворе соли.

Оборудование:

2 сосуда с водой: один сосуд с пресной водой, другой - с насыщенным раствором соли, два одинаковых тела, штатив.

Определите архимедовы силы, действующие на тело в пресной воде и соленой воде.

Сделайте вывод о зависимости (или независимости) архимедовой силы от плотности жидкости.

1. Поднесите стаканы с водой, одновременно опустите тела в воду, обратите внимание, нарушилось равновесие или нет.

2. Сравните выталкивающие силы. Чем отличаются эти жидкости?

3. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

4. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: Архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Группа 5. Экспериментальное задание.

Оборудование:

Минеральная вода, кусочки шоколада.

Налейте ¾ стакана минеральной воды. Опустите в стакан 2 - 3 кусочка шоколада. Объясните наблюдаемое явление.

После получения результатов каждая группа отчитывается о проделанной работе и сообщает свои выводы. Выводы фиксируются в виде структурно логической схемы.

(Слайд 10)

5 этап. Первичное закрепление полученных знаний.

1)Учитель. А теперь давайте решим задачу, которую поставил перед Архимедом царь Гиерон.

• Сначала Архимед вычислил выталкивающую силу.

Fа = Рв - Рж

• Затем Архимед определил объем короны.

• Зная объем короны, он смог определить плотность короны, а по плотности ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешевых металлов в золотой короне?

Учитель. Мы с вами решили задачу Архимеда. 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 о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результатом этого было появление замечательного сочинения «О плавающих телах», которое дошло до нас.

Зарядка для глаз.

2) Сообщения учащихся: (Слайд 11)

Произрастающий в дельте Волги вблизи Астрахани чилим (водяной орех) после цветения дает под водой тяжелые плоды. Эти плоды настолько тяжелы, что вполне могут увлечь на дно все растение. Однако в это время у чилима, растущего в глубокой воде, на черешках листьев возникают вздутия, придающие ему необходимую подъемную силу, и он не тонет. (Слайд12)

В Средиземном море, у берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов. В результате тело фагака сильно раздувается, и, в соответствии с законом Архимеда, он быстро всплывает на поверхность водоема. Здесь он плавает, повиснув вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого сила тяжести опускает его на дно водоема, где он укрывается среди придонных водорослей. (Слайд13)

Живущий в тропических морях моллюск наутилус может быстро всплывать и вновь опускаться на дно. Моллюск этот живет в закрученной спиралью раковине. Когда ему нужно подняться или опуститься, он изменяет объем внутренних полостей в своем организме. (Слайды14 - 15)

У широко распространенного в Европе водяного паука, обитающего в стоячих или слабо проточных водах, поверхность брюшка не смачивается водой. Уходя в глубину, он уносит с собой приставшую к брюшку воздушную оболочку, которая придает ему запас плавучести и помогает возвращению на поверхность. (Слайд16)

Мертвое море называют еще и Соленым. Море это особенное. В нем невозможно утонуть - такая в нем высокая концентрация солей. Если в одном литре морской воды содержится 35 граммов солей, то в литре воды Мертвого моря -275 граммов. Вода моря настолько солёная, что человек может лежать на его поверхности. (Слайд17)

3) Тестирование с последующей самопроверкой. (Слайды 18 - 21)

6 этап. Подведение итогов урока. Учитель. Сегодня мы познакомились с новой темой «Архимедова сила», а главное мы решили задачу Архимеда, совершив путешествие в 3 век до нашей эры, выяснив при этом, от чего зависит выталкивающая сила.

Выставление оценок.

7 этап. Запись домашнего задания. Д/З: § 23, упражнение 23 (1, 3, 4,5)

8 этап. Рефлексия. Учащимся предлагается «заполнить» мензурку в зависимости от степени усвоения знаний, приобретённых на уроке.

200

100

50

(Слайд 22)