Технологическая карта урока по теме «Действие жидкости на погруженное в нее тело». 7 класс

Тема: «Действие жидкости на погруженное в нее тело», 7 класс

Урок постановки и решения учебной задачи (2 часа, спаренные уроки)

Время проведения - март.

Учебник «Физика-7» А.В.Пёрышкина.

Комментарий:

На уроке дети самостоятельно создают модели-схемы, знаковые модели (формулы), модели-рисунки. Эти модели играют роль опоры для самостоятельной формулировки грамотных и чётких определений. Технологическая цепочка «модель-схема - модель-формула - словесное определение на основе модели-опоры» позволяет детям усвоить сущность понятия на уровне понимания. Дети сами пошагово открывают элементы знания о выталкивающей силе, к концу урока у них формируется всесторонне изученное понятие «выталкивающая сила», которое выражается итоговой обобщающей моделью-схемой. (Работа по формированию понятий организуется по «технологии формирования учебной деятельности» А.И.Подольского (система Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова)).

Учитель - лишь организатор самостоятельной познавательной учебной деятельности учащихся.

Цели:

Дидактическая: сформировать понятие «Выталкивающая сила»

Психологическая: сформировать способ определения выталкивающей силы

Воспитательная: продолжить развитие творческих способностей детей

План работы:

I. Ориентировочно-мотивационный этап

1. Выравнивание знаний

2. Постановка УЗ

II. ОИЭ

1. Обнаружение способа измерения динамометром, направления и термина силы.

2. Моделирование схемы понятия по способу измерения, определение понятия «выталкивающая сила».

3. Выдвижение гипотез о связи выталкивающей силы с другими величинами и их опытная проверка.

4. Моделирование явления. Работа с моделью. Поиск причин возникновения выталкивающей силы.

5. Определение модуля выталкивающей силы.

6. Анализ знаковой модели. Обнаружение связи выталкивающей силы с весом вытесненной жидкости.

7. Опытная проверка установления связи.

III. РОЭ

1. Подведение итогов.

2. Итоговая самооценка.

3. Домашнее задание.

Содержание урока:

Этап урока

Действия учителей

Действия учащихся

Примечание

I. Ориентировочно-мотивационный этап

Актуализация знаний

2. Ситуация

успеха

3. Проблемная ситуация.

Ситуация всеобщего неуспеха

4. Постановка УЗ

1. В чем заключается закон Паскаля?

2. В каком направлении давят жидкости?

3. От каких величин зависит давление жидкости?

4. Как рассчитать давление жидкости?

5. Как рассчитать силу давления жидкости?

6. Почему вода из ванны вытекает быстрее, если в неё погружается человек?

7. Почему вода из самовара вытекает сначала быстро, а потом всё медленнее?

8. Одинаково ли давление воды на боковые стенки сосуда на уровне АВ?

Учитель показывает опыты:

Демонстрация:

1. Водоросли в банке с водой. Водоросли вне банки.

2. Резиновый шарик, наполненный водой, сплющивается на столе. Этот шарик принимает шарообразную форму в воде.

3. Теннисный шарик «выскакивает» из воды.

Как объяснить результаты опытов?

- Сформулируйте цель наших дальнейших действий:

- Запишите тему в тетради:

«Действие жидкости на погруженное в неё тело»

- Какая физическая величина характеризует действие одного тела на другое?

- Сформулируйте цель урока с использованием понятия «сила».

- Какие характеристики имеет любая сила?

- Сформулируйте учебную задачу, стоящую перед нами на этом уроке.

Отвечают без затруднений

Затруднения:

Гипотезы:

- Наверное, жидкость оказывает какое-то действие на тела, погруженные в неё;

-тела становятся в жидкости легче;

-жидкость как бы приподнимает, поддерживает тело;

-в жидкости уменьшается вес тела;

-жидкость выталкивает тело и др.

«Изучить действие жидкости на погруженное в неё тело»

Сила

«Изучить силу, с которой жидкость действует на погруженное в неё тело».

Точка приложения.

Направление.

Модуль.

«Изучить силу, с которой жидкость действует на погруженное в неё тело, определить её точку приложения, направление, модуль».

Запись на доске справа

II. Операционально-исполнительский этап

1. Обнаружение способа измерения динамометром, направления и термина силы.

2. Моделирование схемы понятия по способу измерения и определение.

3. Выдвижение гипотез о связи выталкивающей силы с другими величинами и их проверка.

4. Моделирование явления. Работа с моделью. Поиск причин возникновения выталкивающей силы.

5. Определение модуля выталкивающей силы.

6. Анализ знаковой модели понятия. Обнаружение связи выталкивающей силы с весом вытесненной жидкости.

7. Опытная проверка установленной связи.

- Каким прибором измеряется сила?

- Предложите способ измерения силы, с которой жидкость действует на погруженное в неё тело.

- Примените этот способ.

- Определите направление этой силы.

- Какое можно дать название этой силе? (Для подсказки напомнить опыт с теннисным шариком).

- Смоделируйте в виде схемы понятие выталкивающей силы по способу измерения.

- Смоделируйте понятие выталкивающей силы в знаковой форме - в виде формулы.

- Дайте определение выталкивающей силы.

- Как вы думаете, от каких величин, характеризующих жидкость и тело, зависит величина выталкивающей силы?

- Давайте на опыте исследуем наши гипотезы (предлагается работа в группах).

Группы получают задания:

Группа 1: Исследовать зависимость F_ВЫТ от глубины погружения тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, тело в виде параллелепипеда на нити).

Группа 2: Исследовать зависимость F_ВЫТ от формы тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, тело из пластилина).

Группа 3:Исследовать зависимость F_ВЫТ от объёма тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, 2 тела из пластилина, объёмы которых отличаются в 2 раза).

Группа 4: Исследовать зависимость F_ВЫТ от плотности тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, цилиндры из разных металлов одинакового объёма).

Группа 5: Исследовать зависимость F_ВЫТ от плотности жидкости
( оборудование: стакан с водой, стакан с раствором соли, тело, динамометр).

-Подведём итоги исследований:

Давайте смоделируем действие жидкости на тело и обнаружим причины возникновения выталкивающей силы.

(Рисунки и рассуждения по рисунку у доски делаются самими учащимися. Обсуждается лучший вариант)

- Предложите модель-рисунок выталкивающей силы, на котором укажите её точку приложения и направление.

- Чему равен модуль выталкивающей силы?

(В случае затруднения фронтальная работа с моделью-рисунком)

- Проанализируйте формулу - от каких величин зависит выталкивающая сила?

- Сравните с результатами практических исследований.

Эту формулу впервые получил древнегреческий учёный Архимед, и она носит название «закон Архимеда», а выталкивающая сила называется силой Архимеда или архимедовой силой. Обозначается F_А.

Смоделируйте в виде схемы понятие архимедовой силы и дайте определение.

- Что представляет собой правая часть формулы?

( В затруднении: чему равен объём тела, погруженного в жидкость?)

- Сделайте вывод:

-Давайте проверим на опыте, что F_А= P_Ж.

-Поговорите действия, необходимые для этого.

-Сделайте вывод.

Динамометром.

Из обсуждений:

1. Измерить вес груза в воздухе.

2. Измерить вес груза в жидкости.

3. Сила равна разности веса тела в воздухе и веса в жидкости.

Работа в парах. Оборудование: динамометр, стакан с водой, груз.

Вверх.

…выталкивающая.

Работа в парах

F_ВЫТ=P₁ - P₂

«Выталкивающая сила - это физическая величина, характеризующая действие жидкости на погруженное в неё тело, равная разности веса тела в воздухе и веса тела в жидкости»

Выдвигают гипотезы: от объёма тела, плотности жидкости, плотности тела, глубины погружения, формы тела и др.

Проделав практическую работу, группы отчитываются по плану: цель, ход работы, результаты, выводы.

Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и объёма тела и не зависит от плотности тела, его формы, глубины погружения и расположения.

Работа в парах или группах. Из обсуждений приходят к модели:

«На верхнюю грань действует столб жидкости высотой h₁, он создаёт давление p₁=ρgh₁ и силу давления F₁=ρgh₁S, на нижнюю грань - столб жидкости высотой h₂, давление p₂=ρgh₂, сила давления F₂=ρgh₂S. Силы давления жидкости на боковые грани одинаковые и уравновешивают друг друга.
Т.к. h₂ >h₁, то
p₂ > p₁, то F₂ > F₁, их равнодействующая

R= F₂ - F₁ направлена вверх. Это и есть выталкивающая сила.

Причина возникновения выталкивающей силы - разность давлений жидкости на верхнюю и нижнюю грани тела.

F_ВЫТ= F₂ - F₁=

ρgh₂S - ρgh₁S =

ρgS(h₂ - h₁).

Анализируют формулу и сопоставляют с моделью-рисунком. В рисунке находят S, h₂ - h₁, приходят к мысли, что

S(h₂ - h₁) - это объём тела. Поэтому

F_ВЫТ=ρgV_Т

…от плотности жидкости и объёма тела.

…совпадают

«Выталкивающая сила или сила Архимеда это физическая величина, характеризующая действие жидкости на погруженное тело, равная произведению плотности жидкости, g = 9,8 Н/кг, объёма погруженного тела»

Объём тела равен объёму вытесненной жидкости V_Т = V_Ж, поэтому

ρV_Тg = ρV_Жg, но ρ_ЖV=m_Ж, то F_А=m_Жg=P_Ж.

Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости

F_А = P_ж

Работа в парах.

«Чтобы измерить F_А, надо измерить P₁, P₂, найти P₁ - P₂.

Чтобы измерить P_Ж, надо измерить V_Ж=V_Т с помощью мензурки, рассчитать ρ_ЖV_Жg. Сравнить F_А с P_Ж».

Выполняют измерения и расчёты.

Действительно, сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости.

Работа по составлению схем ведется с первых уроков физики

Рефлексивно-оценочный этап.

Подведём итоги, делая самооценку. (Могу ли я ответить на вопросы?)

1. Какая цель и задачи были перед нами?

2. Как называется сила, характеризующая действие жидкости на тело?

3. К чему приложена сила Архимеда?

4. Куда она направлена?

5. В чём причина возникновения силы Архимеда?

6. Как рассчитать модуль силы Архимеда?

7. Как измерить силу Архимеда?

8. Как проявляет себя сила Архимеда?

9. Дайте определение силы Архимеда.

Сделайте итоговую самооценку.

Задание на дом:

1. §§48-49, предложить обобщённую схему-модель понятия силы Архимеда;

2. Найти 10 примеров действия архимедовой силы из дополнительных источников

3. Творческая работа.

*Обобщённая схема-модель понятия силы Архимеда. (С неё начинается следующий урок - урок интериоризации способа)

Пример творческой работы

Свириденко Саша, 7 кл.

***

Экзамен сдан! И искупаться

Пошёл на речку целый класс.

Как подсчитать, с какою силой

Вода выталкивает нас?

***

Однажды я два разных тела

В жидкость опустил одну.

И вижу: вдруг одно всплывает,

А другое - пошло ко дну.

Догадайтесь, в чём секрет?

Жду я правильный ответ.