Конспект урока по физике на тему 'Условия плавания тел' (7 класс)

М.И. Зайцева, учитель физики МБОУ «Старокрымский УВК №1 «Школа-гимназия»

Урок в 7 классе План-конспект урока: Условия плавания тел

Цели урока:

Образовательная: дать обучающимся знания об условии плавания тел, установить соотношение между плотностью тела и жидкости (или газа), необходимое для обеспечения условия плавания тел.

Развивающая: формировать умение наблюдать явления природы, анализировать факты;

Воспитательная: воспитывать интерес к предмету, внимательность, коллективизм и ответственность.

Тип урока: урок изучения нового материала

Формы работы учащихся - фронтальная, индивидуальная.

Техническое оборудование - интерактивная доска, проектор, презентация к уроку.

План урока:

Ход урока:

1. Организационный момент

Приветствие. Отметить отсутствующих. Рефлексия настроения (Прием «Ладошка к ладошке»)

II. Актуализация опорных знаний

Фронтальный опрос

1. Сформулировать закон Архимеда для тела, погруженного в жидкость.

2. От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?

3. Будет ли одинаковой архимедова сила, которая действует на одно и то же тело

погруженное в воду, на Земле и на Луне?

Решение задачи (по вариантам)

1 вариант. Бетонная плита объемом 1,05 м³ полностью погружена в воду. Определите выталкивающую силу, действующую на плиту. 10,5 кН

2 вариант. Бетонная плита размерами 4,0*1,5*0,2 м полностью погружена в воду. Определите выталкивающую силу, действующую на плиту. 12 кН

Ш. Мотивация учебной деятельности

Учитель. Посмотрите на картину: красивое явление - айсберг, который плавает в океане. А знаете ли вы, что наши глаза могут увидеть лишь 1/10 часть айсберга, а 9/10 - спрятаны под водой. Но если в воде будет плавать бревно, то приблизительно половина будет под водой - посмотрите на экран.

Почему под водой айсберг прячется от нас почти весь, а бревно - только наполовину? На этот

вопрос мы и попробуем дать ответ на сегодняшнем уроке.

IV. Объяснение нового материала Презентация

1. Плавание однородных тел

Так как на любое тело, которое находится в жидкости, действуют две силы:

F_т , - сила тяжести, направлена вертикально вниз, і F_A - выталкивающая сила, направлена вертикально вверх, то поведение тела в жидкости будет зависеть от соотношения этих сил.

• Если эти силы равные, т.е. F_т = F_A, то тело находится в равновесии внутри жидкости - тело плавает.

• Если сила веса больше выталкивающей силы, т.е. , то тело тонет.

• Если сила веса меньше выталкивающей сили, т. е. , то тело всплывает.

Для сплошного однородного тела (сделанного с одного и того же вещества или материала) , где V - объем тела, ρ_т - его плотность, поэтому . Выталкивающая сила, если тело погруженно в жидкость полностью, равна , где ρ_ж - плотность жидкости.

Сравните теперь выражения для силы веса F_т и выталкивающей силы F_A , - вы увидете, что они отличаются только тем, що в превое из них входит плотность тела ρ_т , а во второе - плотность жидкости ρ_ж . Отсюда и получим условия плавания сплошных однородных тел:

• если , то тело тонет,

• если, то тело всплывает,

• если, то тело находится в равновесии (тело плавает на поверхности жидкости).

2. Плавание сплошных тел на поверхности воды

А теперь ответим на вопрос: почему бревно из сосны плавает, нырнув приблизительно наполовину, а айсберг плавает, погрузившись в воду почти полностью?

Найдем, какая часть объема тела погружена в воду. Обозначим объем всего тела V, а объем погруженной в воду части тела V ′. Условия плавания тела: или . Отсюда вытекает, что. Это соотношение и дает ответ на поставленный выше вопрос.

Для бревна из сосны, , тоесть сосновое бревно плавает, погрузившись в воду на 0,4 своего объема.

Для льда, , поэтому только одна десятая всего объема айсберга находится на поверхности воды, а девять десятых его объема прячется под водой. Поэтому айсберги очень опасные для кораблей.

3. Плавание судов

Пластинка с жести или фольги тонет в воде. Но, если придать фольге форму коробки (или кораблика), то коробка будет плавать. Это явление лежит в основе судостроительства, для

изготовления судов используют различный материал. Корпус корабля конечно делают из стальных листов, всё внутреннее крепление изготавливают тоже из металла.

На сооружение судов идет материал, который по плотности больше, чем плотность воды. Но за счет того, что объем судна очень большой, средняя его плотность меньше плотности воды. Поэтому и возникает большая выталкивающая сила. Самая большая глубина, на которую может погрузится судно при полной загруженности, помечается на корпусе судна особенной линией (ватерлиния). По высоте ватерлинии можно определить насколько загруженно судно.

4. Воздухоплавание

Известно, что на тело, которое находится в газе, действует выталкивающая сила, которая равна весу газа в объеме тела.

Существование выталкивающей силы научно доказывают воздушные шары. Именно такая сила держит шар в воздухе, уравновешивая силу тяжести.

Шар, наполненный нагретым воздухом, удобен тем, что температуру воздуха в нем, а следовательно и выталкивающую силу можно регулировать.

К воздушным летательным аппаратам относят воздушные шары, стратостаты, дирижабли, зонды. Они поднимаются вверх за счет того, что наполнены газами, которые легче воздуха, и на них действу ет выталкивающая сила.

Подъемная сила водорода больше, чем у гелия, но гелий безопасный, так как не горит.

Физкультминутка для глаз

V. Закрепление изученного материала

1. Как определить, будет ли сплошное тело, полностью погруженное в воду, тонуть или всплывать? Приведите примеры, иллюстрирующие ваш ответ.

2. На чем основывается плавания судов?

3. Какие газы используют для наполнения оболочки аэростата?

4. Почему высота полета воздушного шара ограничена?

Учимся решать задачи

1. Воздушный шар объемом 200 м3 наполнен водородом. Масса оболочки шара10 кг. Какой груз может поднять этот шар?

Решение. Масса водорода .Выталкивающая сила равна . Подъемная сила шара (вес груза, который может поднять шар):

Отсюда .

Проверка единиц измерений: .

Находим массу груза: .

2. Тело массой 0,5 кг при полном пргружении вытесняет 600 см³ жидкости. Буде тли оно плавать в воде? плавати у воді? В керосине?

Подумай и ответь

1 вариант 2 вариант

VI. Подведение итогов. Рефлексия успеха

VII. Домашнее задание

§ 17 стр.76-77,

Дополнительное задание. Подготовить сообщение об Архимеде и истории воздухоплавания.

Найти: http://class-fisika.narod.ru