Разботка открытого урока по физике на тему Архимедова сила 7класс

План-конспект урока по физике в 7 классе

Тема: Действие жидкости на погруженные в нее тела. Архимедова сила.

Дукенбаева.Ж.Н. Касымбекская ср.школа

Задачи урока: ознакомить школьников с новым физическим явлениям- действием жидкости на погруженное в нее тело; изучить закон Архимеда; формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, систематизировать знания.

1. Выявление имеющихся знаний.

Подготовка учащихся к разрешению задач урока. Учитель напоминает, что ими уже изучено действие жидкости и газа на дно и стенки сосуда.

Актуализация ранее усвоенных знаний. Учитель проводит фронтальный опрос в виде беседы с использованием ранее составленной таблицы доминирующих элементов знаний (ДЭЗ) по теме «Давление жидкости на дно и стенки сосуда».

P = mg

p = P/S

m = ρV

p = mg/S

p

V = Sh = ρVg/S

p = ρgh

2. От каких величин зависит давление жидкости на дно сосуда?

77

Давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости.

3. По какой формуле рассчитывается давление жидкости на стенки сосуда, давление внутри жидкости?

77

p = ρgh

4. В каких единицах выражают величины, входящие в эту формулу?

77

[ρ] = кг/м³

[h] = м

[р] = Па

g = 9,8 Н/кг

Мотивация знаний.

Учитель:

-подчеркивает значимость изучаемых явлений;

-подводит итог беседы по таблице.

Выделение элементов знаний, подлежащих изучению. Приступая к изучению нового явления, учитель указывает учащимся на те вопросы, которые предстоит рассмотреть: практическое изучение действия жидкости на погруженное в нее тело; теоретическое обоснование экспериментов.

2. Знакомство с новым материалом.

Формулировка темы урока. Учитель и учащиеся фиксируют тему урока.

Постановка учебных проблем. По мере раскрытия темы на уроке строится структурная схема.

Учащиеся определяют какое явление они будут рассматривать на уроке и заполняют колонку «Явление».

Первая учебная проблема: действует ли жидкость на погруженное в нее тело? Записывается первая гипотеза «В жидкости на тела действует выталкивающая сила». Учитель обращается к жизненному опыту школьников и дополнительным экспериментам. (Вспомним лето. Вы у реки. Вы входите воду, учите своего друга плавать. Легко ли поддерживать на воде тело друга? Можете ли вы удержать его не на воде, а в воздухе?). Погрузим мяч в воду и уберем руку. Мяч выпрыгивает на поверхность.

Вывод: в жидкости на тела действует выталкивающая сила.

Действительно существует такая сила. Она называется выталкивающей или архимедовой, силой в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.

Вторая учебная проблема: всегда ли жидкость действует на погруженное тело? Записывается вторая гипотеза «Жидкость действует на любое тело, погруженное в нее». Опущенный в воду цилиндр из металла тонет. Заметно ли действие воды на это тело? (Учащиеся выдвигают различные версии при обсуждении данного явления).

По плану, записанному на доске, каждый ученик приступает к выполнению эксперимента с телами различной формы, массы, цвета.

1. Определите вес данного тела в воздухе Р_1.

2. Определите вес этого тела в воде Р₂.

3. Сравните результаты и сделайте вывод:

Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.

Вопрос: почему вес тела в воде меньше веса тела в воздухе?

Ответ: существует сила, действующая на тело в воде и направленная вертикально вверх.

Вывод: жидкость действует на любое тело, погруженное в нее.

Третья учебная проблема: как можно найти величину выталкивающей силы? Ответ: из веса тела в воздухе вычесть вес тела в воде.

Р _{в воде}< Р _{в воздухе}; F _выт = Р _{в воздухе} - Р _{в воде}

Четвертая учебная проблема: как теоретически объяснить действие жидкости на погруженное в нее тело?

Для объяснения используется представление давления жидкости на тело. Давление внутри жидкости:

p = ρgh. Если верхняя грань находится на глубине h₁, а нижняя на глубине h₂, то р₂ > р₁. Давление на боковые грани компенсируется, т.к. по закону Паскаля, давление на одном уровне по всем направлениям одинаково.

Вывод: выталкивание тела происходит в результате действия разного давления на нижнюю и верхнюю грани: р_{на ниж} > р _{на верх}

Выведем величину силы Архимеда:

р₁ = ρ_жgh₁; F₁ = p₁S; F₁ = ρ_жgh₁S;

р₂ = ρ_жgh₂; F₂ = p₂ S; F₂ = ρ_жgh₂S;

F₁- F₂ = ρ_жgh₂S - ρ_жgh₁S = ρ_жgS(h₂ -h₁)

Но h₂ -h₁= h_ц и S h= V, значит F₁- F₂ = ρ_жg V- выталкивающая сила, или сила Архимеда . Окончательно: F_А = ρ_жg V

Так как ρ_жV = m_ж- масса жидкости в объеме тела.

F_А = m_ж g = Р_ж

Т.е. по формуле это вес жидкости, вытесненной телом. Так ли это?

Пятая учебная проблема. Докажем эту гипотезу с помощью опыта. Предлагаем план его проведения.

1. Рассказать о приборе, который носит название «ведерко Архимеда», пружина с указателем, шкала, ведерко, цилиндр того же объема, отливной сосуд высотой 25 см, стакан.

2. Ведерко подвешивается к пружине, а к нему- цилиндр, замечается растяжение пружины по указателю.

3. Цилиндр погружается в отливной сосуд, вытесненная вода собирается в стакан, пружина сжимается до новой отметки.

4. Значит, со стороны жидкости действует сила, направленная вверх,- сила Архимеда. Чему она равна? Как вернуть пружину в прежнее состояние?

5. Вытесненная вода понемногу выливается в ведерко. Пружина возвращается в исходное состояние, если перелита вся вода (ведерко полное).

6. Указывается, что объем воды в ведерке равен объему цилиндра.

Вывод: сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом.

Формулируется закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равна по величине весу жидкости, вытесненной телом.

3. Повторение выдвинутых гипотез. Работа со схемой:

- наличие схемы в тетрадях учащихся;

-фронтальный опрос по схеме;

-письменный текст рассказа по структурной схеме (для отдельных учащихся).

Научные

факты

Гипотеза

Величины

Законы

Применение

Действие жидкости на погруженное в нее тело

1. P_{в воде}< P_{в воздухе}

2.

3. F_A=P₁-P₂

В жидкости на тела действует выталкивающая сила.

Жидкость действует на любое тело, погруженное в нее.

Выталкивание тела происходит в результате действия разного давления на нижнюю и верхнюю грани: р_{на ниж} > р _{на верх}

Сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом.

F_А-сила Архимеда

[F_А] = Н

ρ_ж - плотность жидкости

[ρ_ж] = кг/м³

V- объем тела

[V] = м³

F_А = ρ_жg V

F_А = m_ж g = Р_ж

1. Для расчета F_А

2. Плавание судов.

3.Воздухоплавание

4. Придумать свой пример

4. Совершенствование и применение знаний.

Тренировка на применение знаний при решении задач.

1. Какая выталкивающая сила действует на тело, если его вес тела в воздухе равен 170 Н, а в воде 150 Н?

2. Определите выталкивающую силу, действующую на камень объемом 0,5 м³, находящийся в воде.

3. С какой силой выталкивается кусок дерева массой 800 г при его полном погружении в воду?

4. Какой силой можно удержать в воде стальной рельс объемом 0,7 м³?

Анализ полученных результатов.

5. Обобщение и систематизация знаний. Учитель подводит итог урока.

6. Домашнее задание.

Проанализировать знание о законе Архимеда по плану: