План-конспект открытого урока на тему «Архимедова сила»

План-конспект открытого урока на тему

«Архимедова сила»

Ход урока

Тип урока: открытие нового знания.

Цели урока (планируемые результаты):

Предметные: познакомиться с формулировкой закона Архимеда, вывести формулу для расчёта силы Архимеда и выяснить область применения закона на практике.

Метапредметные.

Регулятивные: формировать умения: самостоятельно формулировать для себя новые задачи познавательной деятельности, выбирать способы решения задач в зависимости от конкретных условий; осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, осуществлять самоконтроль, самооценку, рефлексию способов и условий познавательных действий.

Познавательные: формировать умения устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения и делать выводы, используя для этого необходимые приемы мышления; умения обрабатывать информацию и систематизировать ее по указанным основаниям. Приобретение опыта по осуществлению основных этапов самостоятельной поисковой познавательной деятельности.

Коммуникативные: развивать умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учащимися класса, работать индивидуально и в группе, аргументировать своё мнение, учитывать мнения других и вести дискуссию, развивать навыки грамотной речи.

Личностные: формировать действие смыслообразования (установление связей между целями и мотивами), готовность и способность учащихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; формировать целостное мировоззрение, соответствующего современному уровню развития науки

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, парная, индивидуальная.

Оборудование: мультимедийный проектор, ноутбук, экран, учебник, штатив, динамометр, стакан

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель: Здравствуйте, ребята, садитесь. Я предлагаю вам совершить путешествие в прошлое, в III век до н.э., в Древнюю Грецию, г.Сиракуза. В то время правил царь Гиерон II. Вы спросите, «зачем мы туда отправляемся?», так вот, наш путь лежит к одному мудрецу, другу царя Гиерона II.

(слайд 1 – г.Сиракуза),

(слайд 2 – мультфильм 1)

Учитель: Жил с Сиракузах мудрец…

Был он другом царя Гиерона….

- А как его звали, мы узнаем, отгадав кроссворд.

Последуем совету Аристотеля:

(слайд 3 – высказывание Аристотеля)

«Сперва собрать факты и только после этого связать их мыслью»

Аристотель

1. Актуализация знаний

(Слайд 4, 5, 6 – кроссворд)

Ребята, у каждого у вас есть список вопросов для кроссворда. (Кроссворд прикреплен на доске на ватмане)

Кроссворд (повторение):

1. П

   а

   с

   к

   А

   л

   ь

2. д

   и

   н

   а

   м

   о

   м

   е

   т

   р

   в

   в

   е

   р

   х

   ф

   и

   з

   и

   к

   а

   о

   б

   ъ

   ё

   м

   в

   е

   с

   д

   а

   в

   л

   е

   н

   и

   е

1. Какой учёный вывел закон, который утверждает: «Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку жидкости или газа» (Паскаль)

2. Каким прибором измеряют силу (динамометр)

3. Куда направлена выталкивающая сила? (вверх)

4. Наука о природе (физика)

5. Величина, которая вычисляется произведением длины, ширины и высоты (объём)

6. Какая сила действует на опору или подвес? (вес)

7. А ну-ка быстро посмотри,

И разреши сомненья

Скажи нам, как узнать внутри

У жидкости… (давление)

Проблемная ситуация

Учитель: Что получилось по вертикали в выделенных клетках?

Скажи, какой великий человек

Прославил свой далёкий век.

Ученик: Архимед

Учитель: Вот мы и узнали имя мудреца, друга царя – это (портрет) Архимед.

(слайд 7 –Архимед)

Учитель: Какой для царя самый важный предмет?

Вы все догадались – корона!

Учитель: Правильно, ребята, это корона. А как связаны Архимед, царь и корона мы сейчас узнаем. (Слайд 4 – отрывок из мультфильма «Коля, Оля и Архимед»)

(слайд 8 – мультфильм 2)

Учитель: И задумался ученый,

Что известно? ВЕС короны,

Ну а как найти ОБЪЕМ?

Думал ночью, думал днем.

Учитель: Как же это возможно?

(ребята отвечают: нужно взять мензурку, налить воды, замерить объём воды (уровень жидкости), опустить тело в мензурку, уровень воды поднялся, замерить объём уровня воды, разность этих значений и будет объёмом тела)

Учитель: Архимед именно так и сделал, но как же он доказал, что действительно корона из чистого золота или нет? (учащиеся отвечают)

Так как Архимед был мудрецом, то он нашёл решение на вопрос царя, сделав открытие .

- А у нас, как видим, тех знаний, что вы усвоили на предыдущих уроках, не совсем достаточно для того, чтобы полно и корректно ответить на поставленные вопросы, таким образом, мы сталкиваемся с необходимостью пополнения багажа наших знаний о действии жидкости и газа на погружённое в них тело. Для того, чтобы мы могли полноценно дальше работать, нам необходимо сформулировать тему и цели сегодняшнего урока. Пожалуйста…

Ученики: Тема урока «Закон Архимеда» или «Сила Архимеда»

(слайд 9 – название темы урока)

ребята записывают в свою тетрадь.

Наша цель: познакомиться с формулировкой закона Архимеда, узнать формулу для расчёта силы Архимеда и выяснить область применения закона на практике.

Следуя цели, ставим себе задачи на урок:

(слайд 9. 10 - цель и задачи)

Ученики:

1. Экспериментально определить величины, от которых зависит сила Архимеда;

2. Вывести формулу для количественного расчёта силы Архимеда;

3. Научиться применять полученные знания при решении простейших задач на определение силы Архимеда.

Учитель: Тема урока определена, цели и задачи намечены. Приступаем к их выполнению.

1. Проблемное изучение нового материала

Учитель: На прошлом уроке вы изучали действие жидкости и газа на погружённое в них тело. (читаю стих: «Наша Таня громко плачет,

Уронила в речку мячик.

Тише, Танечка, не плачь.

Не утонет в речке мяч».

(бросаю в аквариум с водой мяч)

Учитель: Почему мяч всплыл на поверхность? (ученики отвечают)

Учитель: Подействовала сила, которая вытолкнула мяч из воды. Будем называть её выталкивающей. Опустим в тот же аквариум металлический шарик. Тело утонуло, действует ли выталкивающая сила в этом случае? (ученики отвечают: на оба шарика действует выталкивающая сила, но она разная по числовому значению, поэтому один шарик находится на поверхности воды, а второй наполовину погружён в воду)

Учитель: (слайд 11 – высказывание)

«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений,

рождённых только воображением»

М.В.Ломоносов

Учитель: Проведём опыт (учитель демонстрирует опыт) (слайд - опыт) :

Опыт: К пружине подвешивают небольшое ведёрко и тело цилиндрической формы. Растяжение пружины отмечается стрелками на штативе. Она показывает вес тела в воздухе. Приподняв тело, под него подставляем отливной сосуд, наполненный жидкостью до уровня отливной трубки. После чего тело погружают целиком в жидкость. При этом часть жидкости, объём которой равен объёму тела, выливается из отливного сосуда в стакан. Указатель пружины поднимается вверх, пружина сокращается, показывая уменьшение веса тела в жидкости. В данном случае на тело, наряду с силой тяжести, действует ещё и сила, выталкивающая его из жидкости. Если в ведёрко вылить жидкость из стакана (т.е. ту, которую вытеснило тело), то указатель пружины возвратиться к своему начальному положению.

Учитель: Из этого опыта мы видим, что вес тела уменьшается на величину, равную весу вытесненной воды. Эту взаимосвязь заметил и Архимед.

(слайд 12 – мультфильм 3)

Учитель: Теперь сформулируем закон Архимеда (работа с учебником)

Откроем учебник на стр.147 и найдём формулировку закона Архимеда.

(слайд 13 – формулировка закона Архимеда):

На тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объёме погружённой части тела. (ребята записывают в тетрадь формулировку закона)

Учитель: Силу, выталкивающую погружённое в жидкость тело, Fвыт называют так же архимедовой силой FА. (слайд – Fвыт = FА )

Fвыт = FА

(ребята записывают в тетрадь)

Физкультминутка

(слайд 14)

Учитель:

- Давайте сделаем так, чтобы давление на стул уменьшилось.

Встали.

Постоим на одной ноге, на другой.

Встали на цыпочки, потянулись.

Как изменилось давление на пол? (увеличилось)

Молодцы! Садитесь.

Учитель: А теперь вам предстоит выяснить, от каких величин зависит архимедова сила.

Работа в группах (по 4 ученика, две соседние парты на ряду объединяются)

(Слайд 15 – эксперимент)

Учитель: Проведём работу в группах. Каждая группа получает задание и отвечает на поставленный вопрос эксперимента. Выберите капитана группы, распределите роли в своих группах.

А перед началом выполнения заданий хочу вам напомнить технику безопасности на уроке физики при работе со стеклянными приборами.

Задание первой группе

Определите зависимость архимедовой силы от плотности тела.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, тела одинакового объема и разной плотности (алюминиевый и медный цилиндры), нить.

1 ученик: следить за соблюдением техники безопасности при выполнении работы.

2 ученик: Определить вес алюминиевого цилиндра в воздухе. Р₁= _____ Н

3 ученик: Определить вес алюминиевого цилиндра в воде. Р₂=_____Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на алюминиевый цилиндр.

Р₁ - Р₂=_____Н

2 ученик: Определить вес медного цилиндра в воздухе. Р₃=_____Н

3 ученик: Определить вес медного цилиндра в воде. Р₄=_____Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на медный цилиндр.

Р₃ - Р₄ =______Н

1 ученик: Сделать вывод о зависимости ( независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: архимедова сила …………………………………от плотности тела.

Задание второй группе

Определите зависимость архимедовой силы от объема тела.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема (алюминиевые цилиндры), динамометр, нить.

1 ученик: следить за соблюдением техники безопасности при выполнении работы.

2 ученик: Определить вес большого цилиндра в воздухе. Р₁=_____Н

3 ученик: Определить вес большого цилиндра в воде. Р₂=_____Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на большой цилиндр.

Р₁ –Р₂=______Н

2 ученик: Определить вес маленького цилиндра в воздухе. Р₃=______Н

3 ученик: Определить вес маленького цилиндра в воде. Р₄=______Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на маленький цилиндр.

Р₃ –Р₄= ______Н

1 ученик: Сделать вывод о зависимости ( независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: архимедова сила …………………………………от объема тела.

Задание третьей группе

Определите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с пресной водой и соленой водой, шар.

1 ученик: следить за соблюдением техники безопасности при выполнении работы.

2 ученик: Определить вес шара в воздухе. Р₁= ______Н

3 ученик: Определить вес шара в пресной воде. Р₂=______Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на шар в пресной воде.

Р₁ – Р₂ =______Н

2 ученик: Определить вес шара в воздухе. Р₁=______Н

3 ученик: Определи вес шара в соленой воде. Р₃=______Н

4 ученик: Найди архимедову силу, действующую на шар в соленой воде.

Р₁- Р₂ =______Н

1 ученик: Сделать вывод о зависимости ( независимости) архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: архимедова сила …………………………………от плотности жидкости.

Задание четвертой группе

Определите зависимость архимедовой силы от глубины погружения.

Оборудование: динамометр, нить, мензурка с водой, алюминиевый цилиндр.

1 ученик: следить за соблюдением техники безопасности при выполнении работы.

2ученик: Определить вес алюминиевого цилиндра в воздухе. Р₁=______Н

3 ученик: Определить вес алюминиевого цилиндра в воде на глубине 5 см. Р₂=____Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на алюминиевый цилиндр в воде.

Р₁ – Р₂ =______Н

2 ученик: Определить вес алюминиевого цилиндра в воздухе. Р₁ =_____ Н

3 ученик: Определить вес алюминиевого цилиндра в воде на глубине 10 см. Р₃=___Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на алюминиевый цилиндр во втором случае.

Р₁ – Р₃ =_____Н

1 ученик: Сделать вывод о зависимости ( независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела.

Вывод: архимедова сила …………………………………от глубины погружения тела.

Задание пятой группе

Определите зависимость архимедовой силы от формы тела.

Оборудование: динамометр, нить, сосуд с водой, кусочек пластилина.

1 ученик: следить за соблюдением техники безопасности при выполнении работы.

2 ученик: Кусочку пластилина придать форму куба и определить вес пластилина в воздухе. Р₁=_____ Н

3 ученик: Определить вес пластилина воде. Р₂ =_____ Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на кусочек пластилина. Р₁ – Р₂ = _____Н

2 ученик: Кусочку пластилина придать форму шара и определить вес пластилина в воздухе. Р₃______Н

3 ученик: Определить вес пластилина воде. Р₄=_____Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на кусочек пластилина.

Р₃ - Р₄=______Н

1 ученик: Сравнить эти силы и сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

Вывод: архимедова сила …………………………………от формы тела.

Задание шестой группе

Определите зависимость архимедовой силы от объёма погружённой части.

Оборудование: динамометр, нить, сосуд с водой, алюминиевый цилиндр.

1 ученик: следить за соблюдением техники безопасности при выполнении работы.

2 ученик: Определить вес цилиндра в воздухе. Р₁=_____ Н

3 ученик: Опустить цилиндр в воду на 1/4 объёма и определите вес. Р₂ =_____ Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на цилиндр. Р₁ – Р₂ = _____Н

3 ученик: Опустить цилиндр в воду на 1/2 объёма и определить вес.

Р₃ =_____ Н

4 ученик: Найти архимедову силу, действующую на цилиндр.

Р₁ – Р₃=______Н

1 ученик: Сравнить эти силы и сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

Вывод: архимедова сила ………………………………….от объёма погружённой части

После получения результатов представители от каждой группы выходят к доске и свои выводы крепят с помощью магнитов на доску к заранее приготовленной схеме.

(слайд 16 схема зависимости)

Архимедова сила
не зависит от:	зависит от:
1) формы тела 2) плотности тела 3) глубины погружения	1) объема тела 2) плотности жидкости 3) объёма погружённой части

Учитель: Молодцы! А теперь после выяснения, от чего же зависит архимедова сила, мы с вами выведем формулу для расчёта этой силы.

Закон Архимеда гласит: Сила, выталкивающая целиком погружённое в жидкость или газ тело, равна весу жидкости в объёме этого тела, т.е.

Fвыт = FА = Рж = mж g = ρж VТ g

FА = ρж VТ g

(слайд 17 – формула) –

ребята записываю в тетрадь

(слайд 18 – производные формулы)

ρж = VТ = g =

Применение: 1. Плавание судов;

2. Водолазы;

3. Рыбы и все морские жители;

4. Воздухоплавание;

5. Птицы

1. Первичное закрепление нового материала

Учитель: Решим качественную задачу 1 :

Корабль из устья Волги переходит в Каспийское море. Как изменится при этом выталкивающая сила, действующая на корабль? (она увеличится, т.к. плотность пресной воды в реке Волга 1000 кг/м³, а в Каспийском море – 1030 кг/м³)

Учитель: Решим задачу 2:

(слайд 19, 20 – условие задачи)

Определить архимедову силу, действующую в морской воде на камень объёмом 1,6 м³ .

Дано: Решение:

VТ = 1,6 м³ FА = ρж VТ g

g = 9,8 Н/кг FА = 9,8 Н/кг 1030 кг/м³ 1,6 м³ = 16480 Н ≈ 16,5 кН.

ρж = 1030 кг/м³ Ответ: FА = 16,5 кН

FА - ?

Задача 3: На болт, погруженный в машинное масло, действует выталкивающая сила  F_А = 18 мН. Определите объем болта. (плотность машинного масла – 900 кг/м³)

Дано: Решение:

FА = 18 мН

ρж = 900 кг/м³ VТ = VТ =

g = 9,8 Н/кг

VТ - ?

(слайд – 21 – тест)

Тест ________________________________________________________

№	Вопрос		Варианты ответов	Ответ
1	На какое тело действует большая архимедова сила?		А) На первое Б) На второе В) На оба тела одинаковая
2	На какое тело действует меньшая выталкивающая сила?		А) На третье Б) На второе В) На первое
3	На какое тело действует большая архимедова сила?		А) На первое Б) На второе В) На третье
4	К коромыслу весов подвешены два алюминиевых цилиндра одинакового объема. Нарушится ли равновесие весов, если один цилиндр поместить в воду, а другой – в спирт? (плотность воды – 1000 кг/м3, плотность спирта – 800 кг/м3)		А)Перевесит цилиндр в спирте Б)Перевесит цилиндр в воде В) Не нарушится
5	Определите выталкивающую силу, действующую на погруженное в воду тело объемом 0,001м3		А) 10Н Б) 100Н В) 1000Н
6	Архимедова сила определяется формулой:		А) FА = ρтVж g Б) FА = ρжVТ g В) FА = ρV g

Учитель: А теперь обменяйтесь своими тестами и сделаем взаимопроверку.

(слайд 22 – взаимопроверка)

Домашнее задание

(слайд – 23 домашнее задание)

§ 51 с.146

1. кто любит читать – с.150

2. кто не любит считать – упр.26 (2)

3. кто любит считать – упр.26 (4)

4. кто любит творчество – упр.26 (5)

5. кто любит экспериментировать – упр.26 (6)

Рефлексия

Учитель: Наше путешествие подходит к завершению. Нам нужно возвращаться обратно, в наш 21 век. Итак, …. . Благодаря методу исследования вы совершили научное открытие. Вы по-другому взглянули на те предметы, которые мы часто используем в жизни. В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному, и сегодня мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке, каждый из вас, все вместе как класс, и понравилось ли то дело, которым мы с вами сегодня занимались.

(Слайд 24 – рефлексия)

Оцени работу:

1. Что вы узнали нового на уроке?

2. Для меня это важно и интересно…

3. Где могут пригодиться знания, которые вы получили на уроке?

4. Для меня было не достаточно…

5. Моя оценка атмосферы урока…

Итог урока: Итак,

1. С какой силой мы сегодня познакомились на уроке? (Архимедовой)

2. Какова формула для расчёта этой силы? (FА = ρжVТ g)

3. От каких величин она зависит? (плотности жидкости , объёма тела)

- Сделайте один хлопок те, кто плохо понял сегодняшнюю тему урока, и наше путешествие ему совсем не понравилось.

Сделайте два хлопка те, кто понял частично.

Похлопайте те, кто хорошо понял тему.

- А я аплодирую всем вам, потому что мне с вами было интересно сегодня работать.

Спасибо за работу на уроке!

слайд 25

Мне сегодня было очень приятно с вами работать.

Опыт: яйцо тонет в пресной воде, но плавает в солёной. Почему? Об этом вы узнаете на следующем уроке!

Урок окончен! До свидания!