Урок физики. Сила Архимеда. 7 класс

Тема урока «Закон Архимеда»

Оборудование:

Динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, сосуд с маслом, нить.

План проведения урока.

1. Мотивация (рассказ). 2 мин.

2. Актуализация знаний (фронтальный опрос). 5 мин.

3. Затруднения (эвристическая беседа). 4 мин.

4. Проект выхода из затруднения (эвристическая беседа). 5 мин.

5. Реализация проекта (исследовательская работа в группах). 8 мин

- инструктаж по технике безопасности; 1 мин.

- экспериментальные задания в группах; 3-4 мин.

- анализ результатов эксперимента; 1 мин.

- формулировка закона Архимеда. 2-3 мин.

1. Первичное закрепление (фронтальное решение типовых задач по теме). 5 мин

2. Самостоятельная работа (самостоятельное решение типовых задач по теме). 5 мин

3. Включение в систему (фронтальное решение задачи, эвристическая беседа). 8 мин

4. Рефлексия (самоанализ, целеполагание). 3 мин

Ход урока.

Этап 1. Мотивация (2 мин).

• Приветствие учащихся.

• Напомнить учащимся о том, что они знают что такое выталкивающая сила и как ее вычислять для тел правильной формы. Обратить их внимание на то, что вычисление выталкивающей силы для тел неправильной, сложной формы способом, описанной на прошлом уроке, будет чрезмерно сложным. Достаточно простой способ этого вычисления был описан древним мыслителем Аристотелем и познакомить учащихся с легендой об Архимеде.

• Легенда об Архимеде: Царь Гиерон, живший 250 лет до н.э. поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону.
  
  Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на неё золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешёвыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь.
  
  Достоверно неизвестно, каким методом пользовался Архимед, но существует такая легенда.

Сначала Архимед определил, что кусок чистого золота в 19,3 раза тяжелее такого же объёма воды. Получается, что плотность золота в 19,3 раза больше плотности воды. Архимеду надо было найти плотность вещества короны. Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а в меньшее число раз, значит, корона была изготовлена не из чистого золота.

Взвесить корону было легко, но как найти её объём, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну, и его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи.

Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашёл! Нашёл!»

Поставить перед учащимися вопрос:

Что же "Нашел Архимед"?

Сегодня на уроке нам предстоит найти ответ на этот вопрос.

Этап 2. Актуализация (5 мин).

Актуализация знаний и повторение пройденного материала путем фронтального опроса.

1. Какие силы действуют на тела, находящиеся в жидкости?

2. Каково их направление? Покажите на рисунке.

3. При каких соотношениях сил тело тонет, плавает, всплывает?

4. Как можно рассчитать выталкивающую силу?

5. Как масса связана с объёмом?

6. Что такое вес?

7. Как вес связан с массой?

8. Что такое давление?

9. Как вычислить силу давления, если известно давление?

10. Почему жидкость оказывает давление и на дно и на стенки сосуда и на все поверхности тела, погруженного в жидкость?

11. Как вычисляется давление на дно сосуда?

12. Как вычислить силу давления на площадь  датчика манометра, действие которого мы изучали на прошлом уроке?

Навести учащихся на вывод : для того, чтобы решить проблему Архимеда нужно знать от каких факторов зависит выталкивающая сила.

Этап 3. Затруднения (4 мин).

Учащиеся выдвигают предположения (от массы тела, от плотности тела, от объема тела и т.д). Далее проводим анализ вариантов и приходим к затруднению: мы не знаем точно от каких величин и как зависит выталкивающая сила.

Этап 4. Проект выхода из затруднения (5 мин).

Обсуждение цели и плана действий:

Цель: выявить от каких факторов и как зависит выталкивающая сила.

Далее согласование темы урока. При выборе темы урока нужно обратить внимание учащихся что, сегодня не зря упомянули имя великого греческого мыслителя Аристотеля, так как именно в трудах Аристотеля мы находим первое исследование и вычисление этой силы.

Тема урока: Сила Аристотеля.

Путем наводящих вопросов определить способ действия для построения проекта выхода из затруднения ( нужно вспомнить об источниках физических знаний - наблюдениях и опытах.

Таким образом натолкнуть учащихся на мысль о необходимости проведения эксперимента).

Еще раз вместе с учащимися проговорить зависимость от каких физических величин будет проверятся посредством эксперимента (определили способ действия).

Этап 5. Реализация проекта (8 мин).

• Инструктаж по технике безопасности (1 мин)

• Работа в группах. Каждой из четырех групп дается экспериментальное задание (4 мин).

Задание группе 1:

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, нить.

1. определить архимедовы силы, действующие на первое и второе тела;

2. сравнить плотности тел и архимедовы силы;

3. сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от

плотности тела. (не зависит)

Задание группе 2.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр, нить.

1. определить архимедову силу, действующую на каждое тело;

2. сравнить эти силы;

3. сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объёма тела. (зависит)

Задание группе 3.

Оборудование: сосуды с водой маслом, динамометр, нить, алюминиевый цилиндр.

1. определить архимедовы силы, действующие на тело в воде и в масле;

2. чем отличаются эти жидкости?;

3. что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях;

4. установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

(зависит)

Задание группе 4:

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

1. кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра;

2. поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на неё;

3. сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

(не зависит)

• Анализ результатов эксперимента (1 мин).

Результаты эксперимента заносятся в таблицу

• Формулировка закона Архимеда (3 мин).

Архимед взвесил корону сначала в воздухе, затем в воде. По разнице в весе он рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объёме короны. Определив затем объём короны, он смог вычислить её плотность, а, зная плотность, ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешёвых металлов в золотой короне? Плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличён в обмане.

 Задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. В результате появилось замечательное сочинение «О плавающих телах», которое дошло до нас.

 В этом сочинении Архимедом сформулировано:

Тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в неё, погружаются всё глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своем весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объёме тел.

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

_{ }

Этап 6. Первичное закрепление (5 мин)

Фронтальное решение типовых задач (Приложение 1).

Этап 7. Самостоятельная работа (5 мин).

Учащиеся работают в парах с раздаточным материалом. Каждый в паре решает свою задачу, затем объясняет ее соседу (Приложение 2).

Сравнение полученных результатов с эталоном.

Выявляются ошибки при решении задач, их причины. При наличии ошибок - устранить.

Этап 8. Включение в систему (8 мин).

• Фронтальное решение задачи на закон Архимеда повышенной сложности (Приложение 3).

Этап 9. Рефлексия (3 мин).

• Учащиеся оценивают свою деятельность на уроке с помощью бланков оценки (1 мин)

• Наметить новую цель:

Учитель: Теперь, когда мы знаем что такое сила Архимеда и как ее рассчитать, нам будет полезно и интересно узнать, как человек научился ее использовать.

Цель следующего урока: узнать о применении и использовании силы Архимеда (1 мин)

• Домашнее задание: § 17, № 106, 108 (1 мин).