Урок по физике в 7 классе по теме «Архимедова сила»

Урок по физике в 7 классе по теме «Архимедова сила»

Тип урока: усвоение новых знаний.

Метод обучения : исследовательский, проблемно-поисковый подход.

Цели:

• обучающая: изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин и обеспечить усвоение учащимися формулы для расчета архимедовой силы.

• развивающая: содействовать развитию наблюдательности, развивать культуру логического мышления и умение применять знания в новых конкретных ситуациях.

• воспитательная: формировать интерес учащихся к предмету, воспитывать дисциплинированность и умение работать в группе.

Задачи: формирование умения наблюдать, высказывать гипотезы, планировать эксперимент, подтверждающий или опровергающий высказанные гипотезы; формирование навыков исследовательской деятельности учащихся.

Оборудование: портрет Архимеда, ведерко Архимеда, сосуд с отливом, стакан с водой и раствором соли, штатив, калориметрические тела, динамометр, мензурка.

Ход урока

1. Актуализация знаний.

Какая сила действует на тело, погружённое в жидкость или газ?

Как она направлена?

Как определить выталкивающую силу?

2. Постановка проблемного задания.(Слайд 1)

Определите выталкивающую силу, действующую на погружённый в воду цилиндр.

3. Формирование новых знаний.

А).Демонстрация опыта с ведерком Архимеда.(Слайд 2-7)

• Почему сократилась пружина при погружении цилиндра в воду?

• Что нужно сделать, чтобы пружина заняла первоначальное положение?

Вывод: сила, выталкивающая целиком погруженное в газ или жидкость тело, равна весу газа или жидкости в объеме этого тела.

Б)Сообщение на тему « Легенда об Архимеде».(Слайд 8)

• От каких физических величин зависит выталкивающая сила?

Учителю не следует отбрасывать неверные предположения: каждая из гипотез нуждается в экспериментальной проверке.

М.В. Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением». Поэтому подвергнем экспериментальной проверке наши гипотезы.

В).Экспериментальная работа. (Слайд 9)

Задание первой группе

Определить архимедову силу, действующую на тела одинакового объема, но разной плотности, погружённых в пресную воду.

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

1.Определите Архимедову силу, действующую на первое тело

Р в возд = Р в воде= Fа 1 = Р в возд - Р в воде=

2.Определите Архимедову силу, действующую на второе тело

Р в возд = Р в воде = Fа 2 = Р в возд - Р в воде =

3.Сравните плотность тел и Архимедовы силы, действующие на тела.

алюм = 2700кг/м3, стал =7800кг/м3

Fа 1 = Fа2 =

4.Сделайте вывод о зависимости (независимости) Архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от плотности вещества из которого изготовлено тело.

№ опыта	Цилиндр
1	алюминий
2	медь

Вывод: Архимедова сила не зависит от плотности вещества из которого изготовлено тело.

Задание второй группе

Определить архимедову силу, действующую на тела разного объема, одинаковой плотности, погружённых в пресную воду.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, металлическое тело на нити.

1.Определите Архимедову силу, действующую на 1/2 объема тела, погруженного в воду.

Р в возд = Р в воде = Fа1 =

2.Определить Архимедову силу, действующую на целиком погруженное тело в жидкость.

Р в возд = Р в воде = Fа 2 =

3.Сравните эти силы.

Fа 1 = Fа2 =

4.Сделайте вывод о зависимости (независимости) Архимедовой силы от объема погруженной части тела.

№ опыта	Объём тела
1	V(1)
2	V(2)

Вывод: Архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Задание третьей группе

Определить архимедову силу, действующую на тела одинакового объёма . но разной формы , погружённых в пресную воду.

Оборудование: тела из пластилина одинакового объема, но разной формы, сосуд с водой, динамометр.

1.Определите Архимедову силу, действующую на тело шарообразной формы

Р в возд = Р в воде = Fа1 =

2.Определите Архимедову силу, действующую на тело прямоугольной формы

Р в возд = Р в воде = Fа 2 =

3.Сравните эти силы

Fа 1 = Fа2 =

4.Сделайте вывод о зависимости (независимости) Архимедовой силы от формы тела.

№ опыта	Форма тела	Объём тела
1	Шар	V(1)
2	Прямоугольник	V(2)

Вывод: Архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задание четвёртой группе

Определить архимедову силу, действующую на тела одинаковой формы, одинаковой плотности, погружённых один в пресную воду , а другой в солёную воду.

Оборудование: динамометр, сосуды с чистой и соленой водой, стальной брусок на нити.

1.Определите Архимедовы силы, действующие на тело в чистой воде

Р в возд = Р в воде = Fа1 =

2.Определите Архимедовы силы, действующие на тело в соленой воде

Р в возд = Р в воде = Fа 2 =

3.Сравните плотности этих жидкостей.

чист воды =1000кг/м3 сол. воды =1030кг/м3

4.Сравните Архимедовы силы, действующие на тело в различных жидкостях.

Fа 1= Fа2 =

5.Установите зависимость Архимедовой силы от плотности жидкости.

№ опыта	Жидкость
1	Чистая вода
2	Солёная вода

Вывод: Архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задание 5 группе.

Определить архимедовы силы, действующие на тело на глубине h₁ и на глубине h₂, большей, чем h₁.

Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела

№ опыта	Глубина погружения тела
1	h1
2	h2

Вывод: Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела.

Сделаем выводы , от чего зависит архимедова сила , а от чего не зависит.

Итак ,сила Архимеда зависит от: плотности жидкости и объёма тела ; не зависит от :плотности тела, глубины погружения, формы тела.(Слайд 10)

Выталкивающая сила
Зависит от	Не зависит от
1.объема погруженной части тела 2.плотности жидкости	1.плотности тела 2.веса (массы) тела 3. формы тела 4. глубины погружения

Г).Закон Архимеда

- Исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед. Силу , выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой. Следовательно, архимедова сила зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, или от объема этого тела.

FА = =r_ж g Vт (Слайд 11)

4.Решение проблемной задачи (Слайд 12)

Задача .Определить Архимедову силу, действующую на тело объёмом 20 см³ , погружённое в воду?

Дано: СИ Решение:

V=20 см³ 2·10^-5 м³ F_А =r_ж g V,

r_ж=1000 кг/м³ F_А = 1000 кг/м³ · 9,8 Н/кг х 2·10^-5 м³ » 0,2 Н

F_А - ?

Ответ: » 0,2 Н

5. Предъявление опорного конспекта . (Слайд 13)

Сделайте вывод: что такое архимедова сила и от чего она зависит? (Архимедова сила – сила, выталкивающая тело из жидкости, зависит от плотности жидкости и объема погруженного тела.)

6. Решение качественных задач.

1.На какой из опущенных в воду стальных шаров действует наибольшая выталкивающая сила? (Слайд 14)

2.Одинакового объема тела – стеклянное и стальное – опущены в воду. Одинаковые ли выталкивающие силы действуют на них? (Слайд 15)

3.Одинаковые ли выталкивающие силы будут действовать на данное тело в жидкости при погружении его на разную глубину? (Слайд 16)

4.Изменится ли выталкивающая сила, если брусок, находящийся в жидкости, перевести из положения а в положение б? (Слайд 17)

5.Подвешенные к коромыслу весов одинаковые шары погрузили в жидкость сначала так, как показано на рисунке а, а затем так, как показано на рисунке б. В каком случае равновесие весов нарушится? Почему? (Слайд 18)

6.На дне аквариума находится камень, полностью погруженный в воду. Изменится ли действующая на камень выталкивающая сила при доливании воды в аквариум? (Слайд 19)

7.Кусок стального рельса находится на дне реки. Его приподняли и поставили вертикально. Изменилась ли при этом действующая на него выталкивающая сила? Изменится ли она, если при подъеме часть рельса окажется над водой? (Слайд 20)

8. Почему у рыб и морских животных менее массивный скелет по сравнению со скелетом млекопитающих, а конечности атрофированы?

(Слайд 21)

9.Почему отстаивание воды ведет к очищению ее от нерастворимых в ней веществ? (Слайд 22)

7. Решение теста.

Тестирование (раздаточный материал с тестом). Читаем вопрос и выбираем ответ:

1) Вес стальной детали в воздухе равен 3Н, а в воде 2,7Н. Определите архимедову силу, действующую на стальную деталь.

а) 5,7Н

б) 0,3Н

в) 3Н

г) 2,7Н

2) Железный и деревянный шары равных объемов бросили в воду. Сравните архимедовы силы, действующие на шары?

а) На железный шар действует большая архимедова сила, так как его плотность больше.

б) На деревянный шар действует большая архимедова сила, так как его плотность меньше.

в) На железный и деревянный шары действуют одинаковые F_а, т.к. объемы равны.

3) Железное и деревянное тело равных масс бросили в воду. Равны ли выталкивающие силы, действующие на каждое тело?

а) На деревянное тело действует большая выталкивающая сила, т.к. его объем больше.

б) На железное тело действует большая выталкивающая сила, т.к. его объем больше.

в) На тела действуют равные выталкивающие силы, т.к. равны массы тел.

4) К динамометру подвешено металлическое тело. В каком случае показания динамометра будут больше: если тело опустить в керосин или в воду?

а) Больше в воде, т.к. ее плотность больше.

б) Больше в керосине, т.к. его плотность меньше.

в) Одинаково, т.к. объем тела не меняется.

5) Архимедова сила определяется формулой:

а) Fa = g жVтела

б) Fa = g телаVтела

в)

Fa = gh

г) Fa = mg

8.Проверка теста. Взаимопроверка

Ответы к тесту (Слайд 23)

1-б,2-в,3-в,4-б,5-а

9. Анализ и рефлексия.

Сегодня на уроке мы познакомились с Архимедовой силой. Мне очень интересно было работать с вами. Вы показали отличный уровень подготовки к уроку . Решали самостоятельно поставленные перед вами проблемы. Делали правильные выводы.

Теперь вы знаете, что на любое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила. Я надеюсь, что полученные вами знания об архимедовой силе вы будете использовать не только на уроках по различным предметам, но и будете применять их в повседневной жизни.

Рефлексия

Чем вы удовлетворены на уроке, почему? Что вам понравилось? Чем вы неудовлетворенны, почему?

А теперь давайте подведём итоги. Выставим оценки.

Нарисуйте настроение. Хорошее настроение возьмите с собой на следующие уроки, а плохое – отдайте мне, я подумаю, как сделать ,чтобы вы уходили с уроков с хорошим настроением.

10. Домашнее задание. § 55 упражнение 29(№6, №7) ( Слайд 24)

Постановка занимательного опыта. «Зальет ли вода свечу?»

Опустим в сосуд с водой стеариновую свечу (на ее нижнем конце закреплен небольшой грузик.) Свеча плавает, как поплавок. Как долго будет гореть свеса? Вот над этим опытом вы и подумаете дома.

(Слайд 25)

Спасибо за внимание ! Спасибо за урок! (Слайд 26)

ЛИТЕРАТУРА

1.Пёрышкин А.В. Физика 7 класс

2. Лукашик В.И. Сборник задач по физике 7-8

3. И.Т.Кириллова. Книга для чтения по физике

4. Физика: Занимательные материалы к урокам. 7 кл.