Конспект урока физики для 7 класса по теме "Плавание тел. Условия плавания тел"

Урок физики

в 7 классе по теме:

«Плавание тел. Условия  плавания тел»

Учитель физики, математики

и информатики

Боровинская Полина Алексеевна

с. Большое Сорокино, 2013 год

Тема: « Плавание тел. Условия плавания тел». 7 класс

Цель урока: Создать условия для выяснения условий, при которых тело в жидкости тонет, всплывает и плавает. Убедиться в том, что поведение тел в жидкости зависит от соотношения силы тяжести и выталкивающей силы Архимеда, плотностей жидкости и тела, погружённого в жидкость.

Задачи урока:

Образовательная: добиться усвоение учащихся условий плавания тел на основе изученного понятия об Архимедовой силе, формировать практические умения учащихся определять Архимедову силу с помощью динамометра и мерного стакана, делать выводы по результатам экспериментальных заданий.

Развивающая: развивать творческую  активность, творческие способности учащихся.

Воспитательная: формировать навыки самостоятельной работы над общей проблемой, воспитывать трудолюбие, настойчивость в достижении цели.

Оборудование:

лабораторные сосуды с водой, маслом; набор тел разной плотности; деревянный и пенопластовый кубики одинаковых размеров; клубень картофеля; пробирка с поваренною солью; пластилин; пробирки с песком;  прямоугольный  параллелепипед из пенопласта; динамометры; гири; мензурки.

Ход урока.

1.     Организационный момент.

-       Здравствуйте, ребята, пожалуйста садитесь. Сегодня у нас необычный урок. Эпиграфом к нему будут слова Ломоносова:

-       Ребята, а как вы понимаете эти слова?

2. Формулирование темы и целей урока.

-       Сначала мы вместе восхитимся вашими знаниями — а для этого разгадаем кроссворд. У каждого обучающегося лежит кроссворд. По прошествии 5 минут  ребята обмениваются кроссвордами и по готовым ответам, открытым на доске, оценивают работу соседа.

-       За каждое правильно отгаданное слово поставьте товарищу 1 балл.

    

По горизонтали:

1. Единица давления. 2. Единица массы. 3. Кратная единица массы. 4. Единица площади. 5. Единица времени. 6. Единица силы. 7. Единица объема. 8. Единица длины.

Ответы: 1. Паскаль. 2. Килограмм. 3. Тонна. 4. Квадратный метр. 5. Час. 6. Ньютон.

7. Литр. 8. Метр.

-       Какое слово у нас получилось по вертикали?

-       Плавание.

-       Итак — тема сегодняшнего урока — ПЛАВАНИЕ. Запишите число и тему урока.

-       Ребята, а плавание — это новое для нас понятие или мы уже знакомы с ним? Как вы думаете, с каким уже изученным нами физическим явлением оно связано?

-       С архимедовой силой.

-       Давайте вспомним какая сила называется архимедовой, как её можно измерить, по какой формуле вычислить?

-       Для того, чтобы вспомнить формулу вычисления архимедовой силы воспользуйтесь карточками. На них все изученные нами в курсе физики величины. Ваша задача правильно составить формулу. Один человек работает у доски. Теперь посмотрите у соседа и оцените работу каждого, поставив 3 балла за верно составленную формулу.

-       Ребята, а  как вы думаете, на все ли тела, погружённые в жидкость, действует архимедова сила?

-       На все.

-       А все тела одинаково ведут себя в жидкости?

-       Нет, одни тонут, другие плавают, а третьи всплывают.

-       Итак, какова цель нашего урока?

-       Изучить плавание тел и условия плавания тел.

3. Изучение нового материала.

- Попробуем все сведения об условиях плавания тел получить из опыта. Исследуем эти условия.

(Метод обучения: исследовательский)  

Самостоятельная работа в парах по уровням способностей учащихся. Ребята получили карточки с заданиями, созданы пары. Каждая имеет свое задание.

Нужно:

- выполнить опыт по инструкции; - заполнить таблицу; - подготовить сообщение для устного ответа; - подготовить отчет об опыте; - сделать вывод.

(Время работы – 15 минут. Пока учащиеся выполняют задания, учитель наблюдает за их работой, оказывает необходимую помощь. Так как ответы будут  использоваться при изложении нового материала, учитель намечает, в  какой последовательности они будут отчитываться.)

Первый вариант:

 Пронаблюдать, какие из предложенных тел тонут и какие плавают в воде; найти в таблице учебника плотности соответствующих веществ и сравнить с плотностью воды. Результаты оформить в виде таблицы:

Плотность жидкости	Плотность вещества	Тонет или нет

Для выполнения этого задания нужен сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, фарфоровый ролик, кусочки свинца, алюминия, органического стекла, пенопласта, пробки, парафина. Тела находятся в коробке с перегородками, в каждой ячейке указано название вещества.

Второй вариант: Сравнить глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров; выяснить отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности. Результат опыта представить на рисунке.

Третий вариант: Сравнить Архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести каждой пробирки; сделать вывод.

При выполнении этого задания используются мензурка, динамометр, две пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Четвертый вариант: Заставить картофелину плавать в воде. Объяснить результаты опыта. Для выполнения задания используются сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.

Пятый вариант: Добиться, чтобы кусок пластилина плавал в воде. Пояснить  результаты опыта.

Для выполнения задания нужны сосуд с водой и кусок пластилина.

(Шестой вариант:  Выяснить, изменится ли глубина погружения пробирки в воду, если, а) пластилин положить внутрь пробирки;

б) прикрепить его ко дну пробирки снаружи.

При выполнении этого задания используются сосуд с водой, пробирка, кусок пластилина.

Седьмой вариант: Выяснить, какой груз может поднять плот (кусок пенопласта) в воде.

Для проведения опыта из пенопласта заранее вырезают небольшой прямоугольный  параллелепипед и подбирают несколько тел разной массы. )

- Попробуем все сведения об условиях плавания тел  получить из опытов. Исследуем эти условия. После выполнения заданий мы обсудим полученные результаты и выясним условия плавания тел. На выполнение опытов отводится 15 минут. Откройте учебники стр. 26 , где помещены таблицы плотностей различных веществ. Они вам пригодятся во время работы. Внимательно прочитайте свои задания, постарайтесь не отвлекаться.

    (Задания дифференцированы в соответствии уровня подготовки учащихся).

Все результаты записывайте в тетрадь. Если у кого-нибудь возникнут вопросы, поднимите руку.

(Каждый получил карточку с заданием и оборудованием для выполнения работы)   

- Заканчиваем свою работу, приборы отодвинули на край стола. Переходим к обсуждению результатов.  Сначала выясним, какие тела плавают в жидкости, а какие – тонут, какие всплывают. Переходим к обсуждению результатов.
выясним:
какие тела плавают, какие тонут?
Ученик: если плотность вещества больше плотности жидкости, то тела не тонут. а если плотность вещества меньше плотности жидкости, тела плавают.

рв > рж – тонет;

рв < рж – плавает

посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости. что вы заметили?
ученик: глубина погружения тел разная. Пенопласт плавает почти на поверхности, а дерево немного погрузилось в воду.
Что можно сказать о глубине погружения деревянного бруска, плавающего на поверхности воды и масла?
ученик: брусок погружался глубже в масле, чем в воде.
Глубина погружения тела зависит от рв и рж тела. 
- можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например, картофелину и пластилин? 

Посмотрим опыт. Бросим эти тела в воду. Что наблюдается? (тонут.)
а у… картофелина плавает в воде. В чем дело?
Чтобы картофелина плавала, необходимо насыпать соли в воду.
Что же произошло?
У соленой воды увеличилась плотность, и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла, и FA увеличилась.
У ребят с пластилином соли не было. Как вам удалось добиться, чтобы пластилин плавал?
Мы сделали из пластилина коробочку, и она тоже плавает. 
Почему?
У нее больше объем, чем у куска пластилина.

Итак, чтобы заставить плавать тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменяется и архимедова сила. 
как вы думаете, есть ли какая-то связь между архимедовой силой и силой тяжести? 

Мы погружаем в воду две пробирки с песком. Одна полегче, другая потяжелее. Обе они плавали в воде. Мы определили, что и в том и в другом случае архимедова сила примерно равна силе тяжести…
Молодцы! Значит, если тело плавает, то FA = FT . А если тело тонет в жидкости? А если всплывает?
Получили условие плавания тел: рв = рж.

-       А теперь заполним таблицу. (Таблицы заранее распечатаны для каждого обучающегося, их необходимо только заполнить.)

Условия плавания тел
Поведение тела	Соотношения между силами		Соотношения между плотностями
	Словесная запись	FT ? FA	Словесная запись	ρТ ? ρж
Тело тонет,  если...	Сила тяжести больше архимедовой силы.	FT > FA	Плотность тела больше плотности жидкости	ρТ > ρж
Тело плавает, если...	Сила тяжести меньше архимедовой силы.	FT < FA	Плотность тела меньше плотности жидкости	ρТ < ρж
Тело находится в равновесии в любом месте жидкости, если...	Сила тяжести равна архимедовой силе.	FT = FA	Плотность тела равна плотности жидкости	ρТ = ρж

-       Теперь поговорим о применении открытого нами закона. Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды. Это и делает возможным их плавание под водой. Большую роль в передвижении рыб играет плавательный пузырь. Меняя объём этого пузыря, рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на неё выталкивающую силу.
 - А где учитывают эти условия в технике?
При постройке кораблей. Раньше делали деревянные корабли и лодки рж > рв, и корабли плавали в воде.
 - Металлические корабли тоже плавают, а ведь куски стали тонут в воде. Здесь увеличивают объем, и архимедова сила увеличивается. Еще делают понтоны и лодки.
Итак, в судостроении используется тот факт, что путем изменения объема можно придать плавучесть практически любому телу. Приведите примеры использования условий плавания тел в технике.
Перейдем на следующий слайд и посмотрим фильм о подводной лодке и о воздухоплавании.
5. Закрепление.
Учитель. Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовали все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование. 
А теперь попробуем ответить на веселые вопросы Григория Остера из его книги «Физика»:
1) Генерал нырнул в жидкость солдатиком и подвергся действию выталкивающих сил. Можно ли утверждать, что жидкость вытолкала генерала в шею?
2) Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1000 кг. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?
3) Почему в недосоленном супе, ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь?
4) Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковородке?

6. Домашнее задание:

-       п. 50, вопросы, упр. 25

-       занимательный опыт, как долго будет гореть свеча?

7. Итог урока.

-       Итак, урок подходит к завершению . Мне очень понравилось с вами работать.
А теперь давайте вместе оценим вашу работу на сегодняшнем уроке. У каждого из вас есть оценочный лист, в котором вы ставили себе оценки за работу. Подведем итог. На слайде открывается оценочная шкала.