Конспект урока физики на тему "Архимедова сила" 7 класс

• 1 слайд

  Еркова
  Елена
  Александровна
  «Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта»
  Иммануил Кант
  

• 2 слайд

  Верю – не верю…
  
  На тело, погруженное в жидкость или газ действует выталкивающая сила.
  Она направлена вниз.
  Сила, выталкивающая тело из жидкости равна весу жидкости в объеме погруженного в неё тела.
  Плотность тела равна отношению массы тела к его объему.
  Динамометром измеряют массу тела.
  Выталкивающая сила равна разности между весом тела в воздухе и его весом в жидкости.
  Она направлена вверх.
  Динамометром измеряют вес тела.
  

• 3 слайд

• 4 слайд

  Архимед
  
  III до н.э.
  

• 5 слайд

  Тема исследования:
  Архимедова
  сила
  

• 6 слайд

  Исходные факты
  Гипотеза
  Эксперимент
  Выводы
  

• 7 слайд

  Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью.
  
  Аристотель
  ˮ
  ˮ
  

• 8 слайд

• 9 слайд

  Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта.
  Иммануил Кант
  FА =Рвозд – Рж ;
  

• 10 слайд

  FА = Рж в объёме тела
  Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта.
  Иммануил Кант
  

• 11 слайд

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

• 12 слайд

  Гипотезы:
  
  Архимедова сила зависит
  
  от плотности жидкости;
  от объема погруженного в жидкость тела;
  от плотности тела;
  от глубины погружения в жидкость;
  от формы тела
  ? ? ?
  

• 13 слайд

  Архимедова сила
  Не зависит от
  Формы тела
  Зависит от
  Плотности жидкости
  Плотности тела
  Глубины погружения
  Объема, погруженной части тела
  

• 14 слайд

  FA ̴ ρж
  FA ̴ Vт
  FA ̴ ρж·VТ
  ·g
  =
  

• 15 слайд

  Теория
  

• 16 слайд

  Формула архимедовой силы
  На опыте
  Теоретически
  

• 17 слайд

• 18 слайд

  №1. Одинакового объема тела (стальное и стеклянное) опущены в воду. Одинаковые ли выталкивающие силы действуют на них?
  №2. Первоклассник и семиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее?
  №3. Один раз мальчик нырнул на глубину 2м, а в другой – на 3м. В каком случае его вода выталкивает сильнее?
  Подумай и ответь
  

• 19 слайд

• 20 слайд

  Большинство водорослей (например, спирогира, ламинария и др.) обладают тонкими, гибкими стеблями. Почему водоросли не нуждаются в прочных, твёрдых стеблях? Что произойдёт с водорослями, если выпустить воду из водоёма, в котором они находятся?
  

• 21 слайд

  Средняя плотность водных живых организмов мало отличается от плотности воды.
  Поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой.
  

• 22 слайд

  Фахак
  

• 23 слайд

  Кит хоть и живёт в воде, но дышит лёгкими. Несмотря на наличие лёгких, кит не проживёт и часа, если случайно окажется на мели или суше. Почему?
  

• 24 слайд

  1
  2
  

• 25 слайд

  1
  2
  3
  

• 26 слайд

  1
  2
  3
  ρ1
  ρ2
  ρ3
  ρ1
  ρ2
  ρ3
  >
  >
  

• 27 слайд

• 28 слайд

• 29 слайд

  Взаимопроверка
  БААААБ
  

• 30 слайд

• 31 слайд

  Спасибо за урок!
  

Цели урока: исследование зависимости архимедовой силы от различных физических величин.

Задачи:

Обучающая: Сформировать знания учащихся об архимедовой силе, умение выводить формулу, выражающую зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости (газа) и объема тела.

Развивающая: Продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами; показать роль физического эксперимента в физике.

Воспитывающая: Продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»; познакомить учащихся с практическими применениями закона в технике и для повышения интереса к изучаемому материалу осветить роль Архимеда в физике.

Дидактический тип урока: изучение нового материала

Форма урока: урок- исследование.

Оборудование: компьютер, мультимедиа-проектор, динамометр, наборы оборудования для групп, карточки с заданиями, сигнальные карточки,  компьютерная презентация.

Программное обеспечение: Power Point, Учебник: А.В. Перышкин . Физика 7

План урока:

1.     Организационный момент

2.     Повторение пройденного  материала

3.     Мотивация

4.     Изучение нового материала

5.     Исследовательская работа

6.     Закрепление нового материала

7.     Проверочный  тест

8.     Выводы  по  уроку

9.     Итоги  урока

Ход урока

1.     Организационный момент

Слайд 1 Учитель. Здравствуйте, ребята! Меня зовут Еркова Елена Александровна, я учитель физики Кинель-Черкасской школы №3, очень рада познакомиться с вами и вместе мы сегодня продолжим изучение темы “Действие жидкости и газа на погруженное в них тело». 

Наш урок будет уроком-исследованием. Но чтобы определиться с предметом нашего исследования, проведем небольшую зарядку для ума. Есть такая игра, называется «Верю – не верю». Если вы будете согласны с утверждением, то поднимайте зелёную карточку, если нет – красную.

2. Повторение пройденного материала. (слайд 2) Игра «Верю- не верю»

Ø На тело, погруженное в жидкость или газ действует выталкивающая сила? (Да)

Ø Она направлена вниз.  (Нет). Куда направлена выталкивающая сила? (Вверх)

Ø Сила, выталкивающая тело из жидкости равна весу жидкости  в объеме погруженного в неё тела. (Да)

Ø Плотность тела равна отношению массы тела к его объему (Да)

Ø Динамометром измеряют массу тела (Нет) Что ? Силу.

Ø Выталкивающая сила равна разности между весом тела в воздухе и его весом в жидкости. (Да)

                   3. Мотивация.

Учитель.    А вы знаете, ребята, что выталкивающая сила имеет другое название, связанное с именем известного древнегреческого учёного? Посмотрим фрагмент мультфильма. Слайд 3

(Легенда об Архимеде и короне)

 Этого величайшего математика и физика древности звали Архимед. Слайд 4 Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики. Именно он впервые указал на существование выталкивающей силы и рассчитал её значение. А кто догадался как называют эту силу, тот поможет нам сформулировать тему нашего урока-исследования. Эта сила называется, архимедовой. Это тема нашего урока. Запишите тему в тетради. (слайд 5)

                   4. Объяснение нового материала.

Процесс исследования состоит из следующих этапов. (Слайд 6):

Исходные факты – Гипотеза – Эксперимент – Выводы

Сегодня на уроке мы вместе пройдем все этапы исследования..

Итак, в путь! Слайд 7 “Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью”, – советовал нам Аристотель. Прислушаемся к его совету”

Итак, что же мы уже знаем об архимедовой силе? Заполните визитную карточку силы, кроме последней графы. На работу 2 минуты.  Давайте проверим что у нас получилось.  Слайд 8  Как доказать, что сила направлена вверх? Проведем опыт. (опыт с теннисным мячом) Опыт демонстрирует учащийся.

Название	Архимедова сила
Определение	Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, называется архимедовой.
Единица измерения	Н
Обозначение	FA
Направление	Вверх
Модуль силы

 В визитной карточке осталась не заполненной последняя графа. Как же найти модуль архимедовой силы?  Существует два способа нахождения

Её  можно  найти, если  из  веса  тела  в  воздухе  вычесть  его  вес  в  жидкости  (опыт с картофелиной) Слайд 9

F_А =Р_воз – Р_{ж ;}    

Учитель.  Есть еще один способ нахождения архимедовой силы. Предлагаю вам эксперимент. Проводится эксперимент по рис.151 учебника и ребята анализируют увиденное.

Учитель. Давайте сделаем вывод.

Ученик. Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела. (слайд 10)                          

 F_А = Р_ж  в  объёме  тела

Учитель. Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме тела.

Учитель. Закон Архимеда формулируется таким образом: тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом. (слайд 11)

Учитель: От чего зависит сила Архимеда? Готова выслушать ваши гипотезы.

Учащиеся выдвигают гипотезы, учитель фиксирует их (слайд 12)

• от плотности жидкости;
• от объема погруженного в жидкость тела;
• от плотности тела;
• от глубины погружения в жидкость;
• от формы тела

Учитель: Как мы можем проверить наши предположения?

На опытах и с помощью теоретических выводов.

                    5. Исследовательская работа.

“Чтобы проверить все гипотезы перейдем к эксперименту.”

Сформулируем   цели исследования (слайд 13)

1.                 Выяснить, от каких факторов зависит Архимедова сила.

2.                 Выяснить, от каких факторов не зависит Архимедова сила.

Объявляю об открытии исследовательских лабораторий по проверке выдвинутых гипотез. У каждой лаборатории своя задача.  Необходимое оборудование есть в каждой лаборатории. На исследование отводится 5 минут, по истечении которых представитель каждой лаборатории должен представить отчёт о проделанной работе. Приступаем к работе.

Лаборатория материаловедения

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры из набора тел для калориметра, нить.

1. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.
2. Сравните плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Лаборатория объемов

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

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое из тел.
2. Сравните эти силы.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Лаборатория сред

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

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в простой воде и в соленой воде.
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.

Лаборатория глубоковедения

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

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело на глубине h₁ и на глубине h₂, большей, чем h₁.
2. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела.

Лаборатория изменения форм

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

1. Кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра.
2. Поочередно опуская каждую фигурку с воду, с помощью динамометра определите. архимедову силу, действующую на нее.
3. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

После получения результатов каждая группа отчитывается  о проделанной работе и сообщает свои выводы. Выводы фиксируются в виде структурно логической схемы,  учитель демонстрирует ее на экране (слайд 13)

Архимедова сила
Не зависит от: формы тела плотности тела глубины погружения.	Зависит от: объема тела, погруженного в жидкость плотности жидкости

Таким образом, достигнута цель урока, мы провели исследование и выяснили, от каких физических величин зависит архимедова сила.

По результатам исследования выведем формулу для расчёта архимедовой силы. (слайд 14)F_A ̴ ρ_ж,   F_A ̴ V_т                        F_A ̴ ρ_ж·V_Т·g  =

Выведем формулу архимедовой силы теоретически (слайд 15)  Сравним полученные формулы. (слайд 16)

Учитель. А теперь давайте вернемся к задаче, которую поставил перед Архимедом царь Гиерон.  (фрагмент мультфильма) слайд 17

Историки рассказывают, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результатом этого было появление замечательного сочинения «О плавающих телах», которое дошло до нас.

     6.Закрепление  нового  материала.

Подумай и ответь: (слайд 18)

№1. Одинакового объема тела (стальное и стеклянное) опущены в воду. Одинаковые ли выталкивающие силы действуют на них?

№2. Первоклассник и семиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее?

№3. Один раз мальчик нырнул на глубину 2м, а в другой – на 3м. В каком случае его вода выталкивает сильнее?

7.ТЕСТ     слайды 19-24

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

Взаимопроверка  по  парам, выставление  оценок  соседу  по  парте

Где вы в жизни встречаетесь с Архимедовой силой? (слайд 26)

ОКАЗЫВАЕТСЯ (слайды 27-29)

- Плотность организмов, живущих в воде почти не отличается от плотности воды, поэтому прочные скелеты им не нужны!

-Рыбы регулируют глубину погружения, меняя среднюю                                 плотность своего тела.  Для этого им необходимо лишь изменить объем плавательного пузыря, сокращая или расслабляя мышцы.
          -У берегов Египта, водится удивительная рыба фахак. Приближение опасности заставляет фахака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов. Газы  заполняют не только         действующую полость пищевода, но и имеющийся при ней слепой   вырост. В результате тело фахака сильно раздувается, и, в соответствии с законом Архимеда, он быстро всплывает     на поверхность водоема. Здесь он плавает, повиснув вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого сила тяжести опускает его на дно водоема, где он укрывается среди придонных водорослей.

Наиболее крупные представители отряда китообразных – голубые киты.  Масса голубого кита достигает 130 тонн; самое большое наземное животное – слон имеет массу от 3 до 6 тонн (как язык некоторых китов).  При этом кит способен развивать в воде весьма приличную скорость до 37 км/ч.  Сила тяжести, действующая на кита исчисляется миллионами ньютонов, но в воде его поддерживает архимедова сила и кит в воде невесом. На суше громадная сила тяжести прижмёт кита к земле. Скелет кита не приспособлен к тому, чтобы выдержать эту тяжесть, даже дышать кит не сможет, так как для вдоха он должен расширить лёгкие, то есть приподнять мышцы, окружающие грудную клетку. Под действием столь огромной силы существенно ухудшается дыхание, пережимаются кровеносные сосуды, и кит погибает.

                                      8.Выводы по уроку. (слайд 30)

Учитель. Сегодня мы познакомились с новой темой «Архимедова сила», а главное мы решили задачу Архимеда, совершив путешествие в 3 век до нашей эры, выяснив при этом, от чего зависит архимедова сила  и  узнали  третий  способ  нахождения  архимедовой  силы. (слайд 31) Желаю вам успехов в изучении физики. Спасибо вам за сотрудничество.

Лаборатория сред

Цель: исследовать зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с простой водой, соленой водой и растительным маслом, металлический цилиндр.

ХОД РАБОТЫ

1.    Подвесьте цилиндр к крючку динамометра. Определите вес цилиндра в воздухе Р ₁  (результат занесите в таблицу).

2.    Медленно опустите цилиндр в стакан с водой, определите вес цилиндра в жидкости при полном погружении Р ₂  (результат занесите в таблицу).

3.  Вычислите архимедову силу, действующую на цилиндр при полном погружении в воду (результат занесите в таблицу).

1.    Повторите измерения (1-3) с солёной водой и растительным маслом.

2.    Определите архимедову силы, действующую на тело  в соленой воде и растительном масле. Снова результаты  занесите в таблицу.

Р₁ – вес тела в воздухе

Р₂ – вес тела в жидкости

     Таблица измерений

Жидкость	Р1, Н	Р2, Н	FА= Р1 - Р2
Вода
Раствор соли
Растительное масло

5. Сформулируйте и запишите выводы.

-Чем отличаются эти жидкости?

-Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

-Установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Лаборатория материаловедения

Цель: исследовать зависимость архимедовой силы от плотности тела.

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

ХОД РАБОТЫ

1.    Подвесьте цилиндр к крючку динамометра. Определите вес алюминиевого цилиндра в воздухе Р ₁  (результат занесите в таблицу).

2.    Медленно опустите цилиндр в стакан с водой, определите вес цилиндра в жидкости при полном погружении Р ₂  (результат занесите в таблицу).

3.    Вычислите архимедову силу, действующую на цилиндр при полном погружении в воду (результат занесите в таблицу).

4.    Повторите измерения (1,2) со стальным цилиндром.

5.    Определите архимедову силу, действующую на стальной цилиндр. Снова результаты  занесите в таблицу.

Р₁ – вес тела в воздухе

Р₂ – вес тела в жидкости

 Таблица измерений

Цилиндр	Р1, Н	Р2, Н	FА= Р1 - Р2
Алюминиевый
Стальной

6.    Сформулируйте и запишите выводы.

 -Чем отличаются эти цилиндры, и в чём у них сходство?

-Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тела равного объёма, имеющих   разные плотности ?

-Установите, зависит ли архимедова сила от плотности вещества, из которого сделано тело?

Лаборатория объемов

Цель: исследовать зависимость архимедовой силы от объёма погружённой части тела (объёма тела).

Оборудование: динамометр, нить, сосуд с  водой и  металлический цилиндр.

ХОД РАБОТЫ

1.      Подвесьте цилиндр к крючку динамометра. Определите вес цилиндра в воздухе Р ₁  (для всех опытов эта величина будет одинакова). Результат занесите в таблицу.

2.      Подвесьте опять к крючку динамометра  цилиндр и опускайте его в воду постепенно: сначала 1/4 объема (объем пропорционален высоте цилиндра), затем  1/2 , затем медленно опустите цилиндр в стакан с водой полностью, определите вес цилиндра в жидкости при каждом  погружении Р ₂  (результаты заносите по мере опускания в таблицу).

3.      Вычислите архимедову силу, действующую на цилиндр при каждом  погружении в воду (результаты занесите в таблицу).

Р₁ – вес тела в воздухе

Р₂ – вес тела в жидкости

     Таблица измерений

Часть объема тела, погруженная в жидкость	Р1, Н	Р2, Н	FА= Р1 - Р2
¼ от Vт
½ от Vт
Полностью Vт

4.      Сформулируйте и запишите выводы.

– сравните архимедовы силы, полученные в каждом опыте;

- сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объёма тела, погружённого в жидкость.

Лаборатория глубоковедения

Цель: исследовать зависимость архимедовой силы от глубины погружения тела в жидкость.

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

ХОД РАБОТЫ

1.      Подвесьте цилиндр к крючку динамометра. Определите вес цилиндра в воздухе Р ₁  (результат занесите в таблицу для всех опытов он будет одинаковым).

2.      Медленно опускайте цилиндр в стакан с водой, определите вес цилиндра в жидкости Р ₂  при полном погружении,  на  глубине h₁ и на глубине h₂, большей, чем h₁.

3.      Определите архимедовы силы, на каждой глубине  (результаты занесите в таблицу).

Р₁ – вес тела в воздухе

Р₂ – вес тела в жидкости

     Таблица измерений

Глубина  погружения тела в жидкость	Р1, Н	Р2, Н	FА= Р1 - Р2
h1
h2

4. Сформулируйте и запишите выводы

– сравните архимедовы силы, полученные в каждом опыте;

 - сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела.

Лаборатория изменения форм

Цель: исследовать зависимость архимедовой силы от формы тела.

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

ХОД РАБОТЫ

1. Подвесьте пластилин к крючку динамометра. Определите  его вес в воздухе Р ₁  (результат занесите в таблицу).
2. Кусочку пластилина придайте сначала форму шара, затем куба, затем цилиндра.
3. Поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите вес тела в жидкости Р₂ в каждом случае  (результаты заносите в таблицу).
4. Вычислите  архимедову силу, действующую на тела разной формы.

     Таблица измерений

Форма тела.	Р1, Н	Р2, Н	FА= Р1 - Р2
Шар
Куб
Цилиндр

5. Сформулируйте и запишите выводы

– сравните архимедовы силы, полученные в каждом опыте;

 - сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.