Конспект урока по физике "Архимедова сила"

 Разработка урока

Тема урока: Сила Архимеда

Цели урока: Образовательная: обеспечить формирование понятия выталкивающая сила, используя задания исследовательского характера.

Развивающие: развитие познавательного интереса, самостоятельности, умение применять знания по физике, используя проблемные ситуации.

Воспитательная: содействовать профориентации учащихся и умению работать в коллективе и группах.

Формы и методы.

Метод обучения: проблемный.

Тип урока – урок создания проблемной ситуации, урок – исследование.

Организационные формы: Беседа, самостоятельная работа, практическая работа, индивидуальная, парная, групповая.

Средство обучения: справочная литература, компьютерная презентация, физическое оборудование.

Демонстрационное оборудование: сосуды с водой, штатив с муфтой и лапкой, тела разного объема, стаканы с насыщенным раствором соли в воде, ведерко Архимеда, динамометр.

Оборудование на столах учащихся: динамометры, стаканы с водой,  насыщенным раствором соли и маслом, два тела разного объема, но разной массы, тела одинаковой массы, но разного объема, пластилин.

Эпиграф урока: «Без сомнения, все наше знание начинается с опыта» И. Кант.

Программа: Е. М. Гутник, А.Е. Перышкин. Программа курса физики для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. М. Дрофа, 2009г.

I. Этап.  Организационный момент (определение задач урока)

1. Приветствие

2. Настрой учащихся на урок.

 Вступительное слово учителя.

Уважаемые коллеги! Нет, нет, я не оговорилась. Сегодня вы не ученики 7 класса. А мои коллеги – физики – экспериментаторы, исследователи действия жидкости на погруженное тело. Именно этой проблеме посвящена наша научная работа. Процесс научного творчества состоит из звеньев. (слайд)

 Исходные факты

Гипотеза

Следствия

Эксперимент

 Исходные факты.

Все это звенья процесса научного познания, и мы сегодня вместе в таком процессе поучаствуем.

 Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже подвергался изучению. Исследованием действия жидкости на погруженное в них тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший в 273 г. до нашей эры.(слайд)(небольшое сообщение об Архимеде ученика). Нам предстоит  сегодня «переоткрыть» его закон. И так в путь! «Сперва собрать факты и после этого связывать их мыслью», - советовал Аристотель. Прислушаемся к его совету.

2.Фронтальный опрос по демонстрационному материалу. Подвесим тело на пружине динамометра

1.Демонстрация.  Демонстрируется опыт по растяжению пружины под действием груза в воздухе.

Какие силы действуют на тело? (сила тяжести)

Учитель: Чему равна сила тяжести? 

Выясняется, что сила тяжести равна силе упругости.

Учитель: Чему равен вес тела?

(Вес тела равен силе тяжести.)

Учитель: Чему равна равнодействующая сил?

(R = F_тяж. –F_упр. = 0,   R = 1Н – 1Н =0)

Затем демонстрируется опыт по растяжению пружины в воде под действием груза.

Учитель: Какие силы действуют на тело? (сила тяжести)

Учитель: Чему равна сила тяжести? (F_тяж. = 1Н )

Учитель: Чему равна сила упругости? (F_упр. = 0,5Н)

Учитель: Чему равна равнодействующая сила? ( R = F_тяж –F_упр. -F  =0 )

Выясняется, что на тело погруженное в жидкость действует  сила со стороны жидкости и направленная   вверх.

Ученики: что вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.

Учитель: выталкивающая F выт. = Fвоз. – Fвод., так мы определили выталкивающую силу.

По проведенному опыту и записи в тетради и на доске ученики делают вывод

На тело, погруженное в жидкость, действует  сила, выталкивающая тело из жидкости.(вывод делают ученики).

Учитель: Эту силу называют силой Архимеда в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее. 

Ученик делает небольшое сообщение об Архимеде. (показ слайдов из презентации)     

Учитель: мы ребята можем записать F_выт. = F _А.  На прошлом уроке мы выяснил, от чего зависит выталкивающая сила.       

Учитель: Как найти величину выталкивающей силы? (F_выт  = Р_ж)

Учитель Записываем - архимедова сила равна.

Fа. = Pж = g m_ж = g ρ_ж V_ж

И так ребята мы получили формулу архимедовой силы. Записывается тема, проговариваются цель и задачи данного урока.

Мы получили формулу архимедовой силы, используя материал прошлого урока. А сейчас мы выясним, от каких факторов может зависеть сила Архимеда.

Давайте посмотрим, от чего может зависеть  архимедова сила.

3. Выдвижение гипотезы.

Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила может зависит:

От объема погруженного тела;

От массы тела;

Плотности жидкости;

Глубины погружения тела;

Формы тела.

Каждая из гипотез записывается в тетрадь и нуждается в экспериментальной проверке.(на доске и в тетради ученики записывают данные величины в таблицу)

Учитель, заслушав мнения. Есть сила одна, вот вам ответ,

                                               Эту силу обнаружил Архимед.

                                                Когда он опустился в воду,

                                                То «Эврика» - воскликнул он народу.

                                                 От чего зависит эта сила?

                                                  Нельзя вопрос оставить без ответа.

4.Экспериментальная работа.

От чего зависит сила Архимеда? Это вам придется выяснить самостоятельно. Дети делятся на группы по 4человека. Каждая группа получает свое задание на карточке – инструкции.

Учитель: Пожалуйста, прочитайте  задание и сформулируйте гипотезу исходя из условий. ( Дети читают задания. Высказывают гипотезы. Учитель записывает предложенные гипотезы в слайд презентации. Учащиеся приступают к выполнению заданий.)

Группа1 Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медные цилиндры одинакового объема, но разной массы, нить.

1.Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.

2.Сравните архимедовы силы, действующие на тела разной массы.

3. сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от массы.

Группа 2. Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема, но равной массы, динамометр, нить.

1.     определите архимедову силу, действующую на каждое тело.

2.     сравните эти силы.

3.     сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Группа 3  Оборудование: динамометр, нить, сосуды с пресной водой, соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

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

2.Что можно сказать об архимедовой силе, действующей на тело в разных жидкостях?

3.Установите зависимость жидкостей от рода жидкости.

Группа 4. Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить, динамометр.

1.Определите архимедовы силы, действующие на тело на глубине h1 и на глубине h2> h1.

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

Группа 5.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 нее.

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

( Группы выполняют полученные задания. Отчитываются о результатах,и сообщают свои выводы. Записывают   в виде таблицы. Если сила зависит от данной величины, то ставят  знак «+»,  если нет, то знак «-». Слайд.)

Сила	Масса	Объем	Форма	Жидкость	Глубина погружения
Fа	-	+	-	+	-

5. Вывод формулы выталкивающей силы.

Учитель: И так, мы установили, от каких величин зависит архимедова сила.(ученики еще раз проговаривают, от каких величин зависит архимедова сила ).

Учитель: Какая зависимость между архимедовой силой и объемом? (прямо пропорциональная,  с увеличением объема увеличивается и архимедова сила.)

Учитель: Какая зависимость между архимедовой силой и плотностью тела? (прямо пропорциональная, с увеличением плотности увеличивается и архимедова сила).

Учитель: Запишем эту зависимость.

 F - Vт ρ_ж

Учитель: Ребята мы с вами еще не получили формулу, как перейти от этой записи к формуле? Чего не хватает в этой записи, если ребята догадываются, то можно записать формулу. Если нет, то  используем метод размерностей.

Учитель:  В каких единицах измеряется  сила, плотность, объем?

Записываем:  Н =   кг /м³   м³

Учитель: Какую величину нужно поставить, чтобы левые и правые части были равны?

 g = Н/м

учитель: Как запишем  формулу архимедовой силы?

F =g ρ_ж Vт

Выясняется, что мы имеем две формулы архимедовой силы

  F = g ρжVж и  

  F = g ρ_ж Vт.

Учитель: Как показать, что объем тела равен объему жидкости?

Проводится опыт с ведерком Архимеда. Ученики  отмечают полное соответствие теоретических выкладок с результатами только, что проведенных экспериментов. Записывают  формулу и делают общий вывод: архимедова сила зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объема этого тела.

  V.Первичные закрепления знаний.

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 научные исследования.

Теперь вы можете мне объяснить, почему собака- водолаз легко может тащить

человека по воде, но только до берега.

Учащиеся: вес человека на берегу увеличивается.

   Учитель:  А масса?

Учащиеся: Осталась прежней.

Учитель: В какой воде легче научится плавать -  в речной или морской?

Ученики: В морской. Архимедова сила в морской воде больше.

6.Закрепление. Тесты для всего класса. (слайд).

 1. Как зависит архимедова сила от глубины погружения?

     увеличится,

     уменьшится,

     не изменится.

2.Тело полностью погрузили сначала в воду, а затем в масло. Как изменилась архимедова сила?

увеличилась,

уменьшилась,

не изменилась.

3.В воду погрузили сначала весь брусок, а затем 1/2 часть этого же бруска. Как изменилась архимедова сила?

уменьшилась,

увеличилась,

не изменилась.

4.Какую физическую величину определяют формулой F = g ρ_ж V_т

давление,

архимедову силу,

силу трения.

Учитель: А теперь правильность решения тестов( ответы записаны на доске)

Учитель объясняет ученикам те тесты, которые были решены не правильно.

VI. Подведение итогов занятия. Рефлексия.

Вернемся к теме сегодняшнего урока.

1.     Какую проблему мы поставили в начале его?

2.     Удалось ли нам решить ее?

3.     К какому выводу мы пришли?

 Ваше домашнее задание параграф учебника 48 и качественные задачи сборника задач В.И.Лукашик  № 606-609.

Большое спасибо коллеги за совместную работу.