Конспект урока по физике на тему:"Действие жидкости и газа на погружённое в них тело. Архимедова сила."

1. Число:

2. Тема урока: Действие жидкости и газа на погружённое в них тело. Архимедова сила.

3. Тип урока: Комбинированный урок.

4. Цель урока: выяснить природу выталкивающей силы.

5. Учебно-воспитательные задачи урока:

Образовательная: изучить действие жидкости и газа на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин; проконтролировать уровень усвоения основных законов.

Развивающая: развивать логическое мышление, умение классифицировать, выявлять связи, формулировать выводы; развивать познавательный интерес.

Воспитательная: воспитывать культуру общения, умение ставить цели и выражать свою точку зрения; создать условия для реальной самооценки учащегося, реализации его как личности, воспитывать ответственность.

6. Формы работы: индивидуальная, фронтальная, групповая.

7. Средства обучения: учебник А.В.Перышкин. Физика.7 класс. -М.: Дрофа,2017; В.И.Лукашик, Е.В. Иванова. Сборник задач по физике. - М.: Просвещение, 2016; Н.И.Зорин. КИМ. Физика.7 класс. -М.: Вако, 2019.

8. Оборудование: штатив; динамометр; сосуд с водой; набор грузов; металлический, деревянный и пенопластовый шарики; ведерко Архимеда.

9. Демонстрации: Опыт с плавающими телами различной плотности;

Опыт по рисунку 149 и 151 учебника.

10. План урока

    Этапы урока

    время

    Методы и методические приемы

    1

    Орг.момент

    1 мин

    Словесный(приветствие)

    2

    Повторение и обобщение опорных знаний учащихся

    12 мин

    Словесный, практический

    3

    Изложение нового материала

    15 мин

    Словесный, практический

    4

    Закрепление материала

    15 мин

    Практический

    5

    Подведение итогов. Домашнее задание

    1 мин

    Словесный (запись на доске), оценивание

    6

    Рефлексия

    1 мин

    Словесный

11. Ход урока:

1. Организационный момент.

Приветствие, проверка подготовленности к учебному занятию, организация внимания детей. Создание благоприятного психологического настроя учащихся на активную работу на уроке.

2. Повторение и обобщение опорных знаний учащихся

Проверочная работа:

Вариант 1

1. Манометр — это прибор для измерения

1) давления
2) сил, с которыми атмосфера действует на тела
3) изменений атмосферного давления
4) давлений газов и жидкостей, больших или меньших атмосферного давления

2.  Что заставляет воду подниматься вслед за поршнем?

1) Образование пустоты под ним
2) Давление воздуха на поверхность воды в широком сосуде
3) Изменение атмосферного давления при подъёме поршня

3. Вычислите максимальную высоту, на которую можно поднять воду поршневым насосом при нормальном атмосферном давлении.

1) 101,3 м
2) 101,3 см
3) 10,13 м
4) 10,13 см

4. Как зависит максимальная высота подъёма жидкости поршневым насосом от её плотности?

1) Увеличивается с ростом плотности
2) Увеличивается при уменьшении плотности
3) Не зависит

5. Каково соотношение действующих на поршни гидравлической машины сил и площадей этих поршней? Из каких закономерностей следует это соотношение?

1) F₂/F₁ = S₂/S₁; из закона сообщающихся сосудов
2) F₂/F₁ = S₂/S₁; из закона Паскаля и равновесия жидкости
3) F₂/F₁ = S₂/S₁; из закона Паскаля и равенства давлений (р₁ = р₂) в жидкости, находящейся в равновесии

6.  Площади поршней гидравлического пресса 200 см² и 0,5 см². На большой поршень действует сила 4 кН. Какая сила, прилагаемая к малому поршню, её уравновесит?

1) 1000 Н
2) 100 Н
3) 10 H
4) 1 Н

Вариант 2.

1.  Какой из изображенных здесь приборов — манометр?

1) №1
2) №2
3) №3
4) Манометра нет

2.  На какую максимальную высоту можно поднять поршневым насосом машинное масло, если атмосферное давление нормальное?

1) 1,12 м
2) 11,2 м
3) 112 м
4) 112 см

3. Атмосферное давление возросло. На большую или меньшую высоту сможет поднять теперь воду поршневой насос?

1) На большую
2) На меньшую
3) На ту же высоту

4.  Гидравлический пресс применяется, например, для

1) обжима металлических заготовок деталей
2) подъёма воды из затопленной шахты
3) накачивания шин тяжёлых самосвалов
4) выжимания масла из семян подсолнечника

5.  На большой поршень гидравлического пресса с площадью 400 см² поставлена гиря массой 5 кг. Какой массы гирю надо поставить на малый поршень (его площадь равна 80 см²), чтобы жидкость в прессе была в равновесии?

1) 0,5 кг
2) 2 кг
3) 2,5 кг
4) 1 кг

6.  Гидравлический пресс обеспечивает выигрыш в силе в 7 раз. Его малый поршень имеет площадь, равную 300 см². Какова площадь большого поршня?

1) 2100 см²
2) 42,8 см²
3) 0,4 м²
4) 210 см²

Взаимопроверка. На доске выписаны номера правильных ответов на вопросы.

Вариант 1: 1-4 2-2 3-3 4-2 5-3 6-3

Вариант 2: 1-2 2-2 3-1 4-4 5-4 6-1

Критерии оценивания:

6 правильных ответов -5;

5 правильных ответов-4;

4 правильных ответа-3

3. Изложение нового материала

Учитель демонстрирует опыт

1.В воде находятся деревянный, металлический, пенопластовый шарики:

1 - деревянный

2 - металлический

3 -пенопластовый

2. Демонстрация опыта с грузом, опушенным в воду (по рис. 149 учебника). Учитель обращает внимание учеников как изменяются показания динамометра. О чем это говорит?

Ученики: вес тела, погруженного в воду, уменьшается.

Учитель: Какая же сила заставляет шар подниматься вверх?

За счет чего уменьшается вес груза в воде?

Сегодня мы попробуем найти ответы на эти вопросы. Записывают тему урока.

Учитель: Что происходит с телом при его погружении в жидкость?

Ученики: При погружении тела в жидкость на него со всех сторон начинает действовать гидравлическое давление.

Учитель: Одинаково ли оно? От чего зависит его величина?

Ученики: давление столба жидкости Р = ρgh, гидростатическое давление зависит от высоты столба жидкости и плотности жидкости

Учитель: Одинаково ли это давление на боковую поверхность нашего цилиндра?

Ученики: Силы, действующие на боковые стороны цилиндра попарно равны и уравновешивают друг друга т.к. давление на одной и той же высоте одинаково.

Учитель: А каково давление на нижнюю и верхнюю грань?

Ученики: Силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани неодинаковы, на нижнюю действует большее давление, т.к давление зависит от высота столба жидкости на нижнюю грань точки тела, а т.к. площади основания цилиндров одинаковы, то значит и силы, действующие на нижнюю грань будут больше.

Учитель: обозначим эти силы F₁ и F₂. Если сила F₂ больше, то результирующая этих сил – выталкивающая сила- будет направлена вверх, в сторону действия большей силы и будет равна разнице сил F2 и F1: Fвыт. =F₂-F₁.

Вспомним, что сила давления F = pS.

Подставим вместо р: p=ρgh.

Получим: Fвыт. = ρgh₂S- ρgh₁S= Sρg (h₂- h₁) =Sρgh=ρgV=gm_ж= Р_ж.

Где h₂-h₁=h- высота цилиндра; Sh=V; ρV=m_ж.

Fвыт.=gm_ж= Р_ж. (1)

Т.о. Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.

На тело, находящееся в жидкости или в газе действует сила, выталкивающая это тело из жидкости или газа и направлена эта сила противоположно силе тяжести, приложенной к телу. Называют эту силу архимедовой силой в честь древнегреческого ученого Архимеда.

Демонстрация опыта с ведерком Архимеда.

Физкультминутка.
Воздух – это атмосфера.
Это, правда, топай смело.
В атмосфере есть азот,
Делай вправо поворот.
Также есть и кислород,
Делай влево поворот.
Воздух обладает массой,
Мы попрыгаем по классу.
Шею вправо, влево крутим
Очень физику мы любим!
Мы успели отдохнуть
И готовы снова в путь! 

Учитель: Произведем замену в формуле (1) m_ж= ρ_жV_Т и получим F_А=gρ_жV_Т (2)

Архимедова сила зависит от: плотности жидкости и от объёма погруженного тела.

Определим вес тела, погруженного в жидкость (или в газ). На тело действуют две силы, направленные в противоположные стороны: F_А вверх и F_Т вниз. Т.о. вес тела в жидкости Р₁ будет меньше веса тела в воздухе P= gm (m-масса тела) на величину gm_ж (m_ж-масса жидкости или газа, вытесненной телом)

Р₁ = P - F_А

или

Р₁ = gm - gm_ж (3)

Т.о. если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своём весе столько сколько весит вытесненная им жидкость (или газ).

IV. Закрепление материала

Решение задач: Упр. 26 №№ 1,2,3

Дополнительный материал

Плотность многих животных и растений, живущих в воде, мало отличаются от плотности воды, поэтому выталкивающая сила, действующая на водные организмы или равна их силе тяжести, или лишь немного меньше. Поэтому все приспособления, служащие для противодействия силе тяжести, у них либо отсутствуют, либо имеют рудиментарный характер. Например, конечности глубоководных раков очень слабы и имеют непомерную длину.

Стебли подводных растений, несмотря на чрезвычайную гибкость и длину, достигают иногда 60 м и нередко превышающую поперечные размеры в сотни и тысячи раз, тем не менее сохраняют в воде вертикальное положение благодаря силам Архимеда. Увеличению плавучести способствуют так же крупные воздушные пузыри, заключенные у некоторых водорослей в концах стеблей и играющие роль поплавка.

IV. Подведение итогов урока. Оценивание работы учащихся на уроке. Домашнее задание: п. 50,51. Вопросы к параграфам. Упр. 26 (4-6); задачи №№ 605—607.

V. Рефлексия. Инициировать рефлексию детей по поводу психоэмоционального состояния. Учащиеся поднимают синие карточки, если урок понравился и красные-если не понравился. Отвечают на вопросы:

1. Сегодня на уроке мне понравилось…

2. Сегодня на уроке я узнал…

3. Сегодня на уроке я поставил себе оценку …

6