Урок-исследование по физике
"Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила"
Цели:
· Образовательные:
· ознакомить
учащихся с новым физическим явлением – действием жидкости и
газа на погруженное тело;
· установить
от каких факторов зависит Архимедова сила, и от каких не зависит;
· вывести
формулу для вычисления архимедовой силы;
· Развивающие:
· развивать
умение ставить физические эксперименты, вести наблюдение, анализировать;
· уметь
сравнивать и систематизировать знания;
· самостоятельно
делать выводы;
· применять
полученные знания при решении задач.
· Воспитательные:
· способствовать
формированию у учащихся чувства ответственности, бережного отношения к
приборам;
· продолжить
формирование познавательного интереса к предмету.
Оборудование: мультимедийный
проектор; набор грузов; динамометр; ведерко Архимеда; отливной стакан; штатив.
Литература:
1. А.В. Перышкин: Физика
7 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений 2004 г.,
Издательство «Дрофа».
2. Р.Д. Минькова Е.Н. Панаиоти: Тематическое
поурочное планирование по физике: 7 класс: К учебнику А.В. Перышкина «Физика. 7
класс», Издательство «Экзамен», 2004.
3. А.П Чехов «Степь».
4.Классная физика для любознательных 7
класс.
5. Интернет-ресурсы.
ХОД УРОКА
1. Вступительное слово учителя (слайд1)
Гуляя в тенистой роще, греческий философ
беседовал со своим учеником. «скажи мне, – спросил юноша, – почему тебя часто
одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом и учился у великих
эллинов. Как же так, что для тебя осталось столь много неясных вопросов?»
В раздумье философ очертил посохом перед собой два круга: маленький и большой.
«Твои знания – это маленький круг, а мои – большой. Но все, что осталось вне
этих кругов, – неизвестность. Маленький круг мало соприкасается с
неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с
неизвестностью. И впредь, чем больше ты станешь узнавать нового, тем больше
будет возникать у тебя неясных вопросов».
Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.
Учитель:
(слайд 2) И вот сегодня мы с вами попытаемся отгадать ещё одну тайну природы.
Ребята, пусть вас это не удивляет, но свой урок я хочу начать с отрывка из
повести А.П. Чехова «Степь».
«Егорушка тоже разделся, но не
спускался вниз, а разбежался с полуторасаженной вышки. Описав в воздухе дуги,
он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достал, какая-то сила, холодная и
приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх. Он вынырнул…»
(слайд3)
Учитель:
Какая сила подняла Егорушку наверх?
2. Сообщение темы цели урока (слайд
4)
Тема нашего урока: «Действие жидкости и
газа на погруженное в них тело» Мы познакомимся с новым явлением, новой силой.
Докажем существование этой силы с помощью опытов, также установим от чего она
зависит.
Сегодня вы попробуете себя не просто в роли ученика, а в роли ученого
исследователя. А с чего начинается любое исследование? Конечно же с опыта.
Будьте очень внимательны и не стесняйтесь высказывать свое мнение
(слайд 5)Вспомним лето.
Вы отдыхаете на море, озере или реке входите в воду. Учите плавать своих
друзей. Легко ли поддерживать на воде тело своего друга? (легко).
А сможете ли вы его также легко удержать не в
воде, а в воздухе? (нет)
Хорошо, продолжаем дальше. Многие из вас
купаясь, пытались запихнуть мяч в воду. Ну и как? Получалось у вас это? (нет) В
чем же дело? Обратимся к опыту. (слайд
6)
Опыт 1: Опустите шарик в сосуд с водой. Что произошло? (мячик всплывает) Почему шарик всплыл на поверхность воды?
На мяч подействовала что? (сила) Совершенно верно, подействовала сила, которая
вытолкнула мяч из воды, эта же сила выталкивала из воды и тело вашего друга при
обучении плаванию, поэтому как мы её будем называть? (выталкивающей силой)
Ребята, а всегда ли
жидкость действует на погруженное в неё тело? Проведем следующий опыт.
Опыт 2. Погрузим в воду подвешенный на нити металлический цилиндр.
Тело утонуло. Заметно ли выталкивающее действие воды в этом случае? Чтобы найти
ответ на этот вопрос, давайте проведём опыт по описанию задания №1 ваших
поурочных тетрадей.
На каждом столе находится динамометр, цилиндр и стакан с
водой. Сначала вам нужно подвесить цилиндр к динамометру, найти его вес в
воздухе и записать полученный результат. Следующее задание: погрузите цилиндр в
жидкость и найдите его вес в жидкости. Запишите полученный результат. Сравните,
пожалуйста, вес цилиндра в воде с весом цилиндра в воздухе и сделайте вывод:
действует ли на цилиндр, погруженный в жидкость, выталкивающая сила? (Так как
вес цилиндра в жидкости меньше, чем вес цилиндра в воздухе, то на него
действует выталкивающая сила) Куда она направлена? (вертикально вверх) А теперь
подумайте, как можно найти величину этой силы? Что для этого нужно сделать? (Из
веса цилиндра в воздухе надо вычесть вес цилиндра в воде.) Совершенно верно! И
мы с вами рассмотрели один из способов нахождения выталкивающей силы.
Запишите, пожалуйста, формулу. Чтобы найти силу
Архимеда надо из веса тела в воздухе вычесть вес тела в жидкости, подставьте в
неё измеренные вами значения веса цилиндра в воздухе и воде и вычислите
архимедову силу.
Таким
образом, мы убедились, что на все тела, погруженные в жидкость, действует
выталкивающая сила: и на те которые тонут, и на те которые плавают. Впервые
выталкивающую силу рассчитал древнегреческий ученый Архимед. Поэтому эту силу
называют Архимедовой силой. (слайд 6)
Учитель: А
сейчас установим, от каких величин зависит Архимедова сила.
Опыт:
Подвесьте цилиндр к динамометру и опустите его сначала в воду, а затем в
кисель. Отметьте показания динамометра. Какой вывод можно сделать? (показания
разные, значит и выталкивающая сила разная) Выталкивающая сила зависит от
плотности жидкости.
Опыт:
Брусок и шарик поочередно на динамометре опускаю в воду. Какой результат?
(показания одинаковые, значит и выталкивающая сила одинакова) Выталкивающая
сила не зависит от формы тела
Опыт: Тела одинаковой массы, но разного объема при помощи
динамометра погружают в воду. (Показания разные, выталкивающая сила разная)
Сила Архимеда зависит от объема.
Опыт: Тела одного объема, но разной массы погружают в воду при
помощи динамометра. (Показания одинаковы, значит и выталкивающая сила
одинакова) Выталкивающая сила не зависит от массы тела.
Учитель: Итак,
сегодня мы познакомились силой Архимеда, выяснили от чего зависит эта сила, а
если мы совершим путешествие в 3 век до н. эры, то узнаем, как же была открыта
эта сила.(слайд 7)
Опыт 4. «Бермудский треугольник»
Тайна исчезновения кораблей в Бермудском треугольнике
уже давно привлекает ученых. За время исследования этого феномена было
предложено большое число теорий как научно обоснованных, так и совершенно
фантастических.
Одной из самых правдоподобных считается «пузырьковая»
гипотеза, согласно которой корабли в Бермудском архипелаге могут тонуть из-за
попадания в области, где идет активное выделение метана из подводных газовых
месторождений. Ввиду огромного давления на больших глубинах метан находится в
твердом состоянии, в виде так называемых гидратов. В случае землетрясений,
подводных извержений и т.д. гидраты могут резко переходить в газообразную
форму, порождая гигантские "облака" пузырей, поднимающихся к
поверхности океана.
Насколько обоснована эта гипотеза? Каким образом
выделение метана может приводить к гибели кораблей? Я предлагаю посмотреть опыт,
чтобы экспериментально исследовать ситуацию, моделирующую условия гибели судов
и проверить «пузырьковую» гипотезу.
Для этого в 3-х литровой банке с водой растворяем
соду. Опускаем туда яйцо из «киндерсюрприза», наполненное песком так, чтобы оно
держалось на воде. Это – корабль. Добавляем в воду лимонную или уксусную
кислоту. Начинается бурная химическая реакция с выделением пузырьков
углекислого газа по всему объему банки. Плотность жидкости уменьшается, что
приводит к уменьшению силы Архимеда. Мы заметили, что яйцо немедленно тонет.
Когда интенсивность выделения пузырьков заметно ослабевает, яйцо вновь
всплывает на поверхность. Корабль при погружении, в
отличие от яйца, заполняется водой. Поэтому после прекращения выделения
пузырьков метана он не всплывет.
Закрепление пройденного материала.
1. Где
больший вес имеют солидные караси в родном озере или на чужой сковородке?
2. Почему
в недосоленном супе ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь.
3. Пожилые
греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Он легко поднимал
левой рукой массу в 1000 кг, правда, только до пояса, выше поднимать
отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?
4. Генерал
нырнул в реку солдатиком (и подвергся действию выталкивающих сил). Можно ли
утверждать, что жидкость вытолкала генерала в шею?
Рефлексия: Приклеить красный или зеленый кораблик,
красный, если урок понравился, зеленый – если нет.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.