Методическая разработка. Урока "Архимедова сила. Закон Архимеда"

Раздел :  «Давление твердых тел, жидкостей и газов».

Тема урока: Архимедова сила. Закон Архимеда.

Цель урока:

Сформировать понятие об архимедовой силе, умение выводить формулу, выражающую зависимость этой силы от плотности жидкости (газа) и объема тела, на основе закона Паскаля.

Задачи:

·         продолжить формирование умений находить равнодействующую двух сил, применять закон Паскаля для объяснения действия жидкости или газа на погруженное тело, применять формулу для расчета давления внутри жидкости, сравнивать давления жидкостей и газов на тела, находящиеся в них.

·         в целях развития научного мировоззрения учащихся показать роль физического эксперимента в физике. Раскрыть причинно-следственные связи в изучаемом материале: подвижность частиц жидкости — передача давления жидкостью — давление внутри жидкости на определенном уровне — силы давления на верхнюю и нижнюю грани бруска — архимедова сила. Раскрыть мыслительную способность учащихся.

·        воспитать внимание учащихся, познакомить с практическими применениями закона в технике и для повышения интереса к изучаемому материалу осветить роль Архимеда в физике.

Тип урока: Сообщение новых знаний.

Оборудование. Демонстрационное: аквариум, мяч, сосуд с водой, ведерки Архимеда (2 шт.), весы, магнитная доска с магнитами, ПК с проектором, таблицы, дискета с тестом.

Лабораторное: сосуды с водой, динамометры, гири, индивидуальные магнитные доски (или металлические подставки весов), магниты, бумажные стрелки.

План урока

Содержание	Методы и приемы
Изучение нового материала. Обнаружение                          действия выталкивающей силы. Использование закона Паскаля для объяснения действия архимедовой силы. Историческая справка об Архимеде. Зависимость архимедовой силы от плотности жидкости и объема тела. Вывод формулы архимедовой силы.	Беседа. Демонстрация опытов.   Фронтальный эксперимент. Просмотр слайдов. Сообщение опережающего задания. Зарисовки и записи на доске и в тетрадях. Наблюдение опытов. Выдвижение гипотезы и ее       экспериментальная проверка. Рассмотрение примеров из жизни. Работа с учебником.

Организационный момент:  проверка наличия учащихся в классе, организация рабочего места учащихся, психологический настрой учащихся на предстоящую работу, знакомство с темой, целью урока, запись в тетрадь.

Посмотрите на доску (там вывешен рисунок к сказке «Айболит») и послушайте отрывок из стихов: ...

И горы встают перед ним на пути,                             И он по горам начинает ползти.                 А горы все выше, а горы все круче,            А горы уходят под самые тучи!              «О, если я не дойду,                                Если в пути пропаду,                                                        Что станется с ними, с больными,                  С моими зверями лесными?»

А теперь скажите, как с изменением высоты изменяется давление воздуха?

Как называется прибор для измерения давлений, больших или меньших атмосферного?

Обращаюсь к вашему жизненному опыту: а давит ли жидкость на погруженное в нее тело? (закройте глаза и представьте, что вы летом у водоема) своего друга вы учите плавать. Легко ли удерживать его тело в воде? А в воздухе?

Демонстрация.  Погрузим мяч в воду и уберем руку. (Делается вывод о существовании выталкивающей силы) Сила, характеризующая это действие, получила название Архимедовой силы.  

Слайд через проектор портрет Архимеда.

Вопрос учителя: как теоретически объяснить это действие жидкости на погруженное тело?  

Слайд

(Учитель задает вопросы, ученики ведут запись на доске и в тетради;

Записать давление жидкости на верхнюю грань;

Силу давления на одной строчке;

Давление на нижнюю грань;

Силу давления;

Найти разность сил давления;

p = gh;   F = pS;   F = ghS.

p = gh;  F = pS;    F = ghS.

F - F = gSh - gSh = gS (h - h).

F = gV

Т. к.  h - h = h - высота цилиндра, то Sh = V – объем цилиндра (тела). В итоге F - F = gV – выталкивающая сила или сила Архимеда. Окончательно:

Итак (ученица читает стихи)

Есть сила одна, - вот вам ответ, - это силу обнаружил Архимед. (Слайд)

Когда он опустился в воду, то «Эврика!» - воскликнул он народу.

Отчего зависит сила эта? Нельзя оставить без ответа:

Если тело в воду бросить или просто опустить,

Будет сила Архимеда снизу на него давить.

 (Второй ученик кратко рассказывает легенду об Архимеде, §8, стр.183)

Прежде чем проверить теорему мы проведем физкульт. минутку.

Учитель: мы проверим теорему, сформулированную Архимедом, следующим образом: проведем опыт с ведерком Архимеда.

Демонстрация опыта.

(Закон Архимеда формулируется вместе с учениками)

Закон: на тело, погруженное в жидкость (газ), действует выталкивающая сила, равная по величине весу жидкости (газа), вытесненной телом.

Учитель: у вас у каждого на столах сосуды с соленой водой разной плотности и динамометры, груз, стрелки, магниты, подставки. Вы экспериментально попытайтесь обнаружить Архимедову силу, а при помощи стрелок модулируйте направление действующих сил. Изобразите в тетради. (работа ведется под руководством учителя – 3 минуты.)

Учитель зачитывает Н. Носов «Приключения Незнайки и его друзей». Так как же шар полетит?

На следующее утро стали готовиться в путь. Торопыжка первым залез в корзину, за ним -Незнайка.

-  Вы чего забрались в корзину? - спросил Знайка. - Вылезайте, еще рано. Шар сначала надо заполнить теплым воздухом.

-  А зачем теплым? - спросил Торопыжка.

А действительно, зачем шар наполняют теплым воздухом?

Обсуждение ответа.

Читаем дальше:

Знайка велел коротышкам наполнить несколько мешков песком и положить их в корзину.

-  Что это они делают? - спрашивали друг друга зрители.

-  Эй, зачем вам мешки с песком? - закричал Топик, который сидел на заборе.

-  А вот поднимемся и будем вам сверху на головы бросать! - ответил Незнайка.

А вы как думаете, зачем коротышкам понадобились мешки с песком?

Обсуждение ответа.

Каждый берет маленький листочек «Рефлексивный тест» (Приложение 1) и в нем кратко записывает или подчеркивает ответы.

Итак: от каких величин зависит Архимедова сила? (ответы: плотности жидкости, объема погруженного тела.)

Закрепление. Тест. Приложение 2. (за него только «4» и «5» выставляются на следующем уроке.)

Задание на дом: (§ 48,49, упр. 24) с комментариями, рассматривая рисунок 138 стр.116, выставляются оценки (12.)

Хронометраж:

Орг. момент – 3 мин.

1-й этап – 3 мин.

2 –й этап – 12 мин.

Физкультминутка – 1 мин.

4 – й этап – 5 мин.

Рефлексивный тест – 3 мин.

Закрепление – 6 мин.

Подведение итого, дом. задание – 3 мин.

Приложение 1.

Рефлексивный тест.

1. На уроке было много нового                     а) да                  б) нет

2. Мне это пригодится                                  а) в учебе           б) в быту         в) в жизни

3. На уроке было над чем подумать             а) да                       б) нет

4. Напишите какой момент урока вызвал у вас интерес

5. Моя активность на уроке (оценка)

Приложение 2.

Задание №1.                                                                           I. Укажите, от каких факторов выталкивающая сила в жидкостях и газах, действующая на целиком погруженное в них тело, не зависит,

1. От рода жидкости.

2.       От объема погруженного тела,

3.       От формы погруженного тела.

Задание №2.

II. Архимедова сила, действующая на тело, целиком погруженное в

жидкость, ...

1. больше силы тяжести жидкости в объеме тела.

2.       меньше силы тяжести жидкости в объеме тела.

3.       равна силе тяжести жидкости в объеме тела.

III. Какая из приведенных ниже величин не нужна для  расчета выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость?

1. Объем тела.

2.       Плотность жидкости.

3.       Плотность тела.

IV. Одинакова ли выталкивающая сила, с которой жидкость действует на погруженные в нее стальной шарик и стальную пластинку одной и той же массы?

1. Одинакова.

2.      Неодинакова.

           Задание №3.

В сосуд с водой опускают металлический шарик. Какая из физических величин при погружении шарика в воду увеличивается, уменьшается и не

изменяется?

I.         Масса шарика.

II.   Масса воды.

III. Объем воды..

IV. Уровень воды в сосуде...

V. Давление на дно сосуда...

1. увеличивается.

2.      уменьшается.

3.      не изменяется.

Задание № 4.

Вы знаете, что...

I. газы действуют на погруженное в них тело с некоторой силой (выталкивающей силой), как и жидкости.

II. жидкости действуют на погруженное в них тело с большей выталкивающей силой, чем газы.

III.            выталкивающая сила, действующая на тело, тем больше, чем больше плотность жидкости.

IV.           сила,  выталкивающая  тело,  плавающее  на поверхности  жидкости, равна силе тяжести жидкости в объеме погруженной части тела.

Далее приведены примеры, поясняющие эти утверждения. Найдите их.

1. Под водой мы можем легко поднять камень, который с трудом поднимаем в воздухе.

2.В морской (соленой) воде легче плавать, чем в речной.

3. При загрузке корабля увеличивается глубина осадки.

4. Детский воздушный шар, наполненный водородом или теплым воздухом, поднимается вверх.

Задание №5.

Составьте тексты из фраз А, Б. А. К коромыслу весов подвешены два цилиндра одинакового веса... 1; из

одного и того же материала. 2. из разного материала. Б. Если оба цилиндра одновременно погрузить в воду, то

1. равновесие весов нарушится.

2.       равновесие весов не нарушится