Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Методическая разработка внеклассного мероприятия по физике "Тайны жидкостей и морских глубин"

Методическая разработка внеклассного мероприятия по физике "Тайны жидкостей и морских глубин"

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Методическая разработка внеклассного мероприятия по физике

в рамках проведения предметных дней в школе


Тайны жидкостей и морских глубин

План мероприятия

  1. Вступительное слово

  2. Доклад «Закон Архимеда в нашей жизни»

  3. Рассказ «Изучение голубого континента нашей планеты»

  4. Выступление водолаза или аквалангиста

  5. Состязание команд

  6. Осмотр стендов, массовое участие в соревнованиях и викторинах

  7. Подведение итогов



Оформление

Плакаты: «Тысячи неразгаданных тайн таит в себе наука, и без вас, без вашей молодости, смелости, энтузиазма, они не будут разгаданы. Наука ждёт вас, друзья». «Неисчерпаемое богатство таит океан. Познание океана и использование его ресурсов является важнейшей задачей».

Стенды: «Немного истории» (об открытии закона Архимеда), «Подводные исследования» (от древнейших времён до наших дней), «Художники о море» (подбор репродукций с картин), «Дары моря».


Ход мероприятия

После небольшого вступительного слова, в котором говорится, чему посвящено данное мероприятие, следует доклад «Закон Архимеда в нашей жизни». Его делают несколько учеников.


Начинается доклад с пересказа легенды, связанной с открытием закона и рассказа о том, как математическими расчетами удалось подтвердить правильность вывода, сделанного Архимедом на основании наблюдений и опытных фактов.

После этого речь идёт о применении закона и примерах его проявления в природе.

Примерное содержание доклада:

  1. Воды южных морей имеют более высокую соленость и плотность, чем воды арктического бассейна. Поэтому в Арктике нередки случаи, когда воды теплых течений опускаются под холодные воды северных широт. Например, в районе севернее Шпицбергена теплое южное течение опускается под холодные воды Ледовитого океана. Подобным же образом теплое течение Жаннетты, выходя из Берингова пролива, проходит под водами Арктики и выходит на поверхность лишь у берегов Северной Америки. Различная соленость вод имеет большое значение для возникновения течений и в южных широтах. В Мраморном море вода более соленая и быстрее испаряется, чем в Черном. Поэтому через Босфор в придонных слоях вода протекает из Мраморного моря в Черное, в поверхностных же слоях имеет место противоположное течение.

        Подземные реки могут иметь выход не только на земную поверхность, но и на дно моря. Будучи более легкими, воды этих рек в неглубоком море могут подниматься до его поверхности, практически не смешиваясь с соленой водой. Подобные выходы пресных вод в открытом море имеются вблизи Марокканского побережья Атлантического океана (у Агадира) и в Коринфском заливе Ионического моря – вблизи Коринфа.

        Поскольку средняя плотность тела рыб близка к плотности воды, их вес достаточно хорошо уравновешивается выталкивающей силой по закону Архимеда. Благодаря ритмичной работе мышц рыба может отталкиваться от воды и таким образом перемещаться. К помощи плавников рыбы прибегают только для поддержания равновесия и при медленных перемещениях.

        Такие обитатели морей, как осьминог, каракатица, моллюск сальпа, при перемещении используют принцип реактивного движения – они втягивают воду в специальные мускулистые мешки своего тела, а затем выталкивают ее наружу. Благодаря этому животные получают возможность перемещаться в направлении, противоположном выбрасываемой струе. А веслоногие, например черепахи, плавают, отталкиваясь от воды ногами.

               В Средиземном море, у берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака 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 фагака 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.

        Живущий в тропических морях моллюск наутилус может быстро всплывать и вновь опускаться на дно. Моллюск этот живет в закрученной спиралью раковине. Когда ему нужно подняться или опуститься, он изменяет объем внутренних полостей в своем организме.

        У широко распространенного в Европе водяного паука, обитающего в стоячих или слабо проточных водах, поверхность брюшка не смачивается водой. Уходя в глубину, он уносит с собой приставшую к брюшку воздушную оболочку, которая придает ему запас плавучести и помогает возвращению на поверхность.

        Произрастающий в дельте Волги вблизи Астрахани чилим (водяной орех) после цветения дает под водой тяжелые плоды. Эти плоды настолько тяжелы, что вполне могут увлечь на дно все растение. Однако в это время у чилима, растущего в глубокой воде, на черешках листьев возникают вздутия, придающие ему необходимую подъемную силу, и он не тонет.

        Известно, что наибольшие по размерам животные нашей планеты живут в воде. Закон Архимеда способствует тому, чтобы они не были раздавлены весом своего тела. В наше время самым крупным животным является кит, длина его может достигать 30 м. В мезозое крупнейшими были динозавры и среди них атлантозавр, длина тела которого составляла около 60 м.

               В Мертвом море за счет большого количества растворенных солей (более 27% по весу) плотность воды достигает 1,16 г/см3. Купаясь в этом море, человек очень мало погружается в воду, находясь как бы на поверхности, поскольку средняя плотность тела человека меньше плотности воды. В нашей стране еще более высокая плотность воды наблюдается в заливе Кара-Богаз-Гол на Каспии и в озере Эльтон.

        Для жизни под водой человек совершенно не приспособлен. На глубине 20 м под действием внешнего давления у него могут лопнуть барабанные перепонки. Опуститься же на глубину более 70 м без специального костюма человеку совершенно невозможно. (Правда, натренированные пловцы на очень короткое время опускаются под воду на глубину до 51 м).

        В человеческом организме в полости живота давление немного превышает атмосферное, в полости груди, наоборот, меньше атмосферного. Если человек, находясь неглубоко под водой, попытается дышать через узкую трубочку (тростинку или соломинку), то он может непродолжительное время это делать только при толщине находящегося над ним слоя воды менее 1 м. Дополнительное давление на человеческий организм столба воды в 1 м и более быстро приводит к полному прекращению дыхания и кровообращения. При этом кровь переполняет сердце, а брюшная полость и ноги почти совершенно обескровливаются. В процессе же ныряния жизнедеятельность человека существенным образом не нарушается, поскольку в этом случае он набирает в легкие дополнительное количество воздуха, которое помогает ему уравновешивать давление воды на его организм.

       Искусно используют закон Архимеда подводники. Если подводная лодка плывет между слоями воды с разной температурой, ее балласт подбирают таким образом, чтобы обеспечить небольшую перегрузку для теплого слоя и недогрузку для холодного. В этом случае лодка лежит на холодном слое, не нуждаясь в специальных мерах для поддержания равновесия. Для батискафа с небольшой отрицательной плавучестью слой более плотной воды может играть роль уравновешивающего «жидкого грунта». При переходе подводной лодки из морских глубин в устье реки, подводники тщательно следят за расстоянием между лодкой и дном, так как в пресной воде выталкивающая сила Архимеда меньше, чем в морской, и при недосмотре со стороны экипажа лодка может сесть на илистый грунт речного устья.

        Очень большое значение закон Архимеда имеет в технике бурения. Буровая колонна для бурения глубоких скважин уже на глубине 5 км в воздухе имела бы вес 226 тонн. Однако в промывочной жидкости плотностью 2 г/см3 в соответствии с законом Архимеда вес буровой колонны будет сильно уменьшен. Алюминиевые трубы «теряют» в весе в этих условиях до 50%. Подбором промывочной жидкости можно намного уменьшить вес буровой колонны. Это в огромной степени способствует успеху бурения.

        Используя законы гидростатики, человек все полнее познает условия жизни в водной среде и все больше подчиняет водную стихию своей власти.


После рассказа демонстрируется подъём затонувшего «судна» (игрушечный кораблик поднимается с помощью воздушных шариков). Также демонстрируются слайды с изображением дозиметров (поплавковый уровнемер, молокомер) и говорится о применении закона в технике.


Следующий доклад об изучении голубого континента нашей планеты.

Один ученик кратко говорит о водных просторах планеты, для чего их изучают, какой вклад в науку об океане внесли замечательные русские моряки: Крузенштерн, Лисянский, Коцебу, Лазарев; о первых высокоширотных экспедициях адмирала Макарова.


  1. Второй ученик рассказывает о глубинных аппаратах особого назначения: подводные колокола, гидростатах, батисферах, подводных кораблях для научных наблюдений. Сообщение иллюстрируется презентацией.


 Подводные исследования

Подводные исследования трудны и опасны. В глубинах моря царят мрак и холод. Поэтому водолазам необходимо обеспечить не только дыхание, но также освещение и обогрев. Чем глубже вы погружаетесь, тем сильнее давит вода, лежащая сверху, и это создает огромныетрудности.

Водолазное снаряжение

В мелких водах водолазы пользуются аквалангом, имеющим баллоны со сжатым воздухом. Аквалангисты могут опускаться на глубину до 70 м. При более глубоких погружениях баллоны берутся только для страховки, а воздух подается с поверхности по шлангу.

Подводные лодки

Внутри подводной лодки поддерживается нормальное атмосферное давление, так как толстые металлические стенки способны выдержать давление воды. Крупные подводные лодки могут неделями не подниматься на поверхность и используются в основном в военных целях. Небольшие аппараты, называемые батискафами, используются для других работ и обычно остаются под водой не более суток.

«Элвин»

Батискаф «Элвин» может погружаться на глубину до 4000 м. При опасности камера с экипажем может отделиться от лодки и быстро возвращаться на поверхность. Именно с борта «Элвина» производились съемки глубоководного разлома. «Элвин» доставил и первых посетителей на «Титаник» через 73 года после того, как этот корабль затонул. Длина «Элвина» всего 7,6м. Батискафы доставляются на место погружения и опускаются в море кораблем-носителем. Команда из двух ученых и капитана сидит внутри шаговой кабины изпрочнейшего металла титана. Стенки толщиной 50 мм могут выдержать огромное давление воды. Радио и телефоны обеспечивают связь команды батискафа с кораблем - носителем.Диаметр кабины всего два метра. За время погружения температура падает до 13°С.

ДУУ 

Сейчас большинство подводных работ выполняют небольшие механические роботы, называемые ДУУ (дистанционно управляемыми устройствами). Они управляются оператором споверхности. ДУУ могут собирать образцы, вести съемки и телепередачи и выполнять другие сложные операции. По кабелю ДУУ получает управляющие сигналы и электропитание ипередает оператору телевизионное изображение

Корабли науки

Океанографы часто работают на судах, оснащенных лабораториями, компьютерами и другими научными приборами. Например, научно-исследовательское судно «Челленджер» обеспечивает работу 14 океанографов в Атлантическом океане, Средиземном и Карибском морях.

Съемка океанского дна

Океанское дно наносится на карту с помощью эхолота или сонара. Корабль тянет на буксире прибор, называемый сканирующим сонаром. Звуковые импульсы, посылаемые прибором, достигают океанического дна и, отражаясь, принимаются приборами на корабле, которые преобразуют их в электрические сигналы и изображения. Сканирующий сонар посылаетпучки звуковых импульсов на 30 км в стороны корабля.


 Потребности добычи  в море нефти способствовали разработке маленьких, маневренныхподводных аппаратов. Жак Кусто сконструировал первый такой аппарат под названием«Ныряющее блюдце» в 1959 г. Подводные аппараты состоят из наружной оболочки, способнойвыдержать огромное давление. .

. 

Глубоководное погружение

Подвесное судно должно иметь крепкую обшивку, чтобы выдержать давление воды,средства управления подъемной силой и регулирования глубины и систему двигателей.Батисфера представляла собой тяжелый стальной шар, который можно было спускать с судна натросе. В 30-х гг. нашего века батисфера достигла рекордной для того времени глубины  900 м.Батискаф, такой, как FNRS-З, был снабжен бензиновым двигателем и сбрасывал железные ядра,когда ему требовалось подняться на поверхность. В 1960 г. батискаф «Триест» с экипажем изтрех человек сумел погрузится на 11 300 м и достичь дна Марианской впадины, глубочайшейточки Мирового океана.

Подводный аппарат «Бобер-IV» сделан из очень легких материалов, чтобы добитьсянаилучшей плавучести. «Рыбы» коммерческий подводный аппарат, способный погружаться наглубину 9000 м. Некоторые аппараты, такие, как «Перри» и «Ныряльщик», снабжены переходными шлюзами для высадки аквалангистов.

«Ясон» - устройство с дистанционным управлением, которое исследует затонувшие кораблис помощью видеокамер, управляемых на расстоянии. Аппарат DSRV - спасательный аппарат глубокого погружения предназначен для спасения экипажа затонувших подводных лодок.

Водолазные костюмы

Жесткие костюмы, такие, как «Паук» и «Джим» представляют собой подводные аппараты в миниатюре, позволяющие ныряльщику погружаться на большую глубину и предохраняющие егоот давления воды, «Паук» имеет запас воздуха и передвигается с помощью гребных винтов с электродвигателями.

В XVII в. люди опускались под воду в водолазных колоколах, и только в XIX в. Былизобретен водолазный костюм с прочным медным шлемом. Воздух в него подавался споверхности. В 1943 г. произошла революция в подводном плавании. Французский исследователь морей Жак Кусто и инженер Эмиль Каньян изобрели автономный дыхательный аппарат для подводного плавания, или акваланг. Сжатый воздух поступает из баллонов,укрепляемых на спине ныряльщика. Коммерческие акваланги снабжены всевозможными приспособлениями, чтобы облегчить работу ныряльщика. Есть гидрокостюмы с подогревом идаже аккумуляторные скутеры, помогающие ныряльщику передвигаться быстрее.


Затем следует выступление водолаза (аквалангиста), который знакомит учеников со своим снаряжением и рассказывает об отдельных эпизодах своей работы.


После всех выступлений проводится игра «Морской бой». Набираются несколько команд, их ответы оценивает жюри (учитель физики, учитель географии, несколько учащихся старших классов) по пятибалльной системе. На стену вывешивается схематичная карта с нанесённым морским путём и к ней крепится фишка-кораблик для каждой команды. Цель соревнования – первыми прийти к пункту назначения. Команде-победительнице «бог Нептун» вручает приз.

Задания для «морского боя»:

  1. Зачитывается текст: самое лёгкое дерево – бальза, оно в 9 раз легче воды; самое тяжелое – гвояк, оно в 1,37 раз тяжелее воды. Задание: по этим данным составить задачу так, чтобы для её решения нужно было воспользоваться законом Архимеда. Задание получает один человек из команды и делает его до конца соревнований.

  2. Перед командами ставят 2 одинаковые мензурки, наполненные одинаковыми на вид жидкостями, выдают одинаковые деревянные палочки, листы бумаги, карандаши. Задача – определить, в какой мензурке жидкость имеет больший удельный вес.

  3. Конструкторский. Нужны по 2 человека из команды. Им выдают бутылку, штатив, тарелку, сосуд с водой, салфетки, резиновые и стеклянные трубочки. Задача сконструировать увлажнитель воздуха и объяснить его действие.

  4. На столе лежат 25 одинаковых по виду шаров, как за один приём определить, в котором из них есть внутренняя полость и в каком щаре она наибльшая.

  5. Даются 2 колбы: одна с керосином, вторая с водой, поднос и лист бумаги. Задача – поменять местами керосин и воду, не используя третий сосуд.

  6. Назвать детали аквалангистского снаряжения и указать их назначение.


После подведения итогов игры начинается осмотр экспозиций. У каждого стенда есть дежурный, который даёт пояснения. Можно предлагать задания или задавать вопросы и выдавать жетон за правильный ответ. В конце ученики сдают жетоны в жюри, по ним подводятся итоги и определяется победитель. Заканчивается мероприятие награждением. Присуждаются призовые места и выдаются награды.


Аннотация


Внеклассное мероприятие «Тайны жидкостей и морских глубин»

позволило школьникам в яркой и увлекательной форме расширить и углубить знания, полученные на уроках, показали их широкое использование в практике, в жизни.

Помогло учащимся войти в новый мир новых научных и технических идей, развить свое умение самостоятельно работать, творчески мыслить, ориентироваться в мире книг и научных идей, критически осмысливать и отбирать материал.

Мероприятие позволило познакомить учащихся с достижениями и биографиями крупнейших ученых.

Позволили развить чувство ответственности за порученное дело









































Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 25.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров159
Номер материала ДВ-187740
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх