Разработка урока: "Архимедова сила"

Урок  подготовила

и провела учитель физики

высшей категории

ГБОУ СОШ № 603

Дубиляс Наталья Юрьевна

Дата 10.03.2017

Тема урока: Архимедова сила.

Цель урока:

Открыть «новые знания» о  законе  Архимеда и возможности его применения на практике с помощью метода ключевых ситуаций.

Задачи урока:

Образовательная: Обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости; установить, от каких факторов она зависит; установить формулу расчета архимедовой силы, формировать  умение добывать и применять знания, формировать навыки самообразования  при решении проблемных и экспериментальных задач;

Развивающая: формировать  умения аргументировано объяснять наблюдения и опыты, делать выводы из экспериментов, приводить примеры;  развивать познавательный интерес, память, мышление; развивать кругозор учащихся;

Воспитательная: создать условия для развития познавательного интереса к предмету и уверенности в своих силах, формирования положительного мотива учения.

УУД:

Познавательные: формулируют проблему; устанавливают причинно-следственные связи;

Регулятивные: умение планировать действия в соответствии с целью; умение выполнять учебные действия в соответствии с планом; умение оформлять результаты работы.

Коммуникативные: умение формировать высказывания; согласовывать позиции и находить общее решение; адекватно использовать речевые средства для представления результата.

Планируемые результаты обучения: Учащиеся должны:

ü использовать метод научного познания, проводить наблюдение опыта с ведерком Архимеда, обнаруживать зависимость между весом тела, погруженного в жидкость (газ), и весом вытесненной им жидкости (газа), объяснять полученные результаты, делать выводы, кратко и четко отвечать на вопросы по закреплению материала;

ü измерять силу Архимеда, понимать смысл закона Архимеда и применять его на практике, владеть расчетным способом для нахождения силы Архимеда, использовать полученные знания о силе Архимеда в повседневной жизни;

ü сформировать познавательный интерес к закону Архимеда; развивать творческие способности и практические умения, самостоятельность и приобретении новых знаний, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; использовать экспериментальный метод исследования при изучении закона Архимеда; принимать решения и обосновывать их, самостоятельно оценивать результаты своих действий, развивать инициативу;

ü уметь воспринимать и перерабатывать информацию в словесной и образной форме, выделять основное содержание прочитанного текста  о выводе формулы силы Архимеда, находить в нем ответы и излагать их.

Тип урока: урок «открытия» новых знаний с помощью метода ключевых ситуаций.

Формы работы: проблемно-поисковый метод, исследовательская работа, групповая, индивидуальная.

Межпредметные связи: физика-математика, физика-история.

Оборудование: интерактивная доска, лабораторное оборудование: динамометр, мензурка с водой, стакан с маслом, грузы массой по 100 г разного объема и разной плотности, линейка.

№ этапа	Название этапа	Цель	Деятельность  учащихся
1	Организационный момент	Включение  в деловой ритм.	Подготовка класса к работе.
2	Актуализация знаний	Вспомнить изученный материал	Фронтальная беседа по вопросам
3	Постановка проблемы	Мотивация учебной деятельности, организация учащихся по принятию познавательной задачи	Вопрос: может ли вода быть опорой для тела?
4	Усвоение новых знаний	Сформировать конкретные представления о предмете изучения и способах действий; побуждать учащихся самих искать ответы на поставленные вопросы.	Поиск ответа на вопрос: может ли вода служить опорой для тела?
5	Первичное закрепление знаний	Организовать деятельность по применению новых знаний	Рассматривают и анализируют предложенные ситуации. Отвечают на вопросы.
6	Рефлексия  и домашнее задание	Дать информацию и инструктаж по домашнему заданию	Анализируют свою работу на уроке. Записывают домашнее задание.

Ход урока:

1.      Организационный момент

Включение в деловой ритм. Подготовка класса к работе.

2.      Актуализация знаний.

Ребята, на последних уроках мы узнали много интересного о свойствах жидкостей и газов. Давайте вспомним некоторые моменты с прошлых  уроков.

Вопросы для обсуждения:

 1. Как можно рассчитать  давление твердого тела?

 2. Как рассчитать  плотность вещества?

3.Запишите формулу давления жидкости на дно сосуда.

4.Как определить силу давления?

 5.Где больше давление на одинаковом уровне - в спирте или в воде?

     3.  Постановка проблемы.

Может ли вода быть опорой? Демонстрирую опыт: Опускаю палец с сосуд с водой. Палец проваливается в воду, практически не встречая препятствия. А теперь опустим в воду деревянный брусок. Мы видим, что брусок не проваливается и лежит на воде. Но вода может служить опорой не только бруску, но и огромным океанским лайнерам. Значит, вода может быть опорой для тела?

                           

    4. Усвоение новых знаний.

1)  Какие же выводы можно сделать из того, что тело плавает в воде?

Ответ:

·         Плавающее тело находится в равновесии — значит, на него действует направленная вверх сила, которая уравновешивает направленную вниз силу тяжести.

·         Эту силу называют выталкивающей силой.

·         Для плавающего тела выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести, поэтому для плавающего тела  эти силы равны по модулю.

2)  Какова природа выталкивающей силы?

Подсказка: На погружённую в жидкость часть тела действует сила давления жидкости. Кроме того, давление в жидкости с глубиной увеличивается.

Ответ: Равнодействующая сил давления, действующих на все участки погружённой в воду части тела, направлена вверх — это и есть выталкивающая сила.

3) Почему давление жидкости увеличивается с глубиной?

4) Теряет ли в весе погружённое в жидкость тело?

Подсказка: Рассмотрите тело, плавающее на поверхности жидкости — брусок или корабль. Можно ли считать это тело невесомым?

Ответ. При погружении в жидкость груза, подвешенного к динамометру, вес груза не уменьшается, а перераспределяется: часть веса приходится на пружину динамометра как на подвес, а часть — на жидкость, как на опору.

5) Как найти выражение для силы Архимеда?

Ответ. Заменим мысленно погружённое тело телом, «изготовленным» из той же жидкости.

На «жидкое тело» действует такая же выталкивающая сила, как и на погружённое тело. Поскольку жидкость находится в равновесии, получаем:

на погружённое в жидкость тело действует направленная вверх выталкивающая сила, равная по модулю весу жидкости в объёме, равном объёму погружённой части тела. 

6) Докажите расчётом справедливость формулы для закона Архимеда для плавающего в жидкости прямоугольного параллелепипеда.

Совет. Воспользуйтесь рисунком.

7)  Докажите расчётом справедливость формулы для закона Архимеда для полностью погружённого в жидкость прямоугольного параллелепипеда.

8)  Как проверить на опыте закон Архимеда для плавающего и тонущего тела? (Фронтальный эксперимент).

 

Вывод: на погружённое в жидкость тело действует направленная вверх выталкивающая сила, равная по модулю весу жидкости в объёме, равном объёму погружённой части тела. 

    5. Первичное закрепление знаний.

А) Имеются два одинаковых сосуда с водой и керосином. Жидкости в сосудах находятся на одном и том же уровне. Деревянный брусок сначала кладут в сосуд с водой, а потом переносят его в сосуд с керосином. Брусок плавает в обеих жидкостях, жидкости из сосудов не выливаются.

а) Изменилась ли действующая на брусок сила Архимеда, когда его перенесли из воды в керосин? Если да, то как: увеличилась или уменьшилась?

б) В каком сосуде уровень жидкости увеличился больше, когда в сосуд положили брусок?

Б) В аквариум с водой помещают поочерёдно деревянный и медный бруски одинаковой массы.

а) Одинаковая ли сила Архимеда будет действовать на каждое из этих тел? Если нет, то на какое тело будет действовать бОльшая сила Архимеда?

б) В опыте с каким бруском уровень жидкости увеличился больше?

В) В сосуд с водой кладут скомканный лист алюминиевой фольги и лодочку, сделанную из такого же листа фольги. Лодочка плавает.

а) Одинаковые ли по модулю силы Архимеда действуют на скомканный лист фольги и лодочку? Если нет, то на какое тело действует бОльшая сила Архимеда?

б) Почему скомканный лист фольги тонет, а сделанная из такого же листа лодочка плавает?  Совет. Сравните объём воды, вытесненный плавающей лодочкой, с объёмом фольги.

Г) Два тела на рычаге погружают в жидкость.   На рычаге уравновешены два шара одинаковой массы — медный и алюминиевый. Массой рычага можно пренебречь. Шары погружают в воду.

а) Какой шар перевесит?

б) В сторону какого шара надо переместить точку опоры, чтобы восстановить равновесие?

6. Анализ и рефлексия.

Учитель. Наш урок подходит к завершению. Благодаря методу исследования вы совершили научное открытие. Сегодня на уроке мы познакомились с Архимедовой силой. Теперь вы знаете, что на любое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила. Воспользуемся  знаниями, которые получили  сегодня на уроке и ответим на вопросы:

1.      Почему собака легко вытаскивает из воды тонущего человека, а вытащив его на берег, не может сдвинуть с места?

2.      Одинаковая ли выталкивающая сила действует на водолаза при погружении на разную глубину?

3.      В какой воде легче плавать: в морской или речной?

Закончи предложение

· Мне понравилось сегодня на уроке…

· На уроке меня порадовало..

· У меня лучше всего получилось…

· Не получилось сегодня…

Можно было сделать лучше…

Выставление оценок.

7. Домашнее задание. § 49 упражнение 24

Если останется время, можно предложить для обсуждения следующие вопросы:

1. Любителям химии – почему бесполезно горящие нефть, бензин, керосин тушить водой?

(Эти нефтепродукты будут всегда на поверхности, т.к. они легче воды.)

2. Любителям географии – почему в Мертвом море нельзя утонуть?

(Вода Мертвого моря на 25% состоит из соли, плотность воды Мертвого моря – 1160 кг/м3, плотность человека – 960 кг/м3.)

3. Любителям физики – многим не раз приходилось наблюдать ледоход на реках. А чем опасны айсберги?

(Плотность морской воды – 1030 кг/м3, плотность льда - 900 кг/м3, 9/10 айсберга находятся под водой, привести пример с «Титаником».)

4. Любителям ботаники – 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. Но этого в итоге не происходит. Объясните почему?

(В это время у чилима, растущего в глубокой воде, на черенках листьев возникают вздутия. В итоге, увеличивается F арх, она уравновешивает Fтяж, чилим остается на плаву.)

5. Любителям кулинарии – почему в недосоленном супе ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь?

(Жидкости разной плотности с разной силой выталкивают курицу вверх.)

6. Любителям посиделок – один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три несмешивающихся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами. Как будут вести себя жидкости?

(Располагаться в сосуде согласно плотности: тяжелые – внизу, легкие – вверху.)

Учитель: Так как же ведут себя жидкости разной плотности в одном сосуде?

Вода, мёд, масло.(по таб. плотностей)

Вывод: жидкости располагаются слоями согласно их плотности: более плотная - внизу, менее плотная - вверху.