Разработка урока на тему Архимедова сила

Разработка урока по физике

7 класс

Урок: Архимедова сила

Цель урока: изучить содержание закона Архимеда, раскрыть физическую суть плавания тел.

Задачи урока:

1. Выяснить причину возникновения выталкивающей силы.

2. Сформулировать закон Архимеда.

3. Проверить уровень усвоения данной темы.

4. Научиться решать задачи по данной теме.

Ход урока.

Вступление:

Здравствуйте ребята. Новая тема, которую мы будем изучать, не только интересна, но очень важна. Когда вы познакомитесь с ней, то сможете ответить на такие вопросы:

1. Почему нам легко поднять в воде тяжёлые предметы?

2. Почему по воде плавают большие железные корабли?

3. И какая сила поднимает воздушные шары вверх?

Урок начинается с показа слайда №1, на котором изображена тема урока, далее идут слайды №2 и №3 с целью и задачами урока. Учащиеся записывают в тетрадь тему урока и цель урока.

Далее показывается слайд №4 с изображением плавающих шариков из сосны, железа и пенопласта в сосуде с водой.

Лекция:

По данному рисунку можно задать себе вопросы:

1. Какая же сила заставляет шары деревянный и пенопластовый подниматься вверх?

2. Почему не всплывает железный шар?

3. За счёт чего уменьшается вес груза в воде?

(Учащиеся высказывают своё мнение по данным вопросам).

Чтобы ответить на данные вопросы вспомним, что при погружении тела в жидкость на него со всех сторон начинает действовать гидравлическое давление.

Лекция:

Давайте вспомним с вами формулу гидростатического давления.

(Учащиеся отвечают на вопрос, и один из учеников записывает формулу на доске).

Показывается слайд №5.

Лекция:

Конечно, если бы во всех точках давление было бы одинаковое, то тело лишь сжималось бы. А мы повторили с вами, что давление столба жидкости равно p=ρgh. Значит на точки тела, которые находятся на большей глубине (например, точки 2 или 3), действует большее давление, чем на точку 1. То есть преобладает сила давления, направленная вверх, а сила давления в точках 3 и 4 тело только сжимает.

По направлению действия, преобладающая сила давления названа выталкивающей. Иначе её называют Архимедовой силой. Посмотрите на портрет этого великого учёного.

Показывается слайд №6 с портретом Архимеда.

Лекция:

Именно Архимед определил характеристики, от которых зависит эта сила. Действие силы Архимеда распространяется не только на любую жидкость, но и на газы

Так почему же всё-таки металлический шар тонет в воде, а деревянный и пенопластовый – всплывает?

Лекция:

На любой из шаров действует сила тяжести и сила Архимеда в воде. Значит, положение шаров зависит от соотношения этих сил.

Таким образом:

1. если Архимедова сила меньше силы тяжести (F_A

Показывается слайд №7. Учащиеся записываю формулу в тетрадь.

2. если Архимедова сила равна силе тяжести (F_A=mg), то тело будет плавать;

Показывается продолжение слайда №7.Учащиеся записывают формулу в тетрадь.

3. если Архимедова сила больше силы тяжести (F_A>mg), то тело будет всплывать.

Показывается продолжение слайда №7.Учащиеся записывают формулу в тетрадь.

Так как сила Архимеда направлена вверх, то вес любого шара в жидкости меньше чем в воздухе.

Лекция:

Уменьшение веса тела при переходе из вакуума в воздух выражается формулой:

P_воздух = P_вакуум – F_A(1)

Показывается слайд №8. Учащиеся записывают формулу в тетрадь.

В жидкости это уменьшение выражается формулой:

P_{жидкость} = P_вакуум – F_A (2)

Показывается продолжение слайда №8. Учащиеся записывают формулу в тетрадь.

или:

F_A = P_вакуум – P_{жидкость} (3).

Показывается продолжение слайда №8. Учащиеся записывают формулу в тетрадь.

Согласно формулы (3) измерение архимедовой силы связано с взвешиванием тела в воздухе и жидкости. Но существует более простой способ определения силы Архимеда.

Показывается слайд №9 – опыт с ведёрком Архимеда.

Лекция:

Подвесим к пружине (1) небольшое ведёрко (2) и тело цилиндрической формы (3). Отметив положение стрелки – указателя на штативе, пометим тело в сосуд, наполненный жидкостью до уровня отливной трубки. При этом часть жидкости, объём которой равен объёму тела, выльется из сосуда в находящийся рядом стакан. Одновременно с этим вес тела в жидкости уменьшается, и указатель пружины переместиться вверх. Перельём жидкость из стакана в ведёрко (2). Мы увидим, как стрелка – указатель снова возвращается к своему прежнему положению. Это означает, что

Показывается слайд №10.

Лекция:

Вытесненная телом жидкость весит столько же, сколько теряет в своём весе погружённое в жидкость тело.

Но вес тела в жидкости меньше того же тела в воздухе на величину, равную выталкивающей силы. Поэтому окончательный вывод, к которому мы приходим, можно сформулировать следующим образом:

Показывается слайд №11.

Лекция:

Выталкивающая сила, действующая на погружённое в жидкость тело, равна весу жидкости, вытесненной этим тело – это и есть закон Архимеда. Запишите себе его в тетрадь.

Лекция:

А теперь посмотрите на формулу отражающую закон Архимеда:

Показывается слайд №12.

F_A = ρ_жgV_т,

где ρ_ж - плотность жидкости, g – ускорение свободного падения = 9,8 Н/кг, V_т – объём тела, погружённого в жидкость. Формулу также запишите в тетрадь.

Показывается слайд №13.

Лекция:

Ну а теперь обратите внимание на следующее: при расчёте сила Архимеда под V_т понимают только ту часть объёма тела, которая полностью находится в жидкости.

А теперь давайте повторим закон Архимеда, чтобы лучше запомнить его.

Сейчас проверьте себя, на сколько вы усвоили данную тему, для этого надо выполнить тест. Открывает программу КРАБ, нажимаем клавишу F9 и приступаем к работе, оценку вы получите, когда ответите на 15 вопросов теста.

А теперь выполним упражнения по данной теме, для этого открываете файл «Упражнение», по окончании выполнении задач вы получите результат в процентах, удовлетворительно ставится, если вы выполнили от 20% до 50%, хорошо от 50% до 80%, а отлично, если выполнили больше 80% задач.

А теперь давайте подведём итог урока. Каждый учащийся выставляет себе оценку исходя из выполненных теста и упражнения. Но в журнал ваши оценки выставляться не будут, так как вы сегодня только познакомились с законом Архимеда. А теперь запишите домашнее задание:

1. §§48, 49 учебника по физике 7 класс, автор А.В. Перышкин.

2. Задачи №606, 610, 627 по сборнику по физике, авторы В.И. Лукашик, Е.В.Иванова.