Разработка урока по Физике для 7 класса по теме: "Архимедова сила"

Ум заключается не только в знании, но и

 в умении прилагать знание на деле».

Аристотель

Урок на тему:

«Архимедова сила»

Цели:

Образовательные: расширить кругозор учащихся, Сформировать понятие об архимедовой силе, выяснить природу выталкивающей силы, показать значимость изучаемого материала,  продолжить работу по формированию навыков научного познания мира.

Развивающие: Развитие творческой активности обучающихся: исследовательских навыков, интеллектуальных умений, памяти, логического, творческого и графического мышления, умения решать нестандартные задачи и рассматривать нетривиальные ситуации, умения “видеть” физику в окружающем мире, а также умение выдвигать учебные гипотезы для объяснения физических явлений и результатов опытов.

Воспитательные: повышение самооценки учащихся, раскрепощение их личности, сплочение коллектива, формирование научного мировоззрения и познаваемости мира.

Задачи урока:

1. Создать условия для овладения учащимися понятием выталкивающей силы, и о направлении  её действия.

Помочь учащимся установить качественную зависимость выталкивающей силы от объема погруженной части тела и плотности жидкости или газа;

2. Продолжить развитие мыслительной деятельности учащихся через формирование умений сравнивать, анализировать, обобщать, моделировать, доказывать, делать выводы через решение, качественных и экспериментальных заданий.

3. Продолжить формирование умений наблюдать физические явления в окружающем мире и объяснять их, применять знания на практике.

4.Формировать познавательный интерес обучающихся через практическое применение закона на  практике и освещение роли Архимеда в физике

5. Обеспечить возможность выполнения экспериментальных заданий с учетом уровня развития каждого учащегося (использовать дифференцированный подход при составлении заданий).

6.Продолжить формирование навыков совместной работы  обучающихся и учить  их давать самооценку.

7. Создать благоприятную обстановку на уроке .

На доске: (мелом) дата, тема

Ход урока.

Слайд

Давайте подарим друг другу улыбки и с этого начнем урок.

Актуализация знаний:

Мне бы хотелось сегодня начать урок с повторения некоторых понятий….

Тест по слайдам

1.     Причиной изменения скорости тела является …(сила)

2.     Снег падает на Землю вследствие того, что на него действует …(сила тяжести)

3.     Для измерения силы используется прибор, который называется …( динамометр)

4.     Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях. Это утверждение называют законом …..  (Паскаля)

5.     Три пластинки, 1,2,3, помещены в воду. На какие пластинки вода оказывает одинаковое давление?

6. По формуле: p=ρ·g·h рассчитывается  ….. (давление внутри жидкости)

Как успехи? Молодцы!

Обратим внимание на следующие вопросы:

1.     Дайте понятие силы

2.     Какие силы вы знаете?

3.     Что объединяет силы? (Сила-мера взаимодействия)

4.     Что значит сила векторная величина?

5.     В каких единицах измеряют силу?

6.     Каким прибором можно измерить силу?

7.     Определение цены деления

Объяснение нового материала.

Дать предположить детям: что произойдет, если …(опустить карандаш в воду , яблоко в воду, и т.д.) Почему вы так решили?

1. Что произойдет с карандашом, если его погрузить в мензурку и быстро отпустить?

Охарактеризуйте поведение карандаша внутри жидкости:

Вывод: если карандаш начал двигаться, значит, на него подействовала сила. Карандаш движется вверх, значит, эта сила направлена вверх.

2.Демонстрация. Погрузить мяч (теннисный шар) в воду и быстро убирать руку. Мяч «выпрыгивает» из воды. Почему мяч (шар) всплыл?

Верно. Будем называть ее выталкивающей силой.

3.Опустим в тот же аквариум металлический цилиндр. (Опыт демонстрируется) Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае?

Проведем еще один опыт. Проводится опыт по рис. Ребята анализируют данный опыт. Что произошло с пружиной? Почему уменьшилась деформация пружины?

А теперь сделайте вывод.

4.Предлагаю новую проблему: бывает ли такой случай, когда тело всплывает в воздухе? Проверяем, отпустив воздушный шарик, надутый гелием.

Какой вывод можно сделать?

На тело  находящееся в газе (в воздухе) так же действует выталкивающая сила.

Сила, которая выталкивает тело из жидкости или газа, называется выталкивающей, или архимедовой силой. Это тема нашего урока.

Слайд с темой урока « Архимедова сила»

Запишите тему в тетради. Впервые выталкивающую силу рассчитал Архимед, поэтому ее так и называют. Значение этой силы древнегреческий ученый Архимед установил примерно за 250 лет до н.э.

Слайд с фото Архимеда

Именно в это время в Сиракузах, на острове Сицилия проживал величайший математик и физик древности - Архимед. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики. В это время Сиракузами правил царь Гиерон. Он поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на нее золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешевыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь

Именно с помощью данной силы Архимед решил задачу царя, Идея решения пришла к ученому однажды, когда он, находясь в бане, погрузился в наполненную водой ванну, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашел! Нашел!»

Как вы думаете, глядя на тему урока, какова цель и какие задачи мы должны реализовать? (уч-ся предлагают свои варианты)

(На слайде – цель и задачи  урока)

Цель: Изучить силу, которая является мерой влияния жидкости и газа на погруженное в них тело.

Задачи:

1. Повторить основные понятия по теме «Сила».

2.Выяснить, как влияет жидкость на тело, погруженное в неё.

3. Выполнить экспериментальные задания и проанализировав результаты, выяснить от чего зависит действие жидкости на погруженное в неё тело.

4. Вывести формулу для вычисления силы Архимеда.

5. Учиться объяснять явления на основе полученных знаний .

6. Привести примеры практического применения закона Архимеда.

Итак, основываясь на опытах можно сделать следующие выводы: (слайд)

1. На тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила.

2. Выталкивающая сила приложена к телу и направлена вертикально вверх.

Можно ли измерить силу Архимеда? Ваши предложения.

Измерить вес тела в воздухе, измерить вес тела в воде и найти разницу.(слайд)

 F_выт = P_{тела в возд} – P_{тела в жидк};

Как вы думаете, от чего зависит выталкивающая сила? (гипотезы детей)

А  сейчас вы - исследователи, вы выясняете, от чего зависит архимедова сила, а от чего она не зависит.. У каждой группы своя задача. Приступаем к работе. Группам выдается задание. (Оборудование стоит на столах)

Слад «Исследование силы архимеда»

Дети работают, звучит музыка –песня Э.Хиля «Вода, вода, кругом вода»

Слайд что исследуют дети

Задание первой группе

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

1. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.
2. Сравните плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от плотности вещества из которого изготовлено тело.

Задание второй группе

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое из тел.
2. Сравните эти силы.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: Архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Задание третьей группе

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в воде, соленой воде и масле.
2. Чем отличаются эти жидкости?
3. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
4. Установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: Архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задание четвертой группе.

Оборудование: кусочек пластилина (тела разной формы), сосуд с водой, нить, динамометр.

1.       Кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра

2. Поочередно опуская каждое тело в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.
3. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

Вывод: Архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задание пятой группе.

Оборудование: мензурка с водой, динамометр, алюминиевый цилиндр, нить.

1.       Определите архимедовы силы, действующие на тело на глубине h₁ и на глубине h₂ большей, чем h_1.

2.       Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела_.

Вывод: Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела

Задание шестой группе

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, металлическая пластинка, нить.

1. Определите архимедову силу, действующую на пластинку в двух различных положениях (расположите  пластинку  в жидкости вертикально и горизонтально)
2. Сравните эти силы.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от положения тела в жидкости.

Вывод: Архимедова сила не зависит от положения тела в жидкости.

После получения результатов каждая группа сообщает свои выводы. Выводы фиксируются в виде структурно логической схемы, дети записывают в тетрадь.

Слады от чего зависит и от чего не зависит, учащиеся проверяют свою работу и зачитывают еще раз связь выталкивающей силы с другими величинами:

F_выт – зависит от плотности жидкости; объёма тела;

– не зависит от плотности тела, глубины погружения, положения тела, формы тела.

А теперь обратимся к теории, покажем математически, чему равна выталкивающая сила. (Рассказ, записи на доске.)

1.Вспомните, как рассчитать давление жидкости на  глубине? (вспоминают или находят в тетради) запись формулы на доске учащимися

2. Сравните давления сверху и снизу, на боковые грани

3. Почему давление на нижнюю грань действует вверх?  (по закону Паскаля)

Рассчитаем значение выталкивающей силы: (слайды)

р=ρ_ж·g·h                       F_давл = pS = ρghS;                   F₂  >  F₁; 

F_выт = F₂ – F₁ = ρgh₂S – ρgh₁S = ρgS(h₂ – h₁) = ρgSh.    Sh = V_{параллелепипеда}.

F_выт = ρ_жgV_Т   - анализ формулы                                            F_выт = m_жg = P_ж.    

Итак, архимедова сила равна весу жидкости в объеме погруженного в неё тела.

         Вы знаете, что к газам то же применим закон Паскаля. Поэтому и на тела, находящиеся в газе, действует архимедова сила.

Вывод: (слайд) Даем полное определение выталкивающей силы

Архимедова сила -

Сила, выталкивающая тела из жидкости или газа и равная  произведению …

 Сила приложена к телу и направлена вертикально вверх, противоположно силе тяжести.

Вес тела в жидкости меньше, чем в воздухе, а вес тела в газе меньше, чем в вакууме.

Формулу для силы Архимеда необходимо запомнить (записывают в тетрадь)

                        F_A = g _ж V_T                                    F_A= P_ж

Анализ формулы: от чего и как зависит сила Архимеда

Для закрепления организуется дискуссия по предложенным вопросам:

1.     Где встречаемся с проявлением данной силы?  (слайд)

2.     Какое значение имеет сила Архимеда? (слайд)

3.     Приведите примеры проявления данной силы в быту и в повседневной жизни.

Качественные задачи. (Рефлексия)

1. Собака-водолаз легко вытаскивает тонущего из воды, но на берегу не может сдвинуть его с места. Значит ли это, что на суше на человека действует меньшая сила тяжести, чем в воде?

2. Где легче научиться плавать - в реке, или в море? Почему?

3. К концам рычага подвешивают два тела одинакового объема. Вопрос: Сохранится ли равновесие, если одно тело опустить в воду, а другое в керосин? Ответы проверяют опытом.

4.Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал «чудовищной» силой. Стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1 тонну. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался.  Могут ли быть эти рассказы правдой.?

5.Тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг. Может ли быть такое?

Обобщение (вывод): Вернемся к цели и задачам урока. Как вы считаете мы их выполнили? Какими приемами мы для этого пользовались? (проводили эксперимент, наблюдали, сравнивали , делали выводы, , обобщали, ...)

Поработали хорошо, Молодцы. Спасибо.

Д/З: §48, упр.24(1,2)-устно Творческое задание (по выбору): Сконструировать автоматическую кормушку для аквариумных рыбок на основании действия выталкивающей силы.

Дополнительный материал

 Вопрос-проблема  к следующему уроку:

В Вологодской области есть, на первый взгляд, странное озеро. С незапамятных времен люди считали, что на дне его живет колдун, и боялись нарушать границы его владений. Однажды попытался крестьянин искупать свою лошадь в озере, а она, не успев войти в него, потеряла равновесие и упала, но не утонула, а всплыла. Да и другие предметы, брошенные в воду, не тонули, а поддерживались непонятной силой.

     Как же объяснить такое явление?

    Такие водоемы встречаются и в других странах. Самый большой из них - Мертвое озеро (Палестина) О нем сложились мрачные легенды. В одной из них говорится: «И вода, и земля здесь Богом прокляты».

...Наша Таня громко плачет:

Урони­ла в речку мячик.

Тише, Танечка, не плачь,

Не утонет в речке мяч.

Хитроумный Иван. (Сказка с физическим содержанием).

Захотел Иван жениться на красавице-царевне. Он знал, что многие сватались к ней, но никто не мог выполнить необходимого условия: решить задачи, которые она задавала каждому жениху. А всех, кто не справлялся с задачами, выгоняли из царства вон. Иван решился и пришел к царевне.

Красавица говорит: «Вот тебе первая задача-вопрос:

«Вот тебе две пуговицы, - молвила она, - одна деревянная, другая костяная, но с виду они совершенно одинаковые. Ну-ка, добрый молодец, скажи: какая из них деревянная, но помни, пуговицу ломать нельзя».

«Задача твоя чрезвычайно проста, -сказал улыбаясь Иван, -Нужно поступить так… Кстати путь её решения мне подсказал давний - предавний знакомый –ученый»

Как Иван отличил пуговицы? О каком ученом шла речь? (Пуговицы бросил в воду:

Примеры, показывающие, как проявляются Архимедовы силы в мире живой природы.

Плотность многих животных и растений, живущих в воде, мало отличается от плотности воды, поэтому выталкивающая сила, действующая на водные организмы(например на рыб), или равна их силе тяжести, или лишь немного меньше. Поэтому все приспособления, служащие для противодействия силам тяжести, у них либо отсутствуют, либо имеют рудиментарный характер. Например, конечности глубоководных раков очень слабы и имеют непомерную длину.

Стебли подводных растений, несмотря на чрезвычайную гибкость и длину, достигающую иногда 60 метров и нередко превышающую поперечные размеры в сотни и тысячи раз, тем не менее сохраняют в воде вертикальное положение благодаря силе Архимеда. Увеличению плавучести способствует также крупные воздушные пузыри, заключенные у некоторых водорослей в концах стеблей и играющие роль поплавков.

Плавательный пузырь рыбы легко меняет свой объём. Когда рыба с помощью мышц опускается на большую глубину и давление воды на неё увеличивается, пузырь сжимается, объём тела рыбы уменьшается, и она не выталкивается вверх, а плавает в глубине. При подъёме плавательный пузырь и объём всего тела рыбы увеличивается и она плавает уже на меньшей глубине. Таким образом, рыба может в определённых пределах регулировать глубину своего погружения.

Самоанализ урока

Тема урока: Урок изучения нового материала по теме: «Архимедова сила»

Урок имел несколько целей:

Образовательные: расширить кругозор учащихся, Сформировать понятие об архимедовой силе, выяснить природу выталкивающей силы, показать значимость изучаемого материала,  продолжить работу по формированию навыков научного познания мира.

Развивающие: Развитие творческой активности обучающихся: исследовательских навыков, интеллектуальных умений, логического, творческого мышления, умения “видеть” физику в окружающем мире, а также умение выдвигать учебные гипотезы для объяснения физических явлений и результатов опытов.

Воспитательные: повышение самооценки учащихся, раскрепощение их личности, формирование научного мировоззрения и познаваемости мира.

Задачи урока:

1. Создать условия для овладения учащимися понятием выталкивающей силы, и о направлении  её действия.

Помочь учащимся установить качественную зависимость выталкивающей силы от объема погруженной части тела и плотности жидкости или газа;

2. Продолжить развитие мыслительной деятельности учащихся через формирование умений сравнивать, анализировать, обобщать, моделировать, доказывать, делать выводы через решение, качественных и экспериментальных заданий.

3. Продолжить формирование умений наблюдать физические явления в окружающем мире и объяснять их, применять знания на практике.

4.Формировать познавательный интерес обучающихся через практическое применение закона на  практике и освещение роли Архимеда в физике

5. Обеспечить возможность выполнения экспериментальных заданий с учетом уровня развития каждого учащегося (использовать дифференцированный подход при составлении заданий).

6.Продолжить формирование навыков совместной работы  обучающихся и учить  их давать самооценку.

7. Создать благоприятную обстановку на уроке .

На уроке я использовала методы:

Наглядный – презентация, доска, демонстрационный эксперимент.

Словесный – беседа, дискуссия.

Практический – выполнение экспериментальных заданий.

Репродуктивный метод – через повторение понятий.

Исследовательский метод – через экспериментальные задания.

Проблемный метод – через подборку заданий.

Использованы идеи

проблемного обучения (при введении в тему, при постановке экспериментальных и качественных задач) ;

дифференцированного обучения (при выполнении экспериментальных заданий, внутренняя дифференциация)

деятельностный подход (учащиеся работали – выполняли, думали, давали ответы).

Виды деятельности: работа в парах, фронтальный опрос, коллективная деятельность.

Рефлексия просматривается в составлении структурно-логической схемы, в ответах на экспериментальные и качественные вопросы .

Мотивация к обучению проявилась при выполнении экспериментальных заданий и решении качественных задач.

Структура урока:  организационный момент,

Актуализация опорных знаний (через повторение основных понятий)

Эксперимент- введение в тему (проблемный)

Составление структурно-логической схемы по результатам исследований учащихся

Рефлексия.(через составление схемы, ответы …)

Я считаю, что цели и задачи выполнены на        %