Внеурочное занятие кружка по физике «ПУТЕШЕСТВИЕ НА ОСТРОВ ЭВРИКА» по теме «Сила Архимеда» 6 класс

Муниципальное автономное образовательное учреждение

«Школа № 5 города Белогорск»

Внеурочное занятие

 кружка по физике

«ПУТЕШЕСТВИЕ НА ОСТРОВ ЭВРИКА»

по теме «Сила Архимеда»

6 класс

учитель I квалификационной категории: Лысенко Татьяна Владимировна.

Цели:

Образовательные: организовать деятельность учащихся по комплексному применению знаний и способов деятельности.

Воспитательные: формировать познавательный интерес к физике, воспитывать чувство сопереживания за товарищей, доброжелательного общения, взаимопомощи; прививать любовь к морю, профессии моряка.

Развивающие: создать условия для развития грамотной монологической речи, элементов творчества учащихся, умений анализировать условия заданий, ответ одноклассника, применять знания в новой ситуации, работать в группе.

Ход занятия:

1. Организационный этап.

Ребята! Вы хотите отправиться в путешествие? Нет ничего проще!

Сегодня я вас приглашаю в увлекательное путешествие на остров Эврика по водам Физического океана. Нам могут встретиться пираты. Не боитесь? А я прежде чем брать вас в плаванье проверю ваше настроение. У меня есть волшебный прибор, прошу вас до коснуться до пробочки, если у вас хорошее настроение, то золотая рыбка обязательно поднимется вверх. Я рада что мы отправимся в плавание с очень хорошим настроением.

В плавание отправляется команда юных моряков-исследователей на великолепном корабле, который уже ждет свою команду на пристани города Сиракузы.

Обязательное условие нашего плавания – в каждом туре путешествия должны участвовать все члены команды, только тогда оно движется дальше. Взаимопомощь – ещё одно условие нашего путешествия, как, впрочем, и любого. Задания старайтесь выполнять сообща, помогайте друг другу. А почему мы отправляемся в плавание с пристани города Сиракузы? (ответы учащихся)

Все верно в этом городе родился и жил ученый Архимед. Чтобы попасть на корабль, нам нужно знать, как много больше об этом ученом.

На прошлом занятиях вы работали над биографией Архимеда и легендах его открытий.

Выслушаем рассказы групп.

1 группа: Биография Архимеда.

Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь. Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона.

Архимед получил образование у своего отца, астронома и математика Фидия, родственника сиракузского тирана Гиерона II, покровительствовавшего Архимеду. В юности провел несколько лет в крупнейшем культурном центре того времени Александрии Египетской, где познакомился с Эрастосфеном. После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы и унаследовал должность своего отца. Затем до конца жизни жил в Сиракузах.

Архимед знал также, что предметы имеют не только форму и измерение: они движутся, или могут двигаться, или остаются неподвижными под действием определенных сил, которые двигают предметы вперед или приводят в равновесие. Великий сиракузец изучал эти силы, изобретая новую отрасль математики, в которой материальные тела, приведенные к их геометрической форме, сохраняют в то же время свою тяжесть. Эта геометрия веса и есть рациональная механика, это статика, а также гидростатика, первый закон которой открыл Архимед (закон, носящий имя Архимеда), согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости.

Рассказывают, что однажды к Архимеду обратился Гиерон, правитель Сиракуз. Он приказал проверить, соответствует ли вес золотой короны весу, отпущенного на нее золота. Для этого Архимед сделал два слитка: один из золота, другой из серебра, каждый такого же веса, что и корона. Затем поочередно положил их в сосуд с водой, отметил, на сколько поднялся ее уровень. Опустив в сосуд корону, Архимед установил, что ее объем превышает объем слитка. Так и была доказана недобросовестность мастера.

Архимед был не только великим ученым, он был, кроме того, человеком, страстно увлеченным механикой.

При обороне Сиракуз от римлян во время второй Пунической войны Архимед сконструировал несколько боевых машин, которые позволили горожанам отражать атаки превосходящих в силе римлян в течение почти трех лет.

Архимед погиб во время осады Сиракуз —его убил римский воин в тот момент, когда ученый был поглощен поисками решения поставленной перед собой проблемы.

2 группа: Легенды Архимеда.

         Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для которых служили его поразительные изобретения, производившие ошеломляющее действие на современников.

         «УЛИТКА» - водоплавающий винт. Он служил для поливки полей, поднятие воды на возвышенности.

         Впоследствии эти механизмы широко применялись в разных странах мира. Сегодня архимедов винт используется, например, в мясорубке.

         Изобретение бесконечного винта – другое название улитки, привело к другому важному изобретению, которое сейчас никого не удивляет, - к изобретению болта, сконструированного из винта и гайки.

Далеко от нашего Союза
И до нас за очень много лет
В трудный год родные Сиракузы
Защищал ученый Архимед.

Многие орудья обороны
Были сконструированы им,

Долго бился город непреклонный,
Мудростью ученого храним.

         Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничего не могло противостоят их удару, они все низвергали перед собой и вносили смятение в ряды. Что касается флота – то вдруг с высоты стен бревна опускались на суда и топили их то железные когти и клювы захватывали суда, поднимали их в воздух носом вверх, кормою вниз и потом погружали в воду. А то суда проводились во вращение и, кружась, падали на подводные камни и утесы у подножия стен. Всякую минуту видели какое-нибудь судно в воздухе. Страшное зрелище!..»

В IV в. византийский математик и архитектор Анфимий в книге «О чудесных механизмах» описал зеркало Ар. которым тот сжег корабли. Возможно, Анфимий располагал какими-то материалами или чертежами, которые до нас не дошли.

Зеркало Архимеда представляло собой огромную деревянную раму с подвижной восьмиугольной доской на ней. На этом восьмиугольнике были установлены 25 больших квадратных бронзовых зеркала, по –видимому, из щитов, которые использовали тогда воины. Зеркала были установлены так, что все они посылали свой солнечный зайчик в одно и тоже место на расстоянии около 100 м.

Легенды об «огненном пальце», или зеркале Архимеда, имели под собой реальную почву.

Одна из легенд рассказывает, как благодаря предложенной системе блоков Архимед одним движением руки спустил на воду тяжелый роскошный корабль «Сирокосия», построенный Гиероном в подарок египетскому царю Птолемею.

-Сколько же силы в твоих плечах? !
- Царь! Мою силу умножил рычаг!!

 (Мудрец Архимед оглянулся кругом:
вот-небо, вот - море, вот - горы... )
-Я Землю бы мог повернуть рычагом -
лишь дайте мне точку опоры!

Это и послужило поводом для его крылатых слов: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю!»

Спасибо ребята!

2. Этап применения знаний на практике.

Тур 1 «Плавание»

Чтобы отправиться в плавание нужно правильно ответить на следующие вопросы. Поторопитесь! Корабль снимается с якоря!

1. Согласно преданию, это слово воскликнул Архимед, когда открыл один из законов гидростатики. В переносном смысле это слово является выражением радости при решении какой-либо сложной задачи, возникновении новой идеи. (Эврика)

2. С помощью какого изобретения Архимеда вода подавалась на поля? (винт, улитка)

3. С помощью какого предмета Архимед помог сжечь вражеские корабли? (зеркало)

4. В каком крупнейшем культурном центре учился Архимед? (Александрия)

5. Как звали отца Архимеда? (Фидий)

6. Зачем царь Гиерон обратился к Архимеду? (корона)

7. Прибор, метающий камни на большие расстояния? (катапульта)

 Отправляемся в плавание.

Семь футов под килем!

Тур 2 «Сила Архимеда»

Жидкости на тело давят,

Вверх его все поднимают,

При этом силу создают,

Что Архимедовой зовут!

Все закон нам объясняет.

Открыл его великий грек,

Ему имя – Архимед!

Учитель проводит эксперимент, учащиеся делают выводы, основываясь на изученном материале предыдущих уроков. Погружается мяч в воду и быстро убирается рука. Мяч «выпрыгивает» из воды.

– Почему мяч всплыл? (На мяч подействовала сила со стороны воды).

Сила, с которой вода выталкивает погруженное в нее тело, называется силой выталкивания.

Этой силе и будет посвящено наше занятие «Сила Архимеда».

А целью нашего занятия будет: исследовать от чего зависит выталкивающая сила в жидкости.

– Теперь поместим металлический цилиндр в жидкость (можно монету). Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае? (Возможный ответ ученика: «Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует»). Коррекция учителя. Демонстрация.

Камень или цилиндр, подвешенный на резиновой нити, опускаем в воду, замечаем, длина резиновой нити стала короче. Ребята анализируют опыт и делают вывод: «На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости». Сообщение учителя: из нашего жизненного опыта мы знаем, что в воде тяжелый камень поднять гораздо легче, чем в воздухе. Это может означать, что жидкость выталкивает не только легкие, но и тяжелые предметы.

 Эксперимент № 1: 

Как действует сила выталкивания? Следует отметить уровень воды, опустите в сосуд с водой пластилиновый шарик на резинке. После погружения уровень воды поднимется, а длина резинки уменьшится.

Вывод: Со стороны воды на пластилиновый шарик подействовала сила, направленная вверх. Поэтому уменьшилась длина резинки, т.е. шарик, погруженный в воду стал легче.

Слепите из этого же пластилина лодочку и осторожно опустите её на воду. Как видите, вода поднялась ещё выше. Лодочка вытеснила больше воды, чем шарик, а значит, и сила выталкивания больше.

Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности! Ай да Архимед!

 Чтобы тело не тонуло, его плотность должна быть меньше плотности воды.

Не знаете, что такое плотность? Это масса однородного вещества в единице объема.

Эксперимент № 2: «Зависимость выталкивающей силы от плотности воды»

Возьмите стакан с чистой водой (неполный), сырое яйцо и соль. Поместите в стакан яйцо, если яйцо свежее — оно опустится на дно. Затем аккуратно подсыпайте в стакан соль и наблюдайте, как яйцо начнет всплывать.

 Вывод: При увеличении плотности жидкости увеличивается выталкивающая сила.

В яйце есть воздушный пакет, и при изменении плотности жидкости яйцо всплывает к поверхности на манер подводной лодки.

А вы знаете, что раньше, до изобретения холодильников, наши предки проверяли, свежее яйцо или нет: свежие яйца тонут в чистой воде, а испортившиеся — всплывают, так как внутри них образуется газ.

Эксперимент № 3 «Водоплавающий лимон»

Наберите в емкость воду и опустите в нее лимон. Лимон плавает. А потом очистите его от кожуры и вновь опустите в воду. Лимон утонул.

Вывод: лимон утонул из-за того, что увеличилась его плотность. Кожура у лимона менее плотная, чем его внутренность, и содержит много частичек воздуха, которые помогают лимону оставаться на поверхности воды.

Тур 3 «В глубины моря»

Итак, мы познакомились с выталкивающей силой на корабле.

Хотите погрузиться в море в водолазном снаряжении?

«КАРТЕЗИАНСКИЙ ВОДОЛАЗ»

Этому занимательному опыту около трехсот лет. Его приписывают французскому ученому Рене Декарту (по-латыни его фамилия - Картезий). Опыт был так популярен, что на его основе создали игрушку, которую и назвали «Картезианский водолаз». Прибор представлял из себя стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на резиновую пленку, закрывавшую верх цилиндра, фигурка медленно опускалась вниз, на дно. Когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.

Мы с вами проделаем этот опыт попроще. Роль водолаза будет выполнять капельница-пипетка, а сосудом послужит обыкновенная бутылка.

Наполните бутылку водой, оставив два-три миллиметра до края горлышка. Возьмите пипетку, наберите в нее немного воды и опустите в горлышко бутылки. Она должна своим верхним резиновым концом быть на уровне или чуть выше уровня воды в бутылке. При этом нужно добиться, чтобы от легкого толчка пальцем пипетка погружалась, а потом сама снова всплывала. Теперь, приложив большой палец или мягкую часть ладони к горлышку бутылки так, чтобы закрыть его отверстие, нажмите на слой воздуха, который находится над водой. Пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабьте давление пальца или ладони - она снова всплывет.

Дело в том, что мы немного сжали воздух в горлышке бутылки и это давление передалось воде. Вода проникла в пипетку - она стала тяжелее и утонула. При прекращении давления сжатый воздух внутри пипетки удалил лишнюю воду, наш «водолаз» стал легче и всплыл. Если в начале опыта «водолаз» вас не слушается, значит, надо отрегулировать начальное количество воды в пипетке.

Когда пипетка находится на дне бутылки, легко проследить, как от усиления нажима на воздух в горлышке бутылки вода входит в пипетку, а при ослаблении нажима выходит из нее.

Этот прибор можно усовершенствовать, натянув на горлышко бутылки кусочек велосипедной камеры или пленки от воздушного шарика. Тогда легче будет управлять нашим «водолазом». когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.

Тур 4 «Полундра!»

Собираемся в кают- компании.

С давних пор плавание имеет большое значение в жизни людей.

До сих пор сотни людей ежегодно тонут из-за того, что не умеют плавать. Поэтому плаванию следует уделять больше внимания.

Наши с вами эксперименты помогли нам своими физическими советами как не утонуть на воде если вы умеете плавать, но устали и не можете плыть дальше:

1.                 (опыт с пластилином) необходимо отдохнуть, например, лежа на спине: спокойно расправить руки и ноги, закрыть глаза, лечь головой на воду и расслабиться, лишь слегка помогая себе удержаться в горизонтальном положении. Наберите в легкие воздуха, задержите, затем медленно выдохните.

2.                 Если вы не умеете плавать, то при походе на речку или озеро должны иметь с собой надувной круг или спасательный жилет (опыт с апельсином)

3.                 И если вы желаете научиться плавать, то лучше это делать на море, так как в соленом море научиться плавать значительно проще, чем в реке (или любом другом водоеме с пресной водой, или в бассейне). И чем солёнее вода в море, тем ее плотность выше, и тем легче нам держаться на поверхности.
(Самое солёное — Красное море. Содержание солей в 1 литре его воды достигает 41 г (4,1%). Учиться плавать в таком водоеме — сплошное удовольствие. Из-за большой плотности тело человека буквально выталкивает из воды, словно пробку из бутылки с шампанским. А самым соленым озером на планете является озеро Ассаль — небольшой водоем в центре Джибути. Его соленость составляет 35% и делает его самым соленым озером в мире.)

3. Этап подведения итогов урока

Вот и закончилось наше путешествие благополучно. Я надеюсь ваше хорошее настроение не покинуло вас? Покажите какое у вас сейчас настроение при помощи картезианских водолазов.

 Желаю удачи и хочу подарить вам китайскую пословицу.

«То, что я услышал, я забыл.
То, что я увидел, помню.
То, что я сделал, я знаю!»

Список использованной литературы

1.     Ланина И.Я. Сто игр по физике. М.: Просвещение, 1995.

2.     Лукашик В.И. Сборник задач по физике: Учеб. пособие для учащихся 7-8 классов средней школы. М.: Просвещение, 1994.

3.     Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. М.: Дрофа, 2010