Главные вкладки

    Урок-исследование "Действие жидкости на погруженное тело"
    методическая разработка по физике (7 класс) по теме

    Урок по данной теме построен по принципу микро-исследования учащихся. Ребята самостоятельно проводят предлагаемые эксперименты и учатся делать выводы. В ходе урока повторяются основные звенья процесса научного познания, рассматривается краткая биография древнегреческого ученого Архимеда, проводится рефлексия знаний учащихся по данной теме. 

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Файл deystvie_zhidkosti_.docx27.33 КБ
    Office presentation icon prezentaciya_arhimed_urok.ppt996 КБ
    Office presentation icon deystvie_zhidkosti.ppt996 КБ

    Предварительный просмотр:

    Урок - исследование  в 7 классе 

    «Действие жидкости на погруженное тело»

     

    Цели: изучить действие жидкости на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин, развить навыки самостоятельной работы.

     

    Оборудование: на каждом столе: рычаг, укрепленный на штативе, два стакана с водой, тела одного объема, но разные по массе, поваренная соль, линейка, тела одинаковой массы, но разного объема (пластилиновые).

     

    Ход урока

     

    1. Вступительное слово учителя. 

    - Уважаемые коллеги! Сегодня вы не учащиеся 7 класса, а мои коллеги – физики, исследователи действия жидкости на погруженное тело. Именно этой проблеме посвящена наша научная работа. Процесс научного творчества состоит из звеньев.

                         Исходные факты  → гипотеза →  следствия →  эксперимент →  исходные факты

    Все это звенья процесса научного познания, и мы сегодня вместе в таком процессе поучаствуем.

    Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже подвергался изучению, а исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший в 287г. до нашей эры.

    Об Архимеде - великом математике и механике - известно больше, чем о других ученых древности. Прежде всего, достоверен год его смерти - год падения Сиракуз, когда ученый погиб от руки римского солдата. Впрочем, историки древности Полибий, Ливии, Плутарх мало рассказывали о его математических заслугах, от них до наших времен дошли сведения о чудесных изобретениях ученого, сделанных во время службы у царя Герона II. Известна история о золотом венце царя. Чистоту его состава Архимед проверил при помощи найденного им закона выталкивающей силы и его возгласа «Эврика!», т.е. «Нашел!».Другая легенда рассказывает, что Архимед соорудил систему блоков, с помощью которой один человек смог спустить на воду огромный корабль «Сиракосия». Крылатыми стали тогда произнесенные слова Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я поверну землю».Инженерный гений Архимеда с особой силой проявился при осаде Сиракуз, богатого торгового города на острове Сицилия. Воины римского консула Марцелла были надолго задержаны у стен города невиданными машинами: мощные катапульты прицельно стреляли каменными глыбами, в бойницах были установлены выбрасывающие грады ядер, береговые краны поворачивались за пределы стен и забрасывали корабли противника каменными и свинцовыми глыбами, крючья подхватывали корабли и бросали их вниз с большой высоты, системы вогнутых зеркал поджигали корабли.В «Истории Марцелла» Плутарх описывает ужас, царивший в рядах римских воинов:  «Как только они замечали, что из-за крепостной стены показывается веревка или бревно, они обращались в бегство с криком, что вот Архимед еще выдумал новую машину на их погибель».Огромен вклад Архимеда и в развитие математики. Спираль Архимеда описываемая точкой, двигающейся по вращающемуся кругу, стояла особняком среди многочисленных кривых, известных его современникам. Следующая кинематически определенная кривая - циклоида - появилась только в XVII веке. Архимед научился находить касательную к своей спирали, нашел площадь ее витка, а так же площадь эллипса поверхности конуса и шара, объемы шара и сферического сегмента. Особенно он гордился открытым им соотношениями объема шара и описанного вокруг него цилиндра, которое равно 2:3.Архимед много занимался и квадратурой круга. Ученый вычислил отношение длины окружности к диаметру (число ?) и нашел, что оно заключено между 3 10/71  и 3 1/7. Созданный им метод вычисления длины окружности и площади фигуры был существенным шагом к созданию дифференциального и интегрального исчисления, появившихся лишь 2000 лет спустя. Архимед нашел так же сумму бесконечной геометрической прогрессии со знаменателем 1/4. В математике это был первый пример бесконечного ряда.Большую роль в развитии математики сыграло его сочинение «Псалемит» - «О числе песчинок», в котором он показывает, как с помощью существовавшей системы счисления можно выражать сколь угодно большие числа. В качестве повода для своих рассуждений он использует задачу о подсчете количества песчинок внутри видимой Вселенной. Тем самым было опровергнуто существовавшее тогда мнение о наличии таинственных «самых больших чисел».Годы жизни Архимеда - 287 г. - 212 г. до н.э.

    Нам сегодня предстоит «переоткрыть» его закон. Итак, в путь! «Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью», - советовал нам Аристотель. Прислушаемся к его совету.

     

    1. Работа с учащимися по теме. 

     

    1)      Демонстрация.

    Демонстрируется опыт по растяжению пружины под действием груза, находящегося сначала в воздухе, а затем в воде. В беседе с учащимися выясняется существование выталкивающей силы. Начинается серьезное научное исследование, но сначала ребята самостоятельно ставят перед собой цель: в ходе исследования узнать, от каких физических величин зависит выталкивающая сила. Цель записывается в тетрадь.

     

    2)      Выдвижение гипотез.

    Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит:

    - от объема погруженного тела;

    - его веса или массы;

    - плотности жидкости;

    - глубины погружения тела;

    - формы тела.

    Учителю не следует отбрасывать неверные предположения: каждая  из гипотез нуждается в экспериментальной проверке.

    Все гипотезы записываются в тетрадь.

     

    3)      Экспериментальная работа (Приложение А).

    Наш великий соотечественник М.В.Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением» поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы:

     

    А) Проверка зависимости Fвыт от  Vтела

    Учащиеся подвешивают к рычагу два тела равной массы, но разного объема (цилиндр из алюминия и картофелина), добиваются его равновесия, а затем погружают тела  в воду. Наблюдают нарушение равновесия, делают вывод о зависимости Fвыт от  Vтела. Делают соответствующие записи в тетради.

    Б) Проверка зависимости Fвыт от  веса ( или массы) тела.

    Учащиеся подвешивают к рычагу два тела одного объема, но разной массы, добиваются его равновесия, а затем погружают тела в воду. Наблюдают: равновесие не нарушилось, следовательно, Fвыт от  веса ( или массы) тела не зависит. Результаты отражают в тетради.

    В) Проверка зависимости Fвыт от  глубины погружения тела в жидкость.

    Учащиеся подвешивают к рычагу два одинаковых тела, добиваются его равновесия, погружают тела в воду на разную глубину. Наблюдают: равновесие не нарушилось, делают вывод и записывают в тетрадь.

    Г) Проверка зависимости Fвыт от  формы тела.

    Учащиеся подвешивают к рычагу два тела одинакового объема, но разной формы, добиваются равновесия и погружают  в воду. Наблюдают: равновесие не нарушилось. Делают вывод о независимости выталкивающей силы от формы тела, делают записи в тетради.

    Д) Проверка зависимости Fвыт от  плотности жидкости.

    Учащиеся подвешивают к рычагу два одинаковых тела, добиваются равновесия и погружают одно тело в чистую воду, а второе – в насыщенный раствор поваренной соли. Наблюдают: нарушение равновесия, в растворе соли тело выталкивается сильнее. Делают вывод о зависимости силы выталкивания от плотности жидкости.

    После экспериментальной проверки всех гипотез учащиеся формулируют вывод о зависимости силы выталкивания от плотности жидкости и объема тела.

     

    4)      Вывод формулы выталкивающей силы.

    Учитель теоретически выводит на доске формулу выталкивающей силы и обращает внимание учащихся на физические величины, входящие в нее, ребята отмечают полное соответствие теоретических выкладок с результатами только что проведенных экспериментов.

     

    5)      Закрепление

    Тестирование учащихся по теме (Приложение Б)

    - Мы  вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный закон Архимеда. Все цели нашего исследования достигнуты.

    А теперь попробуем ответить на веселые вопросы Григория Остера из его книги «Физика»:

    1)  пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1000кг. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?

    2) Почему в недосоленном супе ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь?

     

    6)      Это интересно!

    Учитель вместе с учащимися вспоминает об интересных фактах, касающихся изучаемой темы. Например, существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мертвое море Палестины. Воды его настолько солены, что в них не может жить ни одно живое существо. Утонуть в такой тяжелой жидкости нельзя: человеческое тело легче ее.

     

    1. Заключительное слово учителя. 

    Жидкости на тело давят,

    Вверх его все поднимают,

    При этом силу создают,

    Что Архимедовой зовут!

    Ее считать умеем мы:

    Надо знать лишь вес воды,

    Что то тело вытесняет –

    Все закон нам объясняет.

    Открыл его великий грек,

    Ему имя – Архимед!

    Рассказывают, что Архимед лежал в ванне и размышлял о том, как узнать, есть ли примесь серебра в золотой короне. Выталкивающую силу человек отчетливо ощущает, принимая ванну. С возгласом «Эврика!» Архимед выскочил из ванны и побежал в комнаты за драгоценной короной, чтобы немедленно определить потерю ее веса в воде.

    Большое спасибо, уважаемые коллеги, за совместную работу. Очень надеюсь, что это не последнее наше научное исследование, мы еще не раз прокричим подобно Архимеду: «Эврика!»

    Приложение Б

    ТЕСТ

    ВАРИАНТ 1

    1. Четыре одинаковых стальных шарика помещены в разные жидкости: воду, машинное масло, керосин, бензин. Наибольшая выталкивающая сила действует на шарик, помещенный в…

    А) воду;                           В) машинное масло;

    Б) керосин;                      Г) бензин.

       

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

    А) морской;

    Б) речной.

    3. К чашкам весов подвешены два одинаковых железных шарика. Нарушится ли равновесие, если шарики опустить одновременно один в воду, а другой в керосин?

    А) нарушится;

    Б) не нарушится.

    4. Как изменится осадка корабля (глубина погружения) при переходе из реки в море?

    А) увеличится;

    Б) не изменится;

    В) уменьшится.

    ТЕСТ

    ВАРИАНТ 2

    1. Четыре одинаковых стальных шарика помещены в разные жидкости: воду, машинное масло, керосин, бензин. Наименьшая выталкивающая сила действует на шарик, помещенный в …

    А) керосин;                             В) воду;

    Б) машинное масло;                Г) бензин.  

    2. К чашкам весов подвешены две гири равного веса: фарфоровая и железная. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой?

    А) нарушится;

    Б) не нарушится.

    3. На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок пробковый.

    А) тот, который больше всего погружен в воду;

    Б) тот, который меньше всего погружен в воду;

    В) тот, который в воде наполовину.

    4. В какой жидкости большая выталкивающая сила?

    А) вода;                             В) ртуть;

    Б) керосин;                        Г) бензин.  

                               

    Приложение А

    1. Закрепите в лапке штатива динамометр.
    2. Подвесьте на пружине динамометра груз.  Снимите его показания.
    3. Опустите груз, подвешенный таким образом в воду полностью. Снимите показания.
    4. Сделайте соответствующий вывод.

    ГРУППА 1

    Проверка зависимости выталкивающей силы от объема тела.

    Подвесьте к рычагу два тела равной массы, но разного объема, добейтесь его равновесия, а затем погрузите тела в воду. Сделайте соответствующие выводы.

    ГРУППА 2

    Проверка зависимости выталкивающей силы от веса (от массы) тела.

    Подвесьте к рычагу два тела одного объема, но разной массы, добейтесь его равновесия, погрузите тела в воду. Сделайте соответствующие выводы.

    ГРУППА 3

    Проверка зависимости выталкивающей силы

    от глубины погружения тела в жидкость.

    Подвесьте к рычагу два  одинаковых тела, добейтесь равновесия, погрузите в воду на разную глубину.

    ГРУППА 4

    Проверка зависимости выталкивающей силы от формы тела.

    Подвесьте к рычагу два тела разной формы, но одного объема и массы, добейтесь его равновесия, погрузите тела в воду. Сделайте соответствующие выводы.

    ГРУППА 5

    Проверка зависимости выталкивающей силы от плотности жидкости.

    Подвесьте к рычагу два  одинаковых тела, добейтесь равновесия и погрузите одно тело в чистую воду, а второе- в насыщенный раствор соли.


    Предварительный просмотр:

    Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

    Подписи к слайдам:

    Слайд 1

    Действие жидкости на погруженное тело. «Без сомнения, все наше знание начинается с опыта.» И. Кант

    Слайд 2

    Процесс научного познания состоит из звеньев: Исходные факты Гипотеза Следствия Эксперимент Исходные факты

    Слайд 3

    Сравнение веса тела в воздухе и в воде Наш великий соотечественник М. В. Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением»

    Слайд 4

    Выводы из экспериментов учащихся Выталкивающая сила зависит: от плотности жидкости; от объема тела

    Слайд 5

    Вывод формулы выталкивающей силы p = F __ S => p = F S , p = g ρ ж h F F F = - В 1 2 F 1 = p S 1 1 g ρ ж h = S F 2 = p S 2 2 g ρ ж h = S ,

    Слайд 6

    Вывод формулы выталкивающей силы F В = h 1 g ρ ж S __ 2 g ρ ж h S = = g ρ ж S ( 1 h __ 2 h ) F В = g ρ ж V т Архимед


    Предварительный просмотр:

    Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

    Подписи к слайдам:

    Слайд 1

    Действие жидкости на погруженное тело. «Без сомнения, все наше знание начинается с опыта.» И. Кант

    Слайд 2

    Процесс научного познания состоит из звеньев: Исходные факты Гипотеза Следствия Эксперимент Исходные факты

    Слайд 3

    Сравнение веса тела в воздухе и в воде Наш великий соотечественник М. В. Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением»

    Слайд 4

    Выводы из экспериментов учащихся Выталкивающая сила зависит: от плотности жидкости; от объема тела

    Слайд 5

    Вывод формулы выталкивающей силы p = F __ S => p = F S , p = g ρ ж h F F F = - В 1 2 F 1 = p S 1 1 g ρ ж h = S F 2 = p S 2 2 g ρ ж h = S ,

    Слайд 6

    Вывод формулы выталкивающей силы F В = h 1 g ρ ж S __ 2 g ρ ж h S = = g ρ ж S ( 1 h __ 2 h ) F В = g ρ ж V т Архимед


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Презентация. "Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах". 7 кл.

    Презентация содержит теоретические, качественные и экспериментальные задания....

    Действие жидкости на погруженное в нее тело. Сила Архимеда.

    Урок изучения нового материала с использованием технологии проблемного обучения....

    Презентация к уроку "Действие жидкостей на погруженное в них тело", 5 класс

    На уроках физики в 5 классе большое внимание уделяется эксперименту. На данном уроке дети работают в группах, проверяя различные гипотезы о том, от чего зависит выталкивающая сила....

    конспект урока физики по теме "Действие жидкости на погруженное в нее тело"

    Полный конспект урока физики 7 класс по теме "Действие жидкости на погруженное в нее тело" в соответствии с ФГОС...

    Формирование универсальных учебных действий на уроке физике по теме "Действие жидкости на погруженное в нее тело"

    Урок разработан в рамках городского семинара в 2015 года по теме: «Личностно-смысловое включение учащихся в учебную деятельность на уроках естественно – математического цикла» ...

    Методическая разработка урока физики "Действие жидкости на погруженное в нее тело"

    Разработка представлена в виде подробной технологической карты урока. Описаны действия учащихся на различных этапах урока. Применяется технология исследовательской деятельности с опорой на фронтальный...