Сила Архимеда
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Урок по теме: Архимедова сила

Цели урока:

Обучающая: Сформировать знания учащихся о силе Архимеда, умение выводить формулу, выражающую зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости (газа) и объема тела.

Развивающая: Продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами; показать роль физического эксперимента в физике.

Воспитывающая: Продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»; познакомить учащихся с практическими применениями закона в технике и для повышения интереса к изучаемому материалу осветить роль Архимеда в физике.

Дидактический тип урока: изучение нового материала

Форма урока: урок- беседа с элементами поиска.

Оборудование:    динамометр, наборы оборудования для групп, карточки с заданиями.

Программное обеспечение: Power Point,  
Учебник: А.В. Перышкин . Физика 7

План урока:

1. Организационный момент
2. Мотивация
3. Изучение нового материала
4. Исследовательская работа
5. Закрепление нового материала
6. Вывод
7. Подведение итогов урока.

Ход урока

Организационный момент

 На доске портрет Архимеда.

Учитель. Я рада вас видеть, добрый день, ребята! Начинаем урок, сегодня мы с вами отправимся в Древнюю Грецию в 3 век до нашей эры.

Мотивация.

Учитель.  Посмотрите на портрет. Почему именно в этот век мы с вами перенеслись? Выслушиваю ответы учащихся.

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. И сегодня мы с вами должны решить эту задачу, последовательно воспроизвести рассуждения Архимеда.  Итак, в путь!

Объяснение нового материала.

Учитель. (Демонстрация. Погружает мяч в воду и быстро убирает руку. Мяч «выпрыгивает» из воды) Почему мяч всплыл?

Ученик. На мяч подействовала сила со стороны воды.

Учитель. Верно. Будем называть ее выталкивающей силой. Опустим в тот же аквариум металлический цилиндр. (Опыт демонстрируется) Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае?

Ученик. Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует.

Учитель. Хорошо. Давайте проведем еще один опыт. Проводится опыт по рис. 137. Ребята анализируют данный опыт.

Учитель. А теперь сделайте вывод.

Ученик. На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости.

Учитель. Верно. Эта сила называется, архимедовой. Это тема нашего урока. Запишите тему в тетради. Впервые выталкивающую силу рассчитал Архимед, поэтому ее так и называют.

Именно с помощью данной силы Архимед решил задачу царя, а мы с вами попытаемся воспроизвести данное решение. 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!»

А как вы считаете, как направлена архимедова сила?

Ученик. Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх.

Учитель. Чему равна архимедова сила? Я предлагаю вам эксперимент. Проводится эксперимент по рис.139 учебника

и ребята объясняют  увиденное. На экране появляется слайд, а ребята делают записи в тетради.

Учитель. Давайте сделаем вывод.

Ученик. Сила, выталкивающая целиком, погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.

Учитель. Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме тела.

Учитель. Закон Архимеда формулируется таким образом: тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом.

Учитель. От чего зависит сила Архимеда? А сейчас вы побудете в роли исследователей  и выясните, от чего зависит архимедова сила. У каждой группы своя задача. Приступаем к работе. Группам выдается оборудование.

Исследовательская работа.

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, 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  соленой водой и растительным  маслом, алюминиевый цилиндр.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в  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: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Поочередно опуская каждое тело в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.
2. 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.

После получения результатов каждая группа отчитывается о проделанной работе и сообщает свои выводы.  (предварительно раздать листы формата А3)

Закрепление полученных знаний.

Учитель. А теперь давайте решим задачу, которую поставил перед Архимедом царь Гиерон. (К доске приглашаются руководители групп - объяснение решения сопровождается записями на доске)

Ученик 1. Сначала Архимед вычислил выталкивающую силу.

Fа = Рв – Рж

Ученик 2. Затем Архимед определил объем короны.

Ученик 3. Зная объем короны, он смог определить плотность короны, а по плотности ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешевых металлов в золотой короне?

Учитель. Верно. Мы с вами решили задачу Архимеда. Легенда говорит, что плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием. Историки рассказывают, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел.  

Закрепление новой темы.

Учитель. А сейчас я предлагаю вам выполнить тест.. Тест состоит из 2 вариантов, в каждом варианте 5 вопросов по новой теме.  

Слабые учащиеся работают вместе с учителем по конспектам в тетрадях и еще раз закрепляют материал.

Выводы по уроку.

Учитель. Сегодня мы познакомились с новой темой «Архимедова сила», а главное мы решили задачу Архимеда, совершив путешествие в 3 век до нашей эры, выяснив при этом, от чего зависит выталкивающая сила.

Подведение итогов работы.

 Составить синквейн к уроку.

На дом предлагается вывести формулу Архимеда на основе закона Паскаля.(что предлагает учебник)