Конспект урока в 7 классе "Действие жидкости и газа на погруженное в них тело"
план-конспект урока по физике (7 класс) по теме

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ШАРАПОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

УРОК ФИЗИКИ В 7 КЛАССЕ

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело

(урок-исследование «Эврика!»)

Подготовила и провела:

Лаврова Анна Николаевна, учитель физики

Дата выполнения: 05.03.2015

«Без сомнения, все наше знание начинается с опыта»

Кант Иммануил

(Немецкий философ,

1724 – 1804 гг.)

Цель: доказать существование выталкивающей силы в жидкости и газе и установить в ходе исследования от каких факторов и физических величин она зависит.

        Задачи:

1) познакомить школьников с новым физическим явлением – действием жидкости на погруженное в неё тело; изучить это физическое явление, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин;

2) формирование интеллектуальных умений анализировать, сравнивать, систематизировать знания, развитие навыков самостоятельной работы;

3) воспитание познавательных потребностей, развитие внимания и любознательность путем демонстрации опытов; привить интерес к физике.

Оборудование: весы, стаканы с водой, физические тела разной формы и массы, стакан с насыщенным раствором соли в воде; рычаг, штатив, портрет Архимеда, плакаты с высказываниями, географический атлас, динамометр.

Ход урока

1. Вступительное слово учителя

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

Слайд 3

Исходные  факты  --- гипотеза --- эксперимент --- следствие ---- исходные факты

Всё 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.

Слайд 4

Исследователем действия жидкости на погружённое тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший в 287 году до нашей эры.

Нам предстоит сегодня «переоткрыть» его закон. Итак, в путь!

«Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью» – советовал нам Аристотель (плакат).

Прислушаемся к его совету.

2. Работа с учащимися по теме

1. Демонстрация.

Слайд 5

Демонстрирую опыт по растяжению пружины под действием груза, находящегося сначала в воздухе, а затем в воде.

Динамометр.

1) Как называется этот прибор?

2) Что такое динамометр?

3) Как определить цену деления прибора? (правило)

4) Кто определит цену деления динамометра?

5) Какую силу показывает динамометр?

6) Какую силу показывает динамометр, после того, когда тело опустили в воду?

7) Сравните показания динамометра!

В беседе с учащимися выясняется существование выталкивающей силы! (На тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости).

Начинается серьёзное научное исследование, но сначала мы должны поставить перед собой цель (лучше, если ребята самостоятельно её поставят) – в ходе исследования узнать, от каких факторов (физических величин) зависит выталкивающая сила (цель записывается в тетрадь).

2. Выдвижение гипотез.

Слайд 6

Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит:

• от объёма погружённого тела;
• его веса (или массы);
• глубины погружения тела;
• формы тела;
• плотности жидкости.

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

Все гипотезы записываются в тетрадь.

3. Экспериментальная работа

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

• повторим правила по технике безопасности, будьте внимательны,
• размещайте приборы таким образом, чтобы предотвратить их падение.

1) Проверка зависимости Fвыт от объёма тела

Учащиеся подвешивают к рычагу два тела равной массы, но разного объёма (цилиндр из алюминия и картофелина), добиваются его равновесия, а затем погружают тела в воду.

(Кто хочет быть первым физиком – экспериментатором?)

Наблюдают нарушение равновесия, делают вывод о зависимости выталкивающей силы от объёма тела, причём эта зависимость – прямая пропорциональность. Делают соответствующие записи в тетради.

2) Проверка зависимости Fвыт от веса (или массы) тела

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

3) 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 о независимости  выталкивающей силы от глубины погружения в жидкость. Делают соответствующие записи в тетради.

4) Проверка зависимости Fвыт от формы тела

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

5) Проверка зависимости Fвыт от плотности жидкости

Учащиеся подвешивают к рычагу два одинаковых тела, добиваются равновесия и погружают тела в жидкости с разной плотностью. Наблюдают: нарушение равновесия. Делают вывод о зависимости силы выталкивания от плотности жидкости. Характер зависимости – прямая пропорциональность.

Физкультминутка.

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

4. Вывод формулы выталкивающей силы

Слайд 7

Учитель теоретически выводит на доске формулу выталкивающей силы  и обращает внимание учащихся на физические величины, входящие в неё. Уважаемые коллеги (ребята) отмечают полное соответствие теоретических выкладок с результатами только что проведённых экспериментов.

См. таблицу!

Fвыт = F2 – F1, рассчитаем эту силу!

p = F / S => F = p * S;

F1 = p1*S1

F2 = p2*S2

S = S1 = S2 (площадь основания параллелепипеда)

Fвыт = p2*S2 – p1*S1 = ρж*g*h2*S – ρж*g*h1*S = ρж*g*S*(h2 – h1) = ρж*g*S*h =

= ρж*g*V = mж*g = Pж   

Выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погружённого в неё тела (закон Архимеда, записать)

Итак, мы с вами доказали, что на тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости; узнали от каких величин зависит выталкивающая сила, рассчитали её.

Но мы знаем, что к газам применим также закон Паскаля.(А что он гласит?)

Значит на тела, находящиеся в газе, действует сила, выталкивающая их из газа. (Пример – под действием этой силы воздушные шары поднимаются вверх). Существование силы, выталкивающей тело из газа, можно наблюдать на опыте – открыли учебники на странице 116 – рисунок 138 – 1 ученик читает вслух, затем комментируем.

Вывод: Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

(поэтому, если какое-нибудь тело взвесить в жидкости или газе, то его вес окажется меньше веса в вакууме (пустоте); именно этим объясняется, что в воде мы иногда легко поднимаем тела, которые с трудом удерживаем в воздухе).

5. Закрепление

Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовали все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.

А сейчас, Музыкальная пауза!

 (Все вы знаете детскую песенку «Бескозырка белая», сейчас мы вместе её споём – мои коллеги докажут, что они не только физики, но и лирики). 

Слайд 8 «Не только физики, но и лирики»

Внимание, вопрос:

Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковородке?

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

1) Генерал нырнул в жидкость солдатиком и подвергся действию выталкивающих сил. Можно ли утверждать, что жидкость вытолкала генерала в шею?

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

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

6. Это интересно

Слайд 9 (видеофрагмент)

А сейчас мы вспомним интересные факты, касающиеся изучаемой темы. (Сообщения учеников).

1) Существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мёртвое море Палестины. Воды его настолько солёны, что в них не может жить ни одно живое существо. Утонуть в такой тяжёлой жидкости нельзя: человеческое тело легче её. (Сообщение Рудыхиной Кати)

2) Закон Архимеда помогает поднимать затонувшие суда. Один из самых больших ледоколов «Садко», по халатности капитана затонувший в Белом море в 1916 году, пролежал на морском дне 17 лет, его затем подняли понтонами, и он снова вступил в строй. А можно ли плавать под водой? – сообщение Минеева Вани.

Слайд 10

3) Оказывается, тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг из-за действия закона Архимеда в газах. Архимедова сила, действующая на тонну дерева, больше аналогичной силы, действующей на тонну железа, в силу разности их объёмов. Следовательно, истинный вес дерева равен 1 тонне плюс архимедова сила дерева; истинный вес железа равен 1 тонне плюс архимедова сила железа. – сообщение Безуховой Тани.

Заключительное слово учителя

Слайд 11

Жидкости на тело давят,

Вверх его все поднимают,

При этом силу создают,

Что Архимедовой зовут!

Её считать умеем мы

Надо знать лишь вес воды,

Что то тело вытесняет  -

Всё закон нам объясняет.

Открыл его великий грек,

Ему имя – Архимед!

Слайд 12

Рассказывают, что Архимед лежал в ванне и размышлял о том, как узнать, есть ли примесь серебра в золотой короне. Выталкивающую силу человек отчётливо ощущает, принимая ванну. Закон неожиданно открылся Архимеду, представился в своей замечательной простоте. С возгласом «Эврика!» (что значит «нашёл») Архимед выскочил из ванны и побежал в комнаты за драгоценной короной, чтобы немедленно определить потерю её веса в воде.

Слайд 13

Рефлексия. Подведение итогов урока. Д/з.

Большое спасибо, уважаемые коллеги, за совместную работу. Какой этап научного познания вам показался наиболее трудным? Наиболее важным? Наиболее интересным?

Слайд 14

Основу метода научного познания заложил великий итальянский учёный Галилео Галилей. Именно этим путём идут учёные, совершая свои открытия. И  мы на этом уроке изучали новый материал соответственно циклу естественно-научного познания. Достигли ли мы цели урока?

Я очень надеюсь, что это не последнее наше научное исследование, и мы ещё не раз прокричим подобно Архимеду: «Эврика!»

Оценки (молодцы!)

Слайд 15

Д/з. п.48, легенда об Архимеде, стр. 183-184, задачи по карточкам.