урок по теме " Воздухоплавание" (7 класс)
план-конспект урока по физике (7 класс)

Тема урока: «Воздухоплавание» (7 класс)

 Цель урока: рассмотреть условия воздухоплавания,
ознакомить учащихся с историей развития воздухоплавания, понятиями аэростат, стратостат, подъемная сила; научиться применять закон Архимеда.

Задачи:

- обучающие: учить различать типы аэростатов, рассчитывать подъемную силу;

- развивающие: развивать умение применять закон Архимеда, интерес к предмету

- трудолюбие, стремление к достижению результата.

Тип урока: комбинированный - изучение нового материала и закрепление знаний

Формы работы: беседа, комментированное решение задач, решение кроссворда

УМК: учебник « Физика» 7 класс под редакцией А.В.Перышкина

Оборудование:

-воздушные шарики, наполненные гелием и воздухом,

- презентация по теме «Воздухоплавание»,

- кроссворд по теме.

Ход урока.

1.Оргмомент: настраивание на урок.

2.Проверка домашнего задания

Фронтальный опрос:

1. Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости и газы?
2. Чему равна эта сила? Запишите формулу.
3. От каких величин зависит архимедова сила?
4. При каком условии тело, находящееся в жидкости, тонет; плавает? всплывает??
5.  Решение задач ( приложение 1)

Задание 1.

Ответ : 3

           (Равновесие шаров нарушится, так как на шары будет действовать различная архимедова сила. Перевесит шар, опущенный в бензин, так как  )

Задание 2

          Алюминевый легче поднять в воде, так как ,VстVал,

Fa стFa ал

Задание 3 

На тела, погружённые в жидкость действует сила Архимеда, пропорциональная объему погруженной в жидкость части тела:    

         Изначально весы находятся в равновесии, значит, шарики имеют одинаковые массы. Они однородны и поскольку плотность меди больше плотности железа, следовательно, объём медного шара будет меньше, и на него будет действовать меньшая сила Архимеда. Значит, вес железного шара уменьшится на большую величину, чем вес медного шара. Таким образом, равновесие весов нарушится в сторону медного шара.

          Ответ : 4

Задание 4 

Сила Архимеда определяется как , где  - плотность жидкости; V – объем тела, погруженного в жидкость. Плотность воды 1000 кг/м3, а плотность спирта 800 кг/м3. Так как тело плавает и в воде и в спирте, то выталкивающая сила F будет полностью компенсировать силу тяжести кубика, то есть она будет одинаковой в обоих случаях. Но так как плотность спирта меньше плотности воды, то кубик в спирте будет погружен на больший объем V, чем в воде.

Ответ : 2

 3.Изучение нового материала. 

Чтение отрывка из романа Жюля Верна  «Пять недель на воздушном шаре»

« Воздух  был чист, ветер умерен, и «Виктория» поднялась почти вертикально на высоту тысячи пятисот футов, что было отмечено падением барометра… На этой высоте быстрое воздушное течение понесло шар к юго-западу. Какая чудная картина развернулась перед глазами наших воздухоплавателей! Остров Занзибар был весь как на ладони. Расстилались зеленые поля всевозможных оттенков, кудрявились рощи и леса… Жители острова казались какими-то насекомыми.»

Итак, какова же тема урока. Ответы учащихся.

Итак, тема сегодняшнего урока «Воздухоплавание». 

 Опыт 1. (из 2-х шариков, надутый воздухом падает вниз, а гелием взлетает). Вопрос учащимся: -Почему шарик взлетел? (Ответы-предположения учащихся)

 С давних времен люди мечтали о возможности летать над облаками, плавать в воздушном океане, как они плавали по морю.

Для воздухоплавания вначале использовали воздушные шары, которые раньше наполняли нагретым воздухом, сейчас – водородом или гелием.

Для того чтобы шар поднимался вверх,  должно выполняться условие               Fа > Fтяж .    По мере поднятия шара вверх архимедова сила, действующая на него, уменьшается(Fа =ρвозд.gV), так как плотность верхних слоев атмосферы меньше, чем у поверхности Земли. Чтобы подняться выше, с шара сбрасывают специально взятый для этой цели груз( балласт) и этим облегчают шар.

Видеофильм «Воздухоплавание»

Работа учащихся с учебником, с.158 (Ребята находят определения аэростата, стратостата, дирижабля и записывают в тетрадь)

Сообщение  о дирижабле (рассказывает один из учащихся)

 Задача. Предположим,  в воздух запущен  шар объемом 40 м3 , наполненный гелием. Определить подъемную силу шара.

Дано:                                 Решение.

V=40 м3                                      mг=V· ρг =40·0,180=7,2 кг

ρг=0,180 кг/ м3                Рг= g· mг=9,8·7,2=71 Н

g=9,8 Н/кг                      FА=g· ρв·V=9,8·1,3·40=520 Н

ρв=1,3 кг/  м3                  Fп= FА- Рг=520-71=449 Н

Найти: Fп-?               Ответ: подъемная сила шара 449 Н.

4.Закрепление материала.

Решение кроссворда в парах (приложение 1). Проверка ответов.

5.Подводятся итоги урока, выставляются оценки за работу на уроке.

6. Задание на дом: §54, задача № 520 -Перышкин

Дополнительно, при наличии резерва времени.

В заключении я вам прочитаю отрывок из литературного произведения:

Л.Н.Толстой. Рассказ аэронавта.

Герой рассказа поднялся в воздух на воздушном шаре.

“Я посмотрел на барометр. Теперь я уже был на пять верст над землею и чувствовал, что мне воздуха мало, и я стал часто дышать. Я потянул за веревку, чтобы выпустить газ и спускаться, но ослабел ли я, или сломалось что – нибудь, – клапан не открывался…”Если я не остановлю шар,– подумал я,–то он лопнет, и я пропал”. …Я изо всех сил ухватился за веревку и потянул. Слава Богу, – клапан открылся, засвистало что–то”.

Вопросы:

1) Что измеряют барометром? (Атмосферное давление)
2) Почему герою стало трудно, мало воздуха?(Плотность воздуха с высотой уменьшается, т.к. чем выше от поверхности Земли слой воздуха, тем слабее он сжат).
3) Почему воздушный шар , поднявшись высоко, может лопнуть?

(На каждые 12 метров подъема давление уменьшается в среднем на 1 мм.рт.ст.или 133 гПа, внутри шара давление остается прежним, получается, что давление газа изнутри может сильно превысить атмосферное давление, и шар лопнет).

Каждый из нас смотрел различные приключенческие фильмы и видел, что воздушный шар в определенный момент может терять высоту, и герои для того, чтобы шар поднялся выше, сбрасывают специально для этой цели балласт(высыпают песок из мешков).

Почему шар может терять высоту?(По мере поднятия шара из–за уменьшения плотности воздуха, уменьшается и Архимедова сила, для уменьшения силы тяжести сбрасывают груз).

-Совершенно верно, в конце концов, шар достигает своей предельной высоты, и при помощи специального клапана выпускают воздух, как наш герой из предыдущего рассказа.

Приложение 1

 Задание 1

Два одинаковых стальных шара уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). Нарушится ли равновесие весов, если один шар опустить в машинное масло, а другой — в бензин?

1) Нет, так как шары имеют одинаковую массу.

2) Нет, так как шары имеют одинаковый объём.

3) Да — перевесит шар, опущенный в бензин.

4) Да — перевесит шар, опущенный в масло.

Задание 2

Алюминиевый и стальной шары имеют одинаковую массу.  Какой из них легче поднять в воде? Ответ поясните.

Задание 3

На концах коромысла равноплечих весов подвешены два однородных шарика. Один шарик сделан из железа, а другой — из меди. Весы находятся в равновесии. Что произойдёт с равновесием весов, если оба шарика полностью погрузить в воду?

• 1) весы останутся в равновесии, так как массы шариков одинаковы
• 2) весы останутся в равновесии, так как шарики имеют одинаковые объёмы
• 3) равновесие весов нарушится — опустится шарик, сделанный из железа

       4) равновесие весов нарушится — опустится шарик, сделанный из меди

Задание 4

Кубик из древесины сначала плавает в сосуде с водой, а затем — в сосуде со спиртом. При этом в сосуде со спиртом сила Архимеда, действующая на кубик,

1) не изменилась, а объём погружённой в жидкость части кубика уменьшился

2) не изменилась, а объём погружённой в жидкость части кубика увеличился

3) увеличилась, а объём погружённой в жидкость части кубика уменьшился

4) уменьшилась, а объём погружённой в жидкость части кубика увеличился

Приложение 2

Кроссворд

По горизонтали:

1.Горючий газ, которым наполняют воздушные шары

2.Древнегреческий ученый, открывший закон гидростатики

3.Груз, который сбрасывают, чтобы подняться выше

4. Французский писатель, рассказавший о полете на воздушном шаре

5.Негорючий газ, используемый для наполнения воздушного шара

По вертикали:

1.Благодаря чему, шар перемещается в горизонтальном направлении

2.Неуправляемый аэростат

3.Управляемый аэростат

4.Летательный аппарат легче воздуха