Урок в 7 классе по теме "Условия плавания тел"
план-конспект урока по физике (7 класс)

Урок физики в 7 классе

на тему
«Плавание тел»

Цели урока: Цель урока: систематизировать и закрепить знания, полученные на прошлом уроке; подготовить учащихся к восприятию нового материала,  организовать деятельность учащихся по выяснению условий плавания тел в зависимости от плотности жидкости и тела,  развивать умения делать выводы по результатам экспериментальных заданий, развивать творческую активность, творческие способности учащихся. Показать использование условий плавания тел в технике и народном хозяйстве. Содействовать развитию памяти, познавательных интересов; содействовать воспитанию положительного отношения к знаниям и процессу учения, воспитывать уважительное отношение друг к другу.

1.  Добиться усвоения учащимися условий плавания тел на основе изученного понятия об архимедовой силе.
2. Развивать наблюдательность, логическое мышление, творческую активность.
3. Воспитывать чувство коллективизма.

Методы обучения: Беседа. Фронтальные опыты. Логические выводы и интуитивные догадки школьников. Записи на доске, в тетрадях и  дневниках.

Оборудование:   проектор, презентация.

 Лабораторное: 

1. Три одинаковых по объему тела, но из разного материала.
2. Наборы        оборудования:                                                              - сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, фарфоровый ролик, кусочки свинца, алюминия, органического стекла, пенопласта, пробки, парафина ( тела находятся в коробке с перегородками, в каждой ячейке указано название вещества).

- два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики.

- мензурка, динамометр, две пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

- сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.

- сосуд с водой и кусок пластилина.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Здравствуйте, ребята, садитесь.  Я надеюсь, вы будете сегодня проявлять познавательную и творческую активность. Согласно восточной мудрости, если человек готов учиться, то учитель всегда найдется.  Хочу пожелать вам успехов сегодня на  уроке.

 (на слайде высказывания И. Канта и А.С. Пушкина)

- Девизом нашего урока будут  служить слова известных людей

И. Канта и А.С. Пушкина:

«Без сомнения, все наше знание начинается с опыта»

«О, сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог изобретатель».

     2.Актуализация и повторение знаний  (фронтальный опрос).

На прошлых  уроках мы с вами познакомились с действием жидкости на тела, погруженные в неё. Давайте вспомним некоторые моменты, чтобы продолжить изучение темы далее. Предлагаю вам задание, в котором нужно вставить пропущенные слова или части предложения.

Сила, возникающая при ………….тела в ……и  выталкивающая его на поверхность называется …….. силой.

Уч: Архимедова сила.

Архимедова (выталкивающая) сила направлена ……

Уч: Она направлена вертикально вверх.

Если тело погружено полностью в жидкость, то архимедова сила равна произведению ……

Уч: FА=ржgVТ,

Если тело не полностью погружено в жидкость, то архимедова сила равна произведению …..

Уч: Тогда для подсчета архимедовой силы надо использовать формулу FA = ж g V, где V – объем той части тела, которая погружена в жидкость.

Выталкивающая сила зависит от…., не зависит от ….. (уч-ся высказывают предположения).

Учит: Какими способами можно на опыте определить архимедову силу? Видео 1

 - О каком способе идет речь?

Уч: Можно найти разность показаний динамометра при взвешивании тела в воздухе и в жидкости, эта разность тоже равна архимедовой силе.

Видео 2

- О каком способе идет речь?

Уч: можно взвесить жидкость, вытесненную телом, её вес и будет равен архимедовой силе.

 3. Создание  проблемной ситуации  

Учитель: Ребята, перед вами большой стеклянный сосуд. В него я опускаю три шарика одинакового размера, но из разного вещества. Какие вопросы у вас возникают, глядя на этот сосуд.

Вот на эти вопросы мы сегодня и будем искать ответы. Попробуйте сами сформулировать тему сегодняшнего урока.

 «Почему тело плавает», «Когда тело тонет», «Плавание тел», «Условие плавания тел»  и т.п.

4. Постановка учебной задачи

Учитель: Да, ребята, вы правильно понимаете, о чём мы с вами будем сегодня говорить.  Мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует архимедова сила. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Почему? Сегодня мы выясним это.

- Запишите в тетради тему урока – «Плавание тел”.

5. Решение учебной задачи

- Попробуем все сведения об условиях плавания тел получить из опыта. Каждая группа получит своё задание. После выполнения заданий мы обсудим полученные результаты и выясним условия плавания тел. На выполнение задания вам даётся 3 минуты. Все результаты записывайте в тетрадь. Если возникнут вопросы, поднимите руку.

(Ребята получают карточки с заданиями и оборудование для их выполнения - 5 вариантов)

Первый вариант: сравнить архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести каждой пробирки; сделать вывод на основании результатов опытов.

При выполнении этого задания используются мензурка, динамометр, две пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Второй вариант: понаблюдать, какие из предложенных тел тонут и какие плавают в воде; найти в таблице учебника плотности, соответствующих веществ и сравнить с плотностью воды. Результаты оформить в виде таблицы.

Для выполнения этого задания нужен сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, фарфоровый ролик, кусочки свинца, алюминия, органического стекла, пенопласта, пробки, парафина. Тела находятся в коробке с перегородками, в каждой ячейке указано название вещества.

Третий вариант: сравнить глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров; выяснить, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности. Результат опыта представить на рисунке.

Для проведения опыта нужны два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики.

Четвертый вариант: заставить картофелину плавать в воде. Объяснить результаты опыта. Для выполнения задания используется сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.

Пятый вариант: добиться, чтобы кусок пластилина плавал в воде. Пояснить результаты опыта.

Для выполнения задания потребуются сосуд с водой и кусок пластилина.

(Пока учащиеся выполняют задания, наблюдаю за их работой, оказываю необходимую помощь. Поскольку ответы ребят будут использоваться при изложении нового материала, намечаю, в какой последовательности они будут отчитываться.)

Учит: Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на край стола. Переходим к обсуждению результатов.

- (1  группа). Первая группа сравнивала силу тяжести и архимедову силу. Какие результаты были получены? Продемонстрируйте нам.

Уч: Мы погружали в воду две пробирки с песком – одна легче, другая тяжелее, - и обе они плавали в воде. Мы определили, что архимедова сила в том и другом случае примерно равна силе тяжести.

Учит: Молодцы. Значит, если тело плавает, то FA = Fтяж. Запишем вывод в тетрадях и на доске. (ученик записывает на доске). 

Учит: А если тело тонет в жидкости?

Уч: Тогда сила тяжести больше архимедовой силы.

Учит: А если тело всплывает?

Уч: Значит, архимедова сила больше силы тяжести.

- (2 группа). А теперь выясним, какие тела плавают в жидкости, а какие – тонут. Это нам поможет узнать вторая группа. Продемонстрируйте нам.

(Отвечают в основном ребята, выполнявшие задания первого варианта. Один из них называет те тела, который тонут в воде, другой – тела, которые плавают, третий сравнивает плотности тел каждой группы с плотностью воды. После этого все вместе делают вывод.)

- Уч-к: Если плотность вещества, из которого изготовлено тело больше плотности жидкости, то тело тонет. А если плотность вещества меньше плотности жидкости, то тело плавает.

(Выводы записываются на доске и в тетрадях.)

- Если плотности жидкости и вещества будут равны?

 - Уч: То тело будет плавать.

- (3 группа). Посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости. Некоторые ребята рассматривали, как ведут себя тела, изготовленные из дерева и пенопласта в одной и той же жидкости. Что они заметили? Продемонстрируйте нам.

- Уч: Глубина погружений тел разная. Пенопласт плавает почти на поверхности, а дерево немного погрузилось в воду.

- Учит: Что можно сказать о глубине погружения деревянного бруска, плавающего на поверхности воды, масла?

- Уч: В масле брусок погружался глубже, чем в воде.

- Учит: Таким образом, глубина погружения тела в жидкость зависит от плотности жидкости и самого тела. Запишем этот вывод.

- (4 группа). Теперь выясним, можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например вареное яйцо или пластилин. Посмотрим опыт. Бросим эти тела в воду (проводится демонстрация). Что вы наблюдаете?

Уч: Они тонут в воде.

Учит: А у ребят 4-й группы  яйцо  в воде плавает. В чем же дело?

Уч: Чтобы заставить картофелину плавать, я насыпал в воду больше соли.

Учит: Что же произошло?

Уч: У соленой воды увеличилась плотность и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла и архимедова сила стала больше.

- (5 группа).  Правильно. А у ребят, выполнявших задание с пластилином, соли не было. Каким образом вам удалось добиться, чтобы пластилин плавал в воде?

Уч: Я сделал из пластилина лодочку. Она имеет большой объем и поэтому плавает.

Учит: Наверно не просто большой, а больший, чем у куска пластилина.

Уч: А мы сделали из пластилина коробочку, она тоже плавает.

Учит: А она почему плавает?

Уч: У нее тоже больше объем, чем у куска пластилина.

6. Физминутка.

Устали? Давайте немножко отдохнем. (Все встали, руки на пояс):
Посмотрели вправо (повернуться  направо), Влево (повернуться  налево),
Руки сжали у груди (сжать ладони очень сильно у груди),
А теперь их отведи (вытянуть руки вперёд и потянуться),

Дотянись до потолка, (поднять руки вверх и потянуться),
Сбрось усталость всю с себя! (сделать выдох, и сесть за стол).

7. Обобщение (слайд с таблицей). 

- Итак, мы ответили на все вопросы, которые возникли у вас в начале урока. Мы выяснили  условие плавания тел: то FA = Fтяж. Узнали, что  его можно записать еще  через плотность тела и плотность  жидкости, т. к.  обе силы зависят от них. Значит, условия тел можно сформулировать двумя способами: сравнивая архимедову силу и силу тяжести или сравнивая плотности жидкости и находящегося в ней вещества (смотрим слайд с таблицей)

- Теперь, зная условия плавания тел, вы сможете объяснить смысл некоторых пословиц и поговорок народов мира. (Слайд) 

8. Применение (слайды).

- Ребята, что является самым главным примером использования  условий плавания тел?  (плавание судов)

- При постройке кораблей. Раньше делали деревянные корабли и лодки. Плотность дерева меньше плотности воды, и корабли плавали в воде.

-  Современные металлические корабли тоже плавают, а ведь куски стали тонут в воде. Как вы думаете, почему?  (…..)

С ними поступают так, как мы поступили с пластилином: увеличивают объем, архимедова сила становится больше, и они плавают. Еще делают понтоны и подводные лодки.

-  Итак, в судостроении используется тот факт, что путем изменения объема можно придать плавучесть практически любому телу. А зависимость  условий плавания тел с изменением плотности жидкости используется   при переходе из моря в реку судов, т.к.  меняется глубина погружения.

-  Где в природе мы можем наблюдать применение условий плавания тел?  (плавание рыб) Кто знает,  как плавают рыбы?

 - Плотность живых организмов, населяющих водную среду, мало отличается от плотности воды, то их вес уравновешивается архимедовой силой. Поэтому водные животные не нуждаются в прочных массивных скелетах, а стволы водных растений эластичны. Рыбы имеют плавательный пузырь. Рыба с помощью мышц опускается на дно, давление воды увеличивается, пузырь сжимается, объём тела рыбы уменьшается и она плавает на глубине.

- А где еще можно плавать?

 - Плавать так же можно не только в жидкости, но и в  воздухе, потому что в воздухе тоже действует выталкивающая сила. На этом основано воздухоплавание. Но об этих вопросах мы поговорим с вами более подробно  на следующем уроке.

 (Слайд)

9. Закрепление (если останется время).

1.Задача: сила тяжести, действующая на закрытый металлический контейнер с грузом, равна 10 000 Н, объём контейнера 1,5 м3. Всплывёт он или утонет, если его опустить в воду?

(задачу у доски решает уч-ся

Дано:                     Решение:

pв=1000кг/м3        FА=pж g Vт

Fт=10 000 Н         FА=1000кг/м3*9,8 Н/кг*1,5 м3=15000 Н

V=1,5 м3                       т.к. FА больше Fт, то

FА-?                     тело всплывет  

2.Задача: закрытая пластиковая бутылка объёмом 1,6 л с некоторым количеством воды весит 12 Н.  Всплывёт она или утонет, если её полностью погрузить а) в воду, б) в керосин?

(задачу у доски решает уч-ся

Дано:                     Решение:

V=1,6*10-3 м3      а)pж=1000кг/м3

Р=12 Н                Fт=Р=12 Н;  FА=пж g Vт

FА-?                     FА=1000кг/м3*9,8 Н/кг* 1,6*10-3 м3=16 Н

                  Т.к. FА>Fт , то бутылка всплывёт

                         б)pж=800кг/м3

                   FА=800кг/м3*9,8Н/кг*1,6*10-3м3=12,8 Н

                      (всплывёт))

Учитель: Используя полученную таблицу и таблицу плотностей (стр 26), выполните задания.  (Листы для самоконтроля)

1) медный груз в воде ____________________________(тонет)  

2) кирпич в воде ___________________________________(тонет)

3) кирпич в серной кислоте___________________________ (плавает)

4) кирпич в ртути _________________(всплывает и плавает на поверхности)

5) деревянный кубик в воде ________(всплывает и плавает на поверхности)

6) Тело плавает в пресной воде, полностью погрузившись в нее. Тогда

а) в керосине это тело ____________________________(тонет)

б) в соленой воде это тело __________________(всплывает)

7) В сосуд налили три несмешивающиеся жидкости: воду, спирт и растительное масло.  Покажите, как жидкости расположатся в сосуде.

                                     ______________________________спирт

                                           ___________________________ масло растительное

                                         __________________________________ вода

10. Рефлексия 1. В качестве итога  урока я предлагаю вам оценить свою деятельность на сегодняшнем уроке, закончив предложения.

На уроке я узнал(а) ……………………….

Тело тонет, если …………………………

Мяч всплывает, потому что………………..

Оказывается ……………………………….

11. Домашнее задание.

Учит:  Интересный факт!    Большое Соленое озеро, расположенное в США, в западном штате Юта, 120 км в длину и 80 км в ширину. Это самое большое озеро Запада Америки. Но катание на лодке здесь не радует. На водных лыжах кататься тоже рискованно: падение грозит... переломом костей! То же самое относится к нырянию. Был случай, когда подросток, отмахнувшись от советов, разбежался и нырнул. Вытащили его со сломанной шеей. Ударился он не об дно, а о... воду. И не удивительно: анализ показывает, что в ней содержится до 25 % твердых веществ, главным образом, окаменевшей соли. Плыть в такой воде нелегко.

 - Есть ли на Земле ещё похожие водоёмы? Осуществить поиск  таких интересных фактов,  я предлагаю вам в качестве домашнего задания.

§ 50, 51,  творческое задание  (интересные сообщения, факты).

 Рефлексия 2.

В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке каждый из вас, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались.

При выходе из кабинета на наш сосуд с водой прикрепите смайлик, пожалуйста, на ту глубину, которая соответствовала бы глубине вашего погружения в сегодняшний урок.