Ситуационная задача.
учебно-методический материал по физике (7 класс)

Название задачи

«Как научить топор плавать»

Личностно – значимый познавательный вопрос

Мы с вами неоднократно были свидетелями того, как разные тела в одной и той же жидкости вели себя по-разному: одни тонули, другие всплывали. От чего зависит поведение тела в жидкости? Будет оно плавать, вплывать или тонуть в данной жидкости?

Информация по данному вопросу, представленная в разнообразном виде

Текст 1.

Согласно закону Архимеда условие плавания тел следующее: если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, то есть плавать в ее толще. Если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, то есть всплывать. В случае же, когда сила тяжести, действующая на тело больше выталкивающей его архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, то есть тонуть. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и её вытесненного объёма.  Если средняя плотность тела будет выше плотности жидкости, то тело утонет.

Текст 2

Плотность сухого дерева за счет полостей, наполненных воздухом, меньше плотности воды и дерево может плавать на поверхности. А вот железо и многие другие вещества значительно плотнее воды. Как же возможно строить корабли из металла и перевозить различные грузы по воде в таком случае? А для этого человек придумал небольшую хитрость. Корпус корабля, который погружается в воду, делают объемным, а внутри этот корабль имеет большие полости, заполненные воздухом, которые сильно уменьшают общую плотность корабля. Объем вытесняемой кораблем воды, таким образом, сильно увеличивают, увеличивая выталкивающую  силу, а средняя плотность корабля становится  меньше плотности воды, и корабль может плавать на поверхности.

Текст 3.

Плотность тела у организмов, населяющих водную среду, близка к плотности воды. Благодаря этому они могут находиться в толще воды и плавать. В передвижении рыб по вертикали большую роль играет плавательный пузырь. Рыба может менять объем этого пузыря и количество воздуха в нем, благодаря чему ее средняя плотность может меняться, и рыба может плавать на различной глубине. 

Текст 4.

Плотность человеческого тела соизмерима с  плотностью воды. У человека в легких содержится некоторое количество воздуха, и он может спокойно держаться на поверхности воды. Если же ради эксперимента, находясь в воде, вы выдохните весь воздух из легких, вы медленно начнете опускаться на дно. Поэтому всегда помните, что плавать не страшно, опасно наглотаться воды и впустить ее в легкие, что и является наиболее частой причиной трагедий на воде.

Таблица

плотностей

веществ.

Задания на работу с данной информацией

Ознакомление

1.Составьте список понятий, касающихся описания поведения тела в жидкости.

2.Запишите условия, проверка которых позволит определить характер поведения тела в жидкости.

Понимание

Объясните, почему гвоздь в воде тонет, а тяжелое металлическое судно – нет?

Применение

1.Известно выражение – «плавает, как топор», применяемое к телам, которые тонут в жидкости. Предложите способ, позволяющий убедиться в том, что топор может не только тонуть, но и плавать. 

 2.Рассчитайте на основании таблицы плотностей, какой должны быть массы двух тел, объемом 0,5 л каждое, чтобы первое тело плавало в керосине, а другое в нём тонуло.

Анализ

Проведите дома эксперимент, налив в один сосуд молоко и подсолнечное масло. Пронаблюдайте за процессом распределения жидкостей, зарисуйте расположение слоев в сосуде, проанализировав плотности жидкостей, сделайте вывод.

Синтез

Сформулируйте и обоснуйте основные правила, которые с точки зрения физики обеспечат человеку безопасное плавание.

Оценка

Составьте фантастический рассказ о возможном использовании плавания для спасения и дальнейшего существования человечества в ситуации всемирного потопа.