Урок физики в 7 классе Плавание судов
методическая разработка по физике (7 класс)

Урок – соревнование на тему «Плавание судов. Воздухоплавание»

Цели урока:

продолжить изучение условий плавания тел, рассмотреть устройство судов,

ознакомить школьников с видами судов и их применением;

совершенствовать умения характеризовать поведение тел в жидкости и газа;

продолжить работу по расширению кругозора учащихся, повышению

интереса к книгам по физике.

Задачи урока:

1. Образовательные:

- Обобщить и систематизировать знания учащихся о действии жидкостей и газов на

погруженные в них тела;

- Понимать смысл понятий: Осадка, Ватерлиния, Водоизмещение, Грузоподъёмность;

- Уметь объяснять плавание судов;

- Сформировать знания обучающихся об   условиях  плавания тел в жидкости  на уровне

понимания и применения, с использованием логики научного познания

2. Развивающие:

- развить  навыки обрабатывать и представлять информацию в разных формах (словесно,

рисунков и структурных схем);

- развить умения сравнивать, анализировать и обобщать факты;

- развить творческие способности учащихся в ходе выполнения творческих заданий;

- развить навыки использования информационных технологий и различных источников

информации

- расширить кругозор учащихся, показать применение теоретических знаний на практике;

3. Воспитательные:

- Воспитание умения слушать и быть услышанным.

- воспитание самостоятельности, трудолюбия, настойчивости в достижении цели.

. Тип урока: Комбинированный

На этом уроке соревнуются две команды: «Мореплаватели» и « Воздухоплаватели». Каждая делится на три группы: теоретиков, историков и экспериментаторов. Команды  получают заранее задания: команда  «Мореплаватели» - по теме «Плавание судов», команды « Воздухоплаватели» - по   теме «Воздухоплавание».  Группы делают следующее:

 теоретики кратко и доходчиво излагает  теорию вопроса (материал из учебника) объясняют решение одной задачи по теме;

историки готовят сообщение о развитие отрасли (судостроение или дирижаблестроения );

экспериментаторы ставят опыты-демонстрации экспериментальные задачи .

Урок начинает словами учителя: «Ребята, нам известно о действии жидкости и газа  на погруженное в них тело. Мы изучали условия плаванье тел. Чему же посвящен будет сегодняшний урок? Ответ на этот вопрос получим, решив физический кроссворд «Единицы измерения» (в выделенном столбце прочтем нужное слово).        

Вопросы к кроссворду (по горизонтали):

1 – единица измерения давления;    паскаль

2 – единица измерения массы;          килограмм

3 – единица измерения массы;        тонна

4 – единица измерения площади;       квадратный метр

5 – единица измерения времени;         час

6-  единица измерения  силы;             ньютон                        

7-  единица измерения  объема;         литр

8-  единица  измерения длины.         метр

    Представители двух команд заполняют сетки кроссворда, которые заранее начерчены  на доске отдельно для каждой команды. По вертикали в выделенном столбике они читают слово «Плавание». Команда, первая заполнившая сетку, получает право первой начинать каждый конкурс.

Пока заполняются клетки кроссворда, между другими представителями команд проводится конкурс.

Первый конкурс  - «Повторение»

Учащимся предлагается ответить на вопросы:

1. Как рассчитать выталкивающую силу, действующую на тело, погруженное в жидкость или газ?
2. По какой формуле вычисляют силу тяжести?
3. При каком условии тело тонет?
4. Когда тело всплывает?
5. Что нужно, чтобы тело плавало внутри жидкости?
6. Есть ли различие в вычислении архимедовой силы, действующей на тело, при полном и частичном его погружении в жидкость? Ответ обоснуйте.

В этом конкурсе побеждает команда, ответившая на большее число вопросов.

Второй конкурс – конкурс теоретиков.

Команда «Мореплаватели» излагает содержание параграфа из учебника «Плаванье судов», объясняя причину плаванья, а также содержание понятий; осадки ватерлиния, водоизмещение грузоподъемность ; решает задачу №3 из упражнение 34.Команда « Воздухоплаватели» говорит, основываясь на параграфе учебника « Воздухоплаватели». о физических основах полета воздушных шаров, наполняемых нагретым воздухом или водородом, гелием ; вводит понятие «подъёмная сила», приводит в качестве примера задачу. Жюри подводит итоги конкурса.

Третий конкурс – конкурс историков.

    «Мореплаватели» говорят, как совершенствовалось судостроение, сопровождая свой рассказ иллюстрациями. Вот его краткое содержание.

    Первое средство передвижения людей по воде – обломки деревьев; потом появились плоты, челны – бревна с выдолбленным углублением, в котором помещался человек. Постепенно люди научились строить суда, собирая их из отдельных частей, делая каркас                             и обшивку. Первоначально челны и плоты передвигались с помощью шестов и весел. Затем примерно за 3000 лет до н.э., появился парус. В ХIХ в. самые быстроходные парусники перевозили чай из Китая и шерсть из Австралии в Европу и Америку со скоростью 30 км/ч. Рекорд скорости показало судно «Катти Сарк»: оно шло со скоростью 39 км/ч; этот рекорд  не побит до сих пор ни одним из парусных судов.

Парусные суда были заменены судами с паровыми машинами. Первый речной пароход «Клермонт» построен в США в 1815 г. Судовой паровой котел с высокой трубой топили дровами. В 1903 г. на Волге построили первое в мире дизельное судно – танкер «Вандал». В ХХ в.на военных кораблях появились двигатели, работавшие от пара, созданного при участии ядерного реактора. первое гражданское судно такого типа –  атомный ледокол «Ленин» - начало работать в Арктике с 1959 г. Ныне судно – это сложное инженерное сооружение, способное передвигаться по воде (обычные суда), под водой (подводные суда) и над водой (суда на подводных крыльях и на воздушной подушке).

«Воздухоплаватели» рассказывают примерно о следующем. Не одна тысяча лет прошла с тех пор, как человек начал мечтать о полете. Но сила тяжести прочно привязывала его к земле. Впервые ее удалось преодолеть с помощью нагретого воздуха. Шар надули горячим дымом и называли монгольфьером по имени его изобретателей – французов братьев Жозефа и Этьена Монгольфье. Летом 1783 г. такой воздушный шар с первыми пассажирами (бараном и петухом) поднялся в воздух. Убедившись, что полеты безопасны, на монгольфьере поднялись и люди. Первый такой полет совершен в ноябре 1783 г.

Монгольфьеры имели недостаток: они быстро опускались, т.к. воздух в них остывал. Использовались они лишь для развлекательных полетов. Для военных и научных целей применяли воздушные шары, наполняемые водородом или гелием. Для наблюдения солнечного затмения в 1887 г. на таком шаре совершил полет русский ученый Д.И.Менделеев. В наше время все летательные аппараты легче воздуха называют аэростатами. В 30-е годы было построено несколько аэростатов для исследования верхних слоев атмосферы – их называли стратостатами. гондола стратостата делалась герметичной, чтобы люди на большой высоте не страдали от недостатка кислорода. Стратостаты достигали высоты свыше 20 км. Недостаток аэростата: он летит туда, куда его гонит поток воздуха.

На смену неуправляемым аэростатам пришли управляемые аппараты – дирижабли. Во время первой и второй мировых войн в армиях многих стран использовались аэростаты, связанные с земной поверхностью прочным стальным тросом. Они играли роль подвижных наблюдательных пунктов, подвесок радиоантенн, воздушных заграждений, мешающих полету авиации противника. Американские заводы выпускали учебные, учебно-патрульные и боевые дирижабли, которые оснащались радарами, пушками и бомбами. Самые крупные из них имели объем 18 400 м3. В 50-х годах были спроектированы и построены еще более крупные воздушные корабли: объемом 43 000 м3.

Современные воздушные шары используются в рекламных целях, дирижабли – для аэрофотосъемок.

Четвертый конкурс – турнир смекалистых

Вопросы для «мореплавателей».

1. В гавани во время прилива стоит судно, с которого в море опускается лесенка. Ученик, желая определить скорость подъема воды, измерил высоту каждой ступеньки и сел на берегу отсчитывать число ступенек, которые покроет вода за 2 ч. Получит ли он нужный результат? (Ответ: положение корабля относительно воды не меняется. Поэтому метод ученика нужного результата не даст.)
2. Почему пустая надувная лодка имеет малую осадку? (Ответ: плотность воздуха, которым она надута, во много раз меньше плотности воды; вес оболочки лодки также невелик.)

Вопросы для «воздухоплавателей».

1. Дирижабль наполняют легким газом. Не лучше ли было бы из него выкачать воздух? (Ответ: выкачивать воздух из оболочки нельзя, так кА огромная сила, создаваемая внешним атмосферным давлением, легко раздавит дирижабль.)
2. Почему подъемная сила стратостата зависит от времени суток и днем имеет наибольшее значение? (Ответ: солнечные лучи нагревают газ, заполняющий его оболочку; он увеличивается в объеме, поэтому подъемная сила возрастает.)

Пятый конкурс – «Экологический пост»

Задания. Охарактеризуйте отрицательную экологическую ситуацию, создаваемую использованием «вашего» вида транспорта.

Назовите экологически чистые транспортные средства.

(О т в е т  «мореплавателей». Водный транспорт выбрасывает в воздух отходы отработанного топлива и загрязняет воду.  Нефть, попавшая в море, всплывает и растекается по поверхности, в результате на воде образуется нефтяная пленка, резко уменьшающая газообмен между водой и атмосферой; тем самым нарушается нормальная жизнь обитателей моря.

Экологически чистые водные транспортные средства – плоты и парусные суда.

О т в е т  «воздухоплавателей». Традиционный воздушный транспорт отрицательно влияет на экологическую ситуацию потому, что загрязняет воздух продуктами сгорания топлива, создает шум, расходует кислород.

Экологически чистыми воздушными транспортными средствами можно считать аэростаты и дирижабли.)

Шестой конкурс – турнир экспериментаторов и конструкторов

«Мореплаватели» изготовили самодельны ареометр по описанию в учебнике и демонстрируют его применение для измерения плотности жидкости. Затем они задают вопрос своим оппонентам: «Можно ли пользоваться земными ареометрами на Луне, где сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле?» (Ответ: да.)

«Воздухоплаватели» показывают зависимость выталкивающей силы, действующей на бумажный колпак, находящийся в воздухе, от температуры воздуха. (Колпак уравновешивают гирькой, которая подвешена на нити, перекинутой через блок. Под колпак подносят зажженную спиртовку.) Затем предлагают соперникам ответить на вопрос-проблему, которую решали специалисты в действительности: «Внутрь кабины высотного аэростата необходимо ввести конец веревки от клапана, через которой осуществляется наполнение стратостата газом. Как следует устроить этот ввод, имея в виду, что воздух не должен быть выпущен в окружающую разреженную среду?» (Ответ: для ввода веревки в гондолу было придумано следующее приспособление: внутрь кабины поместили сифонную трубку, длинное колено которой сообщалось с наружным пространством; в трубку налили ртуть и через нее пропустили веревку. Так как давление внутри кабины не может превышать наружного больше, чем на 760 мм рт.ст.; то уровень ртути в длинном колене будет возвышаться над уровнем в коротком не более чем на 76 см, т.е. канал, по которому скользит веревка, все время закупорен ртутью).

Седьмой конкурс – конкурс любознательных

Участники обеих команд по очереди знакомят друг друга с книгами и статьями , которые они читали по своей теме. Цель: как можно интереснее рассказать об этом.

Заключительная часть – подведение итогов соревнования

На этом этапе учитывается активность всех членов команд, иллюстративный материал, который подготовлен учащимися к данному уроку, умение строить рассказ, быстро отвечать на вопросы. Члены команды-победительницы получают оценку «отлично».