конспект урока «Закон Архимеда. Плавание тел»
план-конспект урока по физике (7 класс)

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №9

Павлово-Посадского муниципального района

Московской области

Конспект урока физики

 «Закон Архимеда. Плавание тел» 

 7 класс

УМК:  А.В. Грачёв, В.А. Погожев, А.В. Селиверстов

Автор:

Рубцова Елена Григорьевна

 учитель физики и французского языка высшей категории

г.Павловский Посад

2015 г

ЦЕЛЬ УРОКА: Изучить закон Архимеда. Выяснить условия плавания тел

Задачи урока:

Образовательные:

• Обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости;
• Установить от каких факторов зависит, и от каких не зависит выталкивающая сила.
• Выяснить, при каких условиях тела плавают

Воспитательные:

• Воспитывать коммуникабельность (умение слушать учителя и товарищей);
• Воспитывать умение отстаивать свое мнение в тактичной форме.

Развивающие:

• Развивать умение анализировать увиденное;
• Научить делать правильные выводы из результатов проделанного опыта;
• Развивать интерес к физике.

НА ДОСКЕ: записана дата и тема урока.

ОБОРУДОВАНИЕ:  на каждой парте сосуд с водой, кусочек пробки, металлический цилиндр на нити, динамометр.

Ход урока:

1. Фронтальный опрос класса:

1. Что такое плотность вещества?
2. Что такое равнодействующая сил?
3. Сформулируйте II закон Ньютона.
4. Что такое гидростатическое давление?
5. Сформулируйте закон Паскаля.

2. Изучение нового материала (запись в тетрадь даты, темы урока).

1. Учитель:

Сегодня нам предстоит познакомиться с одним очень важным законом природы, открытым ещё в древние времена. С действием этого закона мы сталкиваемся достаточно часто, например, когда наблюдаем за плывущим кораблём, или парящим в небе воздушным шаром. Мы с вами уже знаем, что на  тело, погруженное в жидкость, действует гидростатическое давление. Давайте на  опыте выясним, как это действие проявляется. Какие способы получения научных знаний вы знаете?

Ответ: эксперимент, теоретическое описание и компьютерное моделирование.

Вопрос: Какой из  перечисленных способов вы предложите использовать для ответа на поставленный вопрос?

Ответ:  опыт

Фронтальный эксперимент.

Возьмите кусочек пробки и опустите её в сосуд с водой, не выпуская из пальцев.

Учитель: что будет, если мы разожмём пальцы?

Ответ: пробка всплывёт.

(проверяем)

Учитель: почему пробка движется вверх? Что заставляет пробку изменять свою скорость?

Ответ: если равнодействующая сил, действующих на тело, не равна нулю, то у тела появляется ускорение.

 Учитель: какие силы действуют на пробку? (рисунок на доске с изображением сил)  

Ответ: сила тяжести.

 Учитель: но ведь она направлена вниз, а пробка движется вверх. Какой отсюда можно сделать вывод?

Ответ: на пробку действует ещё одна  сила, по модулю больше силы тяжести, направленная вверх, поэтому равнодействующая сил направлена вверх и ускорение у пробки тоже направлено вверх.

Учитель: и так, вода выталкивает пробку вверх, поэтому она всплывает. Но на все ли тела действует выталкивающая сила?

Продолжим наш опыт. Возьмите  металлический цилиндр за нить и опустите в сосуд с водой. Что с ним происходит?

Ответ: Цилиндр тонет.

Учитель: сделайте вывод

Ответ: вода цилиндр не выталкивает.

Учитель: но так ли это? Возьмите динамометр и определите вес вашего цилиндра  в воздухе и запишите его в тетрадь. А теперь опустите цилиндр целиком в воду с помощью динамометра и определите его вес в воде. Запишите результат в тетрадь и сравните два числа. Что вы видите?

Ответ: Р1 > Р2 ,

Учитель: значит, на металлический цилиндр со стороны воды тоже действует  сила, направленная вверх, только в этом опыте она меньше силы тяжести. Итак, сделаем вывод.

Ученики делают: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила.

Учитель: как же возникает эта сила? Что является причиной её появления?

Сделаем рисунок. Для простоты рассмотрим в жидкости тело в форме параллепипеда. Мы знаем, что жидкость оказывает давление на все тела, погруженные в неё. Давление в жидкости передаётся по всем направлениям. На все точки поверхности тела действуют силы гидростатического давления. Силы, действующие  на боковые грани,  равны друг другу и только сдавливают тело, а вот сила F2 >F1 так как на верхнюю грань давит столб высотой h1 а на нижнюю – h2 а давление жидкости зависит от глубины погружения.

Вспомните формулу для определения давления в жидкости: p=

Из рисунка видно, что

Fвыт = F2 – F1,  силу давления можно определить по формуле F= pS

отсюда следует

Fвыт = F2 – F1= p2 S – p1S= ρж gh2S - ρж gh1S= ρж g S(h2 – h1)

h2 – h1=h  - высота тела   =>  Fвыт = ρж ghS;   hS=Vт – объём тела, => Fвыт = ρж g Vт

Учитель: впервые о  выталкивающей силе заявил Архимед   => Fвыт = FA

FA= ρж g Vт

Легенда об Архимеде

Учитель:  поработаем с формулой силы Архимеда

ρж Vт = mж    => mжg = Рж   =>

 закон Архимеда:  на тело, погруженное в жидкость , действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости.

FA= Рж

Учитель: Мы знаем, что закон Паскаля действует не только в жидкостях, но и в газах, а значит выталкивающая сила действует и на тела погруженные в воздух.

Вопрос:  На динамометре весит груз. Как изменятся показания динамометра, если их из воздуха поместить в вакуум?

Ответ: показания увеличатся, т.к. в вакууме исчезнет архимедова сила.

2.  Закон Архимеда лежит в основе плавания тел. (рисунок-тело внутри жидкости)

Вопрос: Если тело отпустить, как оно будет двигаться под действием силы тяжести и Архимедовой силы?

Учащиеся делают предположения.

Из всего выше сказанного следуют три случая:

1. Fт >  FА - тонет
2. Fт = FА  - остаётся в покое
3. Fт < FА  - всплывает

Рассмотрим третий случай подробнее:

Тело, достигнув поверхности, продолжит всплывать и FА начнёт убывать.

Вопрос: почему убывает FА ?

Ответ: уменьшается объём погруженной части тела.

Вопрос: когда всплытие прекратится?

Ответ: всплытие прекратится, когда Fт = FА  

Учитель: После прекращения всплытия тело будет плавать на поверхности жидкости, частично в неё погрузившись.

Свяжем условия плавания тел с плотностью тела и плотностью жидкости:

1. ρт g Vт  >  ρж g Vт    =>   ρт  >  ρж
2. ρт g Vт  =  ρж g Vт    =>  ρт   =  ρж
3. ρт g Vт  <  ρж g Vт    =>  ρт   <  ρж

 Из полученных соотношений следует, что в разных жидкостях одно и тоже тело может тонуть и всплывать.

Откройте стр 139 учебника, посмотрите в таблицу плотностей  и ответьте на вопрос: как будет себя вести алюминиевый  брусок в воде и ртути?

3.  Закрепление. Решение задач.

1. Туристы, плывущие в лодке, уронили в реку банку с консервами объемом 0,0005 м3. Определите выталкивающую силу, действующую на банку.
2. На дороге лежит камень массой 26 кг и объемом 10 дм3 , какую силу нужно приложить, чтобы поднять его? Какая выталкивающая сила будет действовать на этот камень, если его полностью погрузить в воду? Какую силу должен был бы приложить водолаз при подъеме этого камня со дна реки?

4.  Подведение итогов урока.

Рефлексия:

• Что открыли, узнали на уроке?
• Оправдались ли ваши ожидания от урока?
• Что вы взяли с сегодняшнего урока?
• Над чем заставил задуматься урок?
• Было ли  трудно? Что вызвало затруднения?

5. Домашнее задание: §57; c267 упр. 2; подготовиться к л/р № 8.

Желающие могут повторить подвиг Архимеда, решив задачи:

1. Слиток золота и серебра имеет массу 300 г. При погружении в воду его вес равен 2,75 Н.  Определите  массу серебра и массу золота в этом слитке.

Список использованной литературы

1. А.В.Грачёв, В.А.Погожев, А.В.Селеверстов, Физика – 7. – М.: Издательский центр «Вентана-Граф», 2011. 
2. Лукашик В.И. Сборник задач по физике 7 – 9 кл. – М.: Просвещение, 1997.
3. Интернет-ресурс: http://www.tepka.ru/fizika_7/22.4.html