Конспект урока по теме "Изучение силы Архимеда" (7 класс, деятельностный поход)
план-конспект урока по физике (7 класс) по теме

ГБОУ гимназия 1590 имени Героя Советского Союза В.В.Колесника

Подлесных Ирина Евгениевна

Урок «Открытие» нового знания

в рамках деятельностного подхода.

ТЕМА: «Изучение силы Архимеда» - 7 класс.

Цели урока:

• Экспериментально установить от каких факторов зависит и от каких не зависит сила Архимеда
• Получить формулу для расчета силы Архимеда
• Начать работу по формированию навыков решения задач по данной формуле
• Развитие интереса и познавательной активности учащихся на уроке
• Развитие логического мышления учащихся
• Воспитание активного отношения к познанию окружающего мира.

Ход урока

1. Организационный момент.

Этап длится 1-2 минуты.

А. Сообщается общий план урока. На уроке будет проводиться физико-математическая поисковая работа.

Б. Включение в урок. Запись в тетрадях даты, номера группы и номера варианта. (Класс разбит на пять групп по три-четыре человека в каждой группе).

2. Актуализация знаний.

Этап длится 5 минут.

Учащимся предлагается максимально охарактеризовать 4 физические величины: плотность, объем, вес, сила -  в форме схемы-рисунка (ОК). Все рисунки выполняются на доске. Учащиеся вправе помогать друг другу.

Например:

       лед            

                      железо              

      1 т                 1 т                                                

                                                                              плотность                       масса

            V1>V2 в 9 р ?

                                           m-?

Плотность                                                     Объем

                       ρ                                                                      V        

[кг/м3]                                                                     [м3]

                                                                        a                                        a

                              ж                                                                 с

                                              г                                b

                         ρт≠ρж≠ρг

                 Вес , [H]

                            Если ѵ = 0                                                  Сила

                                или ѵ = const, то                                          

                                Р= Fтяж = mg                        модуль          [H]            направление

                                                                               точка приложения

                                                        Fупр = к Δl                                                    

  3. Постановка проблемы.

Этап длится 5 минут.

Обсуждение проблемной ситуации.

Учащимся предлагается проблемный вопрос.

Вопрос. В Вологодской области есть на первый взгляд странное озеро. С незапамятных времен люди считали, что на дне его живет колдун, который никому не позволяет входить в его владения. Крестьяне пытались купать своих лошадей в озере, а они, не успев войти в него, теряли равновесие и падали. Предметы, брошенные в воду, не тонули, а поддерживались непонятной для людей силой. Как объяснить это явление?

Учитель проводит побуждающий диалог, который направлен на осознание проблемы. В процессе общения ученики выдвигают гипотезы решения проблемы.

Отдельные учащиеся могут предположить, что явление объясняется существованием большой выталкивающей силы. Но учащиеся не могут объяснить, почему выталкивающая сила в этом озере имеет такое большое значение, т.к. на данном этапе урока их знаний недостаточно

Вопросы для диалога на уроке:

• В чем затруднение?

-     Что необходимо знать, чтобы выполнить задание?

Задача учителя подвести учеников к решающей гипотезе. 

Идет продолжение диалога:

Учитель:  Какой возникает вопрос?

Ученики:  От чего зависит выталкивающая сила?

Учитель:  Какова цель урока?

Ученики: Установить от каких факторов зависит выталкивающая сила.

Учитель дополняет цель урока (получить формулу для расчета силы Архимеда, начать работу по формированию навыков решения задач по данной формуле). Сообщает о том, что выталкивающая сила называется силой Архимеда, в честь древнегреческого ученого Архимеда (287-212 до н.э.), который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.

Учитель:  Сформулируйте тему урока.

Ученики:  «Изучение силы Архимеда».

Учащиеся самостоятельно записывают тему урока на доске.

4. «Открытие» нового знания.

Этап длится 10 минут.

А. Выбирается метод решения проблемы.

Как  можно экспериментально найти величину выталкивающей силы?

1. Определить вес тела в воздухе с помощью динамометра.

2. Определить вес этого же тела в воде.

3. Из веса тела в воздухе вычесть вес тела в воде.

Каждая группа получает задание.

Б. Делается «открытие».

Задание первой группе

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и латунный цилиндры из набора тел для калориметра, нить.

1. Определите силу Архимеда, действующую на каждое из тел.

2. Сравните плотность тел  и силы Архимеда, действующие  на тела.

3. Сделайте вывод  о зависимости (независимости) силы Архимеда от плотности тел.

Задание второй группе

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, тела разного объема из пластилина, нить.

1. Определите силу Архимеда, действующую на каждое из тел.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод  о зависимости (независимости) силы Архимеда от объема тел.

Задание третьей группе

Оборудование: сосуды с водой, соленой водой и маслом, динамометр, алюминиевый цилиндр, нить.

1. Определите силы Архимеда, действующие на тело в воде, соленой воде и масле.

2. Чем отличаются эти жидкости?

3. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

4. Сделайте вывод  о зависимости (независимости) силы Архимеда от плотности жидкости.

Задание четвертой группе

Оборудование: мензурка с водой, динамометр, алюминиевый цилиндр, нить.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело на глубине h1 и на глубине h2 большей, чем h1.

2. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод  о зависимости (независимости) силы Архимеда от глубины погружения тела.

Задание пятой группе

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, кусочек пластилина, нить.

1. Кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра.

2. Поочередно опуская каждую фигурку в воду, определите силы Архимеда, действующую   на них.

3. Сравните эти силы.

3. Сделайте вывод  о зависимости (независимости) силы Архимеда от формы тела.

После получения результатов каждая группа устно отчитывается о своей работе и записывает вывод на доске в таблице.

Теперь  можно записать физическую закономерность математическим языком на основании использования правила: если наблюдается прямая пропорциональная зависимость, то зависимая величина (аргумент) пишется в числителе дроби, а если обратная пропорциональная зависимость, то – в знаменателе дроби.

Кроме того, так как возникновение выталкивающей силы определяется действием силы тяжести, то в формуле должна быть и величина g – ускорение свободного падения (которое на разных планетах разное), причем зависимость – прямая пропорциональная.

В результате получаем формулу силы Архимеда:

                                                FA=ρжgVт.

В. Решается проблемная ситуация.

Сила Архимеда зависит от объема тела и плотности жидкости. Очевидно, что большая выталкивающая сила в озере Вологодской области объясняется повышенной плотностью воды. Действительно, вода в озере очень соленая. А, как известно, плотность соленой воды намного больше плотности обычной (пресной) воды.

Подобные озера встречаются и в других странах. Самое большое из них – Мертвое море.

Г.Фиксируется алгоритм действия.

5. Первичное закрепление. 

Этап длится 5 минут.

Первичное закрепление осуществляется через разбор задачи, приведенной в учебнике. Решение комментируется и проговаривается одним из учеников (на доске заранее написано решение задачи).

 Дано: (морская вода)                               Решение:

VT = 1,6  м3                            FA = gρжVт

FA- ?                                    ρж = 1030 кг/м3

                                                    FA = 10 ∙ 1030 ∙ 1.6 = 16480 (Н) = 16,5 (кН).

 Ответ:     FA = 16,5 кН.

6. Самостоятельная работа с проверкой в классе.

Этап длится 5 минут.

Задача этого этапа – самоконтроль и самооценка.

Учащиеся по вариантам решают задачи, записанные на доске.

1 вариант: Решите предыдущую задачу, если камень находится не в воде, а в керосине.

2 вариант: Решите предыдущую задачу, если камень находится не в воде, а в машинном масле.

3 вариант:  Решите предыдущую задачу, если в воде находится камень в два раза большего объема.

4 вариант:  Решите предыдущую задачу, если в воде находится камень в два раза меньшего объема.

5 вариант. Решите предыдущую задачу, если камень погрузили на глубину, превышающую первоначальную в 3 раза.

После решения, самопроверки и самооценки учащиеся сравнивают полученные результаты и делают выводы.

7. Повторение.

Этап длится 5 минут.

В форме беседы повторяются основные этапы урока.

Вопросы данного этапа:

• Какие цели вы ставили перед собой?
• Как вы их достигли?
• Что получили в результате?
• Какие зависимости установили?

8. Итог урока.

Этап длится 3 минуты.

Учащиеся заканчивают урок словами: «Я могу…», «Я знаю как…».

Ученики:

Я знаю, от чего зависит и не зависит выталкивающая сила.

Я знаю, как вычислить силу Архимеда.

Домашнее задание: 

1. Разобрать вывод формулы силы Архимеда, приведенный в учебнике (§ 49).

2. Выполнить упражнение 24 (1,3).

2. Подготовить доклад-сообщение об Архимеде (один ученик по желанию).