Разработка урока "Плавание тел"
план-конспект урока по физике (7 класс) по теме

Условия плавания тел (слайд1)

Эпиграф: Без сомнения все наши знания начинаются с опыта.

Кант Иммануил

(Немецкий философ, 1724 – 1804 гг.)

(слайд2)

Цели урока:

• Ознакомить учащихся с явлением плавания тел в жидкости, изучить условия плавания тел;
• формировать умение объяснять поведение тел (тонет, всплывает, плавает) сравнением силы Архимеда, плотности жидкости и плотности тела;
• развивать интерес и логическое мышление путем учебных проблем;
• продолжить развитие умения делать опыты, наблюдать, самостоятельно формулировать выводы;
• Развивать творческую активность, творческие способности учащихся.

(слайд 3)

Оборудование: 5 сосудов (4 с водой и 1 с маслом), набор тел (стальной гвоздь, фарфоровый ролик, кусочки свинца, алюминия, органического стекла, пенопласта, пробки, парафина), деревянный и пенопластовые кубики одинаковых размеров, мензурка, динамометр, две пробирки с песком, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины, кусок пластилина.

Ход урока

Сегодня на уроке вы познакомитесь с условиями плавания тел. Продолжим учиться применять архимедову силу,  развивать умения делать опыты, наблюдать, самостоятельно формулировать выводы.

Ваши знания я буду оценивать, следующим образом: каждому ученику за правильный ответ буду давать один Архиседик (1 А), в конце урока подведем итог.

Учитель. На предыдущем уроке вы познакомились с действием жидкости на тела, погруженные в неё. Какая сила возникает при погружении тела в жидкость? (слайд 4)

Ученик. Архимедова сила.

Учитель. Какую силу называют архимедовой?

Ученик. Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости объёме этого тела.

Учитель. Какой буквой обозначается архимедова сила?

Ученик. FA.

Учитель. В каких единицах её измеряют?

Ученик. Ньютонах.

Учитель. Как направлена эта сила?

Ученик. Она направлена вертикально вверх.

Учитель. От чего зависит архимедова сила?

Ученик. Архимедова сила зависит от объёма тела и от плотности жидкости.

Учитель. Итак, мы знаем, что на всякое тело, погружённое в жидкость, действует архимедова сила. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Почему? (слайд 5)

Ученик 1. Сила тяжести больше силы Архимеда, то тело тонет.

Ученик 2. Плотность тела больше плотности жидкости.

Ученик 3. От массы тела. 

Сегодня мы выясним это. Откройте тетради, запишите число 17 февраля и тему урока – «Условия плавания тел».

Попробуем все сведения об условиях плавания тел получить из опыта. Сегодня каждая группа получит свое задание. После выполнения заданий мы обсудим полученные результаты и выясним условия плавания тел. На выполнение опытов отводится 15 минут. Внимательно прочитайте свои задания, постарайтесь не отвлекаться. Все результаты записывайте в тетрадь. Если у кого-нибудь возникнут вопросы, поднимите руку.

(слайд 6)

Задание для первой группы: пронаблюдать, какие из предложенных тел тонут, какие плавают в воде; найти в таблице №2 на странице 50 «Плотности тел» плотности соответствующих веществ и сравнить с плотностью воды. Результаты записать в таблицу.

Оборудование для этого задания. Сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, фарфоровый ролик, кусочки свинца, алюминия, дерево, пробки, парафина.

Задание для второй группы: 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.

Оборудование для этого задания. Два сосуда  (с водой и маслом), деревянный и пенопластовые кубики.

Задание для третьей группы: сравнить архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, силой тяжести каждой пробирки; сделать вывод на основании результатов опытов.

Оборудование для этого задания. Мензурка, динамометр, две пробирки с песком.

Задание для четвёртой группы: заставить картофелину плавать в воде. Объяснить результаты опыта.

Оборудование для этого задания. Сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.

Задание для пятой группы: добиться, чтобы кусок пластилина плавал в воде. Пояснить результаты опыта.

Оборудование для этого задания. Сосуд с водой и кусок пластилина.

Учитель. Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на край стола. Переходим к обсуждению результатов. Сначала выясним, какие тела плавают в жидкости, а какие - тонут.

( Отвечают в основном ребята из первой группы. Один из них называет те тела, которые тонут в воде, другой - тела, которые плавают, третий сравнивает плотности тел каждой группы с плотностью воды. После этого все вместе делают вывод. (слайд 7)

 «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).

Что произойдёт с телом, если плотности жидкости будут равны? Этот вопрос мы оставим открытым, а несколько позже вернёмся к нему.

        Посмотрим, как себя ведут тела, плавающие на поверхности жидкости. Вторая группа рассматривали, как ведут себя тела, изготовленные из дерева и пенопласта в одной и той же жидкости. Что они заметили?

Ученик. Глубина погружения  тел разная. Пенопласт плавает  почти на поверхности, а дерево немного погрузилось в воду.

Учитель. Что можно сказать о глубине погружения деревянного бруска, плавающего на поверхности воды, масла?

Ученик. В масле глубже погружается брусок, чем в воде.

Учитель. Таким образом, глубина погружения тела в жидкость зависит от плотности жидкости и самого тела.

        Теперь выясним, можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например картофелину или пластилин. Посмотрим опыт. Бросим эти тела в воду. Что вы наблюдаете?

Ученик. Они тонут в воде.

Учитель. А четвёртой группы картофелина плавает в воде. В чём же дело?

Ученик. Чтобы заставить картофелину плавать, мы насыпали в воду побольше соли.

Учитель. Что же произошло?

Ученик. У солёной воды увеличилась плотность, и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла и  архимедова сила стала больше.

Учитель.  Правильно. А у ребят выполнявших задание, с пластилином соли не было. Каким образом вам получилось добиться, чтобы пластилин плавал в воде?

Ученик. Я сделал из пластилина лодочку, она имеет большой объем и поэтому плавает.

Учитель. Неверно, не просто большой, а больший, чем у куска пластилина.

Ученик. А мы сделали из пластилина коробочку, она тоже плавает.

Учитель. А она, почему плавает?

Ученик. У нее тоже больший объем, чем у куска пластилина.

Учитель. Итак, чтобы заставить плавать обычно тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменяется и архимедова сила, действующая на тело. Как вы думаете, есть ли какая-нибудь связь между силой тяжести и архимедовой силой для плавающих тел?

Ученик. Мы погружали в воду две пробирки с песком - одна полегче, другая потяжелее,- и обе они плавали в воде. Мы определили, что архимедова сила в том и другом случае примерно равна силе тяжести.

Учитель. Молодцы. Значит, если тело плавает, то FА = Fтяж. (Записывает на доске.) А если тело тонет в жидкости?

Ученик. Тогда сила тяжести больше архимедовой силы. (слайд 8)

Учитель. А если всплывает?

Ученик. Тогда архимедова сила больше силы тяжести. (слайд 9)

Учитель. Итак, получили условие плавание тел: FА =Fтяж.. (слайд 10) Но оно не связано с плотностью тела и плотностью самой жидкости. Можно ли по-другому выразить условие плавание тел? Давайте попробуем. Мы знаем, что если тело плавает, то FА =Fтяж. Значит, условия плавания тел можно сформулировать двумя способами: сравнивая архимедову силу и силу тяжести или сравнивая плотности жидкости и находящегося в ней вещества.  (слайд 11) Где в технике учитываются эти условия?

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

Учитель. Металлические корабли тоже плавают, а ведь куски стали тонут в воде.

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

Учитель. Итак, в судостроении используется тот факт, что путем изменения объема можно придать плавучесть практически любому телу. А учитывается ли как-нибудь связь условий плавания тел с изменением плотности жидкости?

Ученик. Да, при переходе из моря в реку меняется глубина осадки судов.

Учитель. Приведите примеры использования условий плавания тел в технике.

Ученик. Для речных переправ применяют понтоны. В морях и океанах плавают подводные лодки. Для подводного плавания часть их емкости заполняют водой, а для надводного - воду выкачивают.

Почему нельзя тушить горящий бензин водой? (Заливая бензин, плотность которого меньше плотности воды, он всплывает на поверхность воды и продолжает гореть)

Почему катастрофа плавающих судов, перевозящих нефть, бензин и т. д. ,грозит экологической катастрофой?  (Нефть, бензин – имеют плотность меньшую, чем вода, и всплывают на поверхность. Образуется тонкая плёнка, площадь которой очень огромна).

Почему при катастрофа плавающих судов гибнут водоплавающие птицы?  (Водоплавающие птицы при помощи клюва смазывают свои  перья жиром, выделяемых особой железой. Поэтому перья не смачиваются водой. Нефть смачивает перья птиц, и птица может замёрзнуть и утонуть). Из – за  нефтяной плёнки  нарушается  кислородный обмен на границе воздух – вода. Это приводит к гибели обитателей подводного мира, которому необходим кислород.

Подведём итог урока. Сегодня на уроке вы познакомились с явлением плавания тел в жидкости, изучили условия плавания тел;

сами сделали выводы, от чего зависит поведение тел (тонет, всплывает, плавает) сравнением силы Архимеда, плотности жидкости и плотности тела, повторили силу Архимеда и её применения.

Запишите, пожалуйста, домашнее задание  параграф 50, упражнение 25 (3-5)

А теперь поднимите руки с заработанными архимедиками (дети поднимают руки, я подсчитываю архимедики). Все кто набрал больше двух архимедиков получают пятерки, два – четвёрки. Благодарю за урок. Урок окончен.