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

Урок-мастерская

по теме «Плавание тел. Плавание судов».

         Разработал: учитель физики МБОУ «Любавинская СОШ» Пушкарёв И.А.

           Цель урока:

 «Исследовать плавание различных по объёму и плотности тел в жидкостях разной плотности в лабораторных условиях. Провести аналогию с плаванием судов. В результате урока знать условия плавания тел, соотношения между выталкивающей силой и силой тяжести, основные условия плавания судов.

           Оборудование:

 Штатив с укреплённым на нём динамометром, различные по объёму и плотности цилиндрические тела, два стеклянных открытых сосуда с водой, отливной сосуд с водой, мерный сосуд, насыщенный раствор соли, два сырых яйца, сосуд с водой маслом,  металлическая бутылочная пробка.  

          Задачи на этапы урока:

1 этап.

    Определить вес тела в воздухе. Отметить уменьшение веса тела в жидкости. Определить выталкивающую силу. Отметить идентичность между выталкивающей силой в жидкости и газе.  Опытным путём подтвердить справедливость ф-лы:  Fa=gp(ж)Vт; Вывести определение: «Тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своём весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ)».

2 этап.

   Опытным путём определить условия плавания тел.

3этап.

    В результате лекции учителя и самостоятельных исследований знать условия плавания судов и их способности к грузоперевозке.

         Действия учителя и учащихся на уроке:

 Примечание: Действия учителя выделены жирным курсивом. На всех этапах урока учитель выступает в роли равноправного участника познавательного процесса, создаёт доброжелательную обстановку, необходимую информацию даёт в нужное время малыми дозами. Поощряет даже небольшие успехи, деликатно поправляет ошибки учащихся.

       1этап.

Демонстрация Архимедовой силы на опыте: 1.Учитель поочерёдно взвешивает в воздухе с помощью динамометра алюминиевый и стальной цилиндры равного объёма. Затем погружает стальной цилиндр в отливной сосуд с пресной водой. Учащиеся по показаниям динамометра отмечают уменьшение веса тела в жидкости. Взвесив вытесненную жидкость или рассчитав её вес по ф-ле: P=gVжp(ж),Н, убеждаются, что он численно равен уменьшению веса тела в жидкости. То же самое проделывают с алюминиевым цилиндром и убеждаются, что Архимедова сила не зависит от плотности тела. Затем поочерёдно погружают  оба тела в насыщенный раствор соли и по показаниям динамометра определяют влияние плотности жидкости на Архимедову силу.

        2 этап

  Учащиеся, разбившись на группы, проводят опыты с погружением различных тел в разные жидкости. Отмечают, что тела одинакового объёма, но разной плотности ведут себя по разному . Делают вывод, принимая во внимание плотность тел, их объём и плотности жидкостей. «Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость».  Графически показывают действующие на тело силы. Проводят опыт с погружением сырого яйца в крепкий раствор соли, а затем, добавляя пресную воду, заставляют яйцо находиться в  на любой глубине, в том числе и на дне.  Выводят закономерности:  Fт > Fа – тело тонет; Fт = Fа – находится в равновесии в любом месте жидкости; Fт < Fа – тело плавает.   Выясняют, почему при подъёме тела на поверхность, уменьшается Архимедова сила?  «Уменьшается объём погруженной в жидкость части тела, а Архимедова сила равна весу жидкости в объёме погруженного в неё части тела.»  Учитель в стеклянном сосуде показывает расположение двух несмешивающихся жидкостей (масло, вода.)  Читает короткую лекцию о жизни в водоёмах

             3 этап.

                Известно, что суда, плавающие по водоёмам, изготовлены из материалов различных плотностей и большей частью из стальных листов. Почему же в таком случае кораблям удаётся не только оставаться на плаву, но ещё и перевозить большие грузы?

      Учитель демонстрирует плавающую на воде металлическую пробку от бутылки, затем сминает её в комочек и она тонет. Почему?

      Учащиеся , индивидуально обдумывают проблему, делятся мнениями в группе и выдвигают гипотезы. По одному представители от каждой группы афишируют свою версию.                                                                                                                                      

               Мы уже знаем, тело вытесняет своей подводной частью столько воды, что вес этой воды равен весу тела в воздухе. Это справедливо и для речных и морских судов. Вес воды, вытесняемой подводной частью судна, равен весу судна с грузом в воздухе или силе тяжести, действующей на судно с грузом. Глубину, на которую судно погружается в воду, называют осадкой. Максимальную осадку отмечают красной линией, которую называют ватерлинией. Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, равный силе тяжести, действующей на судно с грузом, называется водоизмещением судна. Если из водоизмещения вычесть вес самого судна,  то получим грузоподъёмность этого судна.  

     Оставшееся до конца урока время используется для закрепления знаний.