урок-исследование " Условия плавания тел" для 7 класса
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Урок-исследование

 в 7-ом классе по теме «Условия плавания тел»

в МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №59» г. Курска.

Учитель: Образцова Е. А.

Цели урока: 

• систематизировать и закрепить знания обучающихся, полученные на прошлых уроках;
• организовать деятельность учащихся по выяснению условий плавания тел;
• показать значение эксперимента при освоении предметного содержания.

Действия учебно-познавательные и учебно-практические:

• формирование умения самостоятельно применять полученные знания, осуществляя их перенос в различные условия;
• нахождение способа определения силы Архимеда, которая действует в жидкости на погруженное тело;
• развитие умений ставить цель, наблюдать, анализировать, устанавливать аналогии,  делать выводы;
• формирование коммуникативных умений: взаимодействовать в паре, группе, высказывать свою точку зрения;
• способствовать формированию умений прогнозировать свои действия в ситуации выбора при решении проблемы;
• развитие рефлексивных умений: осуществлять самооценку, соотносить уровень своих знаний с требованиями программы.

Планируемые результаты:

Личностные

Проявление эмоционально-ценностного отношения к учебной проблеме, творческого отношения к процессу обучения.

Метапредметные

Познавательные

Умение находить сходство и различие между объектами, обобщать полученную информацию, вести наблюдение, прогнозировать ситуацию.

Регулятивные 

Умение выполнять учебное задание в соответствии с целью, соотносить учебные действия с известными правилами, выполнять учебное действие в соответствии с планом.

Коммукативные

Умение формулировать высказывание, согласовывать позиции и находить общее решение, адекватно использовать речевые средства и символы для представления результата.

Предметные

Умение экспериментально подтверждать условия плавания тел; научиться решать качественные задачи по этой теме; осознанно применять полученные знания в технике и народном хозяйстве.

Ресурсы: сосуд с водой и набор тел равного объема, сосуд с водой и набор тел из разных веществ; два сосуда ( с водой и маслом) деревянный и пенопластовый кубики; мензурка, динамометр, три пробирки с солью ( пробирки должны плавать в воде , погрузившись на разную глубину); сосуд с водой , пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины; сосуд с водой, кусок пластилина и кусочек фольги; сосуды с маслом, водой и пипетка; шары, наполненные гелием по одному на каждую  группу, мультимедийный проектор, ЭОР,  магниты – 2 набора, магнитная доска, таблица плотностей, листы А-4 с заданиями – 25шт.

Литература: учебно-методический комплект для 7 класса под редакцией А. В. Перышкина

Тип урока: проблемно-поисковый.

Методы и приемы: проблемное обучение, учебно-исследовательская деятельность,  взаимооценка, самооценка.

Формы работы: индивидуальная, фронтальная, в парах, в группах, всем классом, по образцу.

Технологии: здоровьесберегающие, развивающие, совместного поиска.

Межпредметные связи: математика.

 Деятельность учителя по обеспечению рефлексии: определение уровня усвоения учебного материала.

 Длительность урока: 45 минут.

 Место проведения урока: кабинет физики.

Технология изучения темы.

Этап № 1. Самоопределение к деятельности.

1.Организация образовательного пространства. (1 минута).

– Обучающиеся садятся за свои столы, проверяют наличие тетрадей, учебников, дневников, ручек, линейки, карандашей.

– Учитель проверяет наличие оборудования для экспериментов на столах, включает компьютер и мультимедийный проектор в режиме ожидания.

2. Мотивация к деятельности. (1 минута).

Учитель: Здравствуйте ребята, я очень рада вас видеть. А знаете почему? Я хочу, чтобы вы помогли найти мне ответы на некоторые вопросы из повседневной жизни, возникшие при подготовке к сегодняшнему и предыдущим занятиям и требующие задуматься об их физическом содержании.

3. Актуализация опорных знаний и умений, выявление пробелов и их коррекция. (10 минут).

1. Учитель:

– На предыдущих уроках мы рассмотрели действие жидкости и газа на погруженное в них тело, изучили закон Архимеда, условия плавания тел. Тему сегодняшнего урока мы узнаем, решив кроссворд.

 По горизонтали: 1. Единица деления. 2. Единица массы. 3. Кратная единица массы. 4. Единица площади. 5. Единица времени. 6. Единица силы. 7. Единица объема. 8. Единица длины.

Ответы: 1. Паскаль. 2. Килограмм. 3. Тонна. 4. Квадратный метр. 5. Час. 6. Ньютон. 7. Литр. 8. Метр

Учитель:  прежде, чем приступить к решению экспериментальных задач, ответим на несколько вопросов. Какая сила возникает при погружении тела в жидкость?

Учащиеся: Архимедова сила.

Учитель: Куда направлена эта сила?

Учащиеся: Она направлена вертикально вверх.

Учитель: От чего зависит Архимедова сила?

Учащиеся: Архимедова сила зависит от объёма тела и от плотности жидкости.

Учитель: А если тело не полностью погружено в жидкость,  как определяется Архимедова сила?

Учащиеся: Тогда для подсчета Архимедовой силы надо использовать формулу          Fа = ρжgVт, где Vт – объем той части тела, которая погружена в жидкость.

Учитель: Какими способами можно на опыте определить архимедову силу?

Учащиеся: Можно взвесить жидкость, вытесненную телом, её вес и будет равен архимедовой силе. Можно найти разность показаний динамометра при взвешивании тела в воздухе и в жидкости, эта разность тоже равна архимедовой силе. Можно определить объем тела с помощью линейки или мензурки. Зная плотность жидкости, объем тела, можно вычислить архимедову силу.

Учитель: Итак, мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует архимедова сила. А ещё, какая сила действует на любое тело, погруженное в жидкость?

Учащиеся: Сила тяжести.

Учитель: Вы можете привести примеры тел, которые плавают на поверхности воды? А какие тела тонут в воде? А как ещё тело может вести себя в воде? Какие это тела? Попробуйте угадать, о каком плавающем теле пойдёт сейчас речь.

Сегодня над морем

 Большая жара;

 А в море плывёт

 Ледяная гора.

 Плывёт и, наверно,

 Считает:

 Она и в жару не растает.

Учащиеся: Айсберг.

Учитель: А изменилось бы что-нибудь, если бы воду в океане мы мгновенно поменяли бы на керосин?

 (Учащиеся путаются в ответах)

Вы не можете точно ответить на этот вопрос. Но у вас уже появляются идеи, гипотезы. Давайте сегодня на уроке вместе решим проблему: Выясним , каковы условия плавания тел в жидкости. Ответ на этот вопрос мы получим через решение исследовательских задач:

Запишите в тетради тему урока – “Условия плавания тел”.

Этап № 2 Учебно-познавательная деятельность. (7 минут)

Учитель: Ребята, а вы знаете, какой учёный изучал плавание тел?

Учащиеся: Архимед.

Учитель: Попробуем все сведения об условиях плавания тел проверить экспериментально, выполнив исследования.  Каждая группа получит своё задание. После выполнения заданий мы обсудим полученные результаты и выясним условия плавания тел.

Все результаты записывайте в тетрадь. Если возникнут вопросы, поднимите руку.

(Ребята получают карточки с заданиями и оборудование для их выполнения-6 вариантов. Варианты заданий не одинаковы по уровню трудности: первые – наиболее простые,  5,6  – сложнее. Они даются соответственно уровню подготовки обучающихся.)

Задания:

Учитель: Внимательно прочитайте свои задания, постарайтесь не отвлекаться.

Группа № 1:

Задание. Найдите в таблице учебника плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды.

1. Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие плавают в воде.

2. Найдите в таблице учебника плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды.

        3. Результаты оформите в виде таблицы.

 Оборудование:  сосуд с водой и набор тел:   кусочки стали,  фарфора,  кусочки свинца, алюминия,  органического стекла,  пенопласта,  пробки,  парафина, сосны

        Группа № 2:

Задание

1. Сравните глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров.

2. Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности.

Оборудование: два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики.

Группа № 3

Задание

1. Сравните архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести каждой пробирки.

2. Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Оборудование: мензурка, динамометр, две пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Группа № 4

Задание

1. Можно ли «заставить» картофелину плавать в воде? Заставьте картофелину плавать в воде.

2. Объясните результаты опыта.

Оборудование: сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.

Группа № 5

Задание  

1. Добейтесь, чтобы кусок пластилина плавал в воде.

2. Добейтесь, чтобы кусок фольги плавал в воде.

3. Поясните результаты опыта.

Оборудование: сосуд с водой; кусок пластилина и кусочек фольги.

Группа №6

Задание. Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды.

Цель работы: Провести наблюдение за всплытием масла, погруженного в воду, обнаружить на опыте выталкивающее действие воды, указать направление выталкивающей силы.

Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка.

Последовательность проведения опыта:

1. Возьмем с помощью пипетки несколько капель масла.

2. Опустим пипетку на глубину 3 – 4 см в стакан с водой.

3. Выпустим масло и пронаблюдаем, образование масляного пятна на поверхности воды.

4. На основе проделанного опыта сделайте вывод.

Вывод:_______________________________________________________________

После выполнения эксперимента обсуждаются результаты работы, подводятся итоги.

Пока учащиеся выполняют задания, учитель наблюдает за их работой, оказывает необходимую помощь.

Учитель: Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на край стола. Перед обсуждением результатов проводится физкультминутка

 Физкультминутка (2 минуты)

Учитель:

На зарядку дружно встали,

Мы опять сидеть устали,

Это лёгкая забава-

Повороты влево вправо.3

Нам известно всем давно-

Там стена, а там окно.

(Повороты туловища вправо и влево.)

Приседаем быстро, ловко.

Здесь видна уже сноровка.

Чтобы мышцы развивать,

Надо много приседать. ( Приседания)

А теперь ходьба на месте,

Это тоже интересно. ( Ходьба на месте.)

От души мы потянулись,

(Потягивания – руки вверх и в стороны.)

И на место вновь вернулись.

(Дети садятся.)

Этап № 3 Диагностика качества усвоения темы (10 минут  )

1. Промежуточное закрепление нового материала

Переходим к обсуждению результатов. Послушаем результаты выполнения задания  группой 1.  Итак, вы выяснили, какие тела плавают в жидкости, а какие – тонут.

Назовите те тела, которые тонут.

Ученики перечисляют тела, которые тонут

Учитель: Назовите  тела, которые  плавают.

Ученики перечисляют тела, которые плавают

Учитель:  Сравните плотности тел (которые тонут и которые плавают) с плотностью воды.

Ученики сравнивают плотности тел

 После этого все вместе делают вывод. Выводы

 Если плотность вещества, из которого изготовлено тело больше плотности жидкости, то тело тонет.

Если плотность вещества меньше плотности жидкости, то тело плавает.

(Выводы записываются в тетрадях.)

Учитель: Послушаем результаты выполнения задания  группой 2.

Ребята группы 2 рассматривали, как ведут себя тела, изготовленные из дерева и пенопласта в одной и той же жидкости. Что они заметили?

Ученики: Глубина погружений 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?

Ученики: В масле брусок погружался глубже, чем в воде.

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

Запишем этот вывод.

Послушаем результаты выполнения задания группой 3.

Ученики: (Группа 3) Мы погружали в воду три  пробирки с солью  – одна легче, другая тяжелее, - и обе они плавали в воде. Мы определили, что архимедова сила отличается от силы тяжести.

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

Ученики: Тогда сила тяжести больше архимедовой силы.

Учитель: А если тело всплывает?

Ученики: Значит, архимедова сила больше силы тяжести.

Учитель: Теперь выясним, можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например картофелину (Группа 4) или пластилин или фольгу. (Группа 5)

Послушаем результаты выполнения задания Группой 4.

Что вы наблюдаете? Группа 4.

Ученики: Чтобы заставить картофелину плавать, мы насыпали в воду больше соли.

Учитель: В чем же дело? Что же произошло?

Ученики: У соленой воды увеличилась плотность, и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла, и архимедова сила стала больше.

А у ребят из группы 5, выполнявших задание с пластилином, соли не было. Каким образом вам удалось добиться, чтобы пластилин плавал в воде?

Послушаем результаты выполнения задания группой 5. 

Ученики: Мы сделали из пластилина лодочку. Она имеет больший объем и поэтому плавает. Можно сделать из пластилина коробочку, она тоже плавает. У нее тоже больше объем, чем у куска пластилина.

Вывод: 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.

 Учитель: Мы говорили об условии плавания твёрдых тел в жидкости. А может ли одна жидкость плавать на поверхности другой? Послушаем результаты выполнения задания  Группой 6.

Снова вернёмся к таблице плотности веществ. Объясним, почему на воде образуется масляная плёнка.

Итак, проблема решена, значит, жидкости, как и твёрдые тела, подчиняются условиям плавания тел.

Учитель: Условия плавания  тел можно сформулировать двумя способами: сравнивая архимедову силу и силу тяжести или сравнивая плотности жидкости и находящегося в ней вещества.

 Ученики записывают таблицу

2 .Применение новых знаний в новой ситуации. (9 минут)

 Учитель: Итак,  назовите условия плавания тел.

Учитель. Где в технике учитываются условия плавания тел?

Ученики: При постройке кораблей. Раньше делали деревянные корабли и лодки. Плотность дерева меньше плотности воды, и корабли плавали в воде.

Учитель: Куски стали тонут в воде, а ведь металлические корабли плавают

Ученики: С ними поступают так, как мы поступили с пластилином: увеличивают объем, архимедова сила становится больше, и они плавают.

Учитель: В судостроении путем изменения объема можно придать плавучесть любому телу. А учитывается ли как-нибудь связь условий плавания тел с изменением плотности жидкости?

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

Учитель: Приведите примеры использования условий плавания тел в технике.

Ученики: 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.

Учитель: Посмотрите внимательно на атомный ледокол. В нашей стране работают несколько таких ледоколов. Они самые мощные в мире и могут плавать, не заходя в порты, более года

Учитель. Выполним задание из упражнения 27 № 3 (Учитель демонстрирует его на опыте)  

 Учитель Продолжим беседу о жидкостях. Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами. Как расположились жидкости в гостеприимном сосуде, если это были: масло машинное, мёд и бензин. (Укажите порядок расположения жидкостей.)

Этап № 4.   Рефлексивная деятельность. (5 минут)

1. Самоанализ (закрепление нового материала, подведение итогов учебной деятельности, запись домашнего задания). 

2. Самооценка:

 Учитель выставляет отметки обучающимся за учебно-исследовательскую деятельность, работу с места, дает словесное  оценивание работы класса.

Учитель: Ребята, проведите самооценку своей и оценку нашей с вами работы на уроке. Оцените степень своего погружения в тему « Условия плавания тел». Прикрепите стикер на соответствующую глубину в сосуде с водой.

3. Запись домашнего задания: (в дневниках)

- §52-читать;

- вопросы к §52 - отвечать;

- упражнение 27 (1, 4,6)

-дополнительное задание на стр. 154(сделать поплавок Декарта)

Группа № 3

Задание

1. Сравните архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести каждой пробирки.

2. Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Оборудование: мензурка, динамометр, две пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Группа № 2:

Задание

1. Сравните глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров.

2. Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности.

Оборудование: два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики.

Группа № 1:

Задание. Найдите в таблице учебника плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды.

1. Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие плавают в воде.

2. Найдите в таблице учебника плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды.

        3. Результаты оформите в виде таблицы.

 Оборудование:  сосуд с водой и набор тел:   кусочки стали,  фарфора,  кусочки свинца, алюминия,  органического стекла,  пенопласта,  пробки,  парафина, сосны

Группа № 4

Задание

1. Можно ли «заставить» картофелину плавать в воде? Заставьте картофелину плавать в воде.

2. Объясните результаты опыта.

Оборудование: сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.

Группа № 5

Задание

1. Добейтесь, чтобы кусок пластилина плавал в воде.

2. Добейтесь, чтобы кусок фольги плавал в воде.

3. Поясните результаты опыта.

Оборудование: сосуд с водой; кусок пластилина и кусочек фольги.

Группа №6

Задание. Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды.

Цель работы: Провести наблюдение за всплытием масла, погруженного в воду, обнаружить на опыте выталкивающее действие воды, указать направление выталкивающей силы.

Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка.

Последовательность проведения опыта:

1. Возьмем с помощью пипетки несколько капель масла.

2. Опустим пипетку на глубину 3 – 4 см в стакан с водой.

3. Выпустим масло и пронаблюдаем, образование масляного пятна на поверхности воды.

4. На основе проделанного опыта сделайте вывод.

Вывод:_______________________________________________________________